《计算机组成原理》期末复习资料三文档格式.docx
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f）之间,用于解决（
f）读写速度慢，跟不上（h）快速取得指令或数据的矛盾；
通常选用（j）存储器芯片实现。
它与主存的读写原理不同，执行写入操作时，在把有关（
a
）信息写入选中的高速缓存器的某一单元时，该应该将与这一信息相关的（c
）信息或其中的一部分写入与之对应的标志段；
在执行读出操作时，不能仅仅通过对原本用于读主存的地址信息进行译码取选择高速缓存的某一单元来取得所需要的数据，该必须通过检查高速缓存的有关单元标志位的值，才能确定得到的是否是所要求的数据，这是因为高速缓存（b
）单元对应（
f）的多个存储单元。
依据被读单元的内容或其一部分判定得到的是否是所需要的数据的原理运行的存储器被称为（
s
）存储器。
a.数据b.一个c.主存地址d.可以e.多个f.主存储器g.不可以
h.中央处理器i.ROMJ.静态k.动态l.RAMm.不可以n.高位o.低位p.控制q.读/写r.运行s.关联
2.按照IEEE标准，一个浮点数由1个（
d
），n个（
g
）和m个（j）组成。
其中的（
b
）部分选用移码表示，（j）选用原码表示。
该浮点数的表示精度主要取决于（b）的位数，而数据的表示精度主要取决于（j）。
浮点数的零是（l）均为零，非零值的规格化的浮点数尾数数值的（
k）必定为1。
a.浮点数b.阶码c.一位d.符号e.多位f.中央处理器g.移码
h.定点小数i.动态J.尾数k.最高位l.每一位m.控制
三、简答题（共63分）
1.为了提高计算机系统的输入/输出能力，可以在总线的设计与实现中采用哪些方案？
他们各自解决是什么方面的问题？
（10分）
答：
为了提高计算机系统的输入/输出能力，可在总线的设计与实现中采用以下方案：
（1）提高总线时钟的频率，以便在单位时间内完成更多次数的数据传送；
（2）增加数据总线的位数，以便在每次数据传送时传送更多数的数据；
（3）采用成组数据传送（BURST传送）方式，使得在一组数据传送的过程中，尽可能地把发送地址和传送数据在时间是重叠起来；
（4）采用总线结构，使得多个数据同时通过不同的总线完成传送。
最终达到在单位时间内传送尽可能多的数据的目的，即提高了输出输入能力。
2.在数学计算机的总线设计中，提到并实现了内部总线和处部总线，这指的是什么含义？
它们是如何连接起来的？
如何控制二者之间的通断以及数据传送的方向？
（9分）
在教学计算机的总线设计中，CPU一侧使用的数据总线被称为内部总线，在内存和I/O接口一侧使用的数据总线被称为外部总线。
他们经过双向三态门电路实现相互连接，而双向三态门电路本身就有一个选择接通或断开两个方向的数据信息的控制信号，还有另一个选择数据传送方向的控制信号，只要在按照运行要求正确地提供出这2个控制信号即可。
3.在PC机系中，为了使选用CRT器件的显示器既能显示字符又能显示简单的图形，在显示接口卡中包括的哪些功能部件？
显示字符和显示简单的图形的运行过程的主要区别是什么？
显示接口卡中包括：
显示存储器、字符发生器和产生视频信号的移位寄存器等。
显示字符时，是通过显示存储器取得被显示字符的ASCH码和显示属性信息，再从字符发生器找到该字符字形的相应点阵信息，并经过移位寄存器给出视频信号送到CRT器件；
而显示图形时，显示存储器中存放的是图形中每个显示点（像素）的显示属性，要求显示存储器的容量足够大，它不再使用字符发生器，而是直接把图形的点阵信息经移位寄存器送到CRT器件。
4.对如何使用一个硬件上已经接通的串行接口（例如INTEL8251），你知晓哪些内容？
（9分）
使用串行接口传送数据之前，首先要对串行接口进行初始化操作，通过方式指令指定该接口电路的运行方式和控制参数，例如是同步还是异步方式，每个数据的位数，是否使用奇偶校验，停止位的位数等。
接下来再通过命令指令指定接收与发送的运行要求，例如是否允许接受或发送。
给出方式指令完成初始化操作的先决条件是必须在该芯片已经接收到硬件的或软件的RESET信号之后，并且仅可执行一次；
给出命令指令应该在执行方式指令之后，但它却可以随时通过不同的命令指令变更芯片的运行功能。
5.直接控制方式，程序中断方式和直接内存仿问方式在计算机系统的输入/输出过程中，各自的主要作用是什么？
各自对CPU的运行负荷有什么样的影响？
（9分）答：
在计算机系统的输入/输出过程中，程序直接控制方式，是通过输入/输出指令查询接口状态来控制数据的输入/输出操作的运行方式，简单且运行速度快，但占据CPU的过多时间，也难以完成CPU计算与外围设备入出操作，或多个外围设备入出操作的并发执行。
程序中断方式仅在设备已经准备就绪的时候（准备好送给CPU的数据或已经完成一次写入操作），才通过发出中断请求信号，请求CPU开始一次输入/输出操作，使得CPU有更多的时间执行运算操作，故可以完成CPU计算与外围设备入出操作，或多个外围设备入出操作的并发执行；
但响应与处理一次中断要用较多条指令才得以完成，故主要用于慢速设备的输入/输出操作。
直接内存访问方式，主要用于快速设备与主存储器直接进行数据传送的输入/输出操作，进一步降低了CPU的开销。
6.动态与静态存储器芯片在特性和使用场合两个方面有哪些区别？
（8分）答：
动态存储器芯片是通过寄生电容存储一个二进制位的信息。
为解决漏电会丢失信息的问题需要刷新操作，因是破坏性读出，故需要回写操作。
这样使读写周期变长，即运行速度慢。
但芯片的集成度高，价格便宜，因此主要用于实现速度低一些、但容量要求较大的主存储器；
而静态存储器芯片不需要刷新操作，也不是破坏性读出，不需要回写操作，运行速度高。
但芯片的集成度低，价格高，因此主要用于实现要求速度更快、但容量可以较小的CACHE存储器。
7.从概念上讲，有哪几种指令会通过给出一个新的指令地址来改变指令顺序执行的情况？
通常可以采用什么方案在指令字中给出这一新的指令地址（至少说出3种）和其他有关信息？
答：
通过给出一个新的指令地址来改变指令顺序执行的指令有：
无条件转移指令、条件转移指令、子程序调用指令、子程序返回指令以及中断返回指令等。
在指令字中，可以通过给出寄存器编号，把该寄存器的内容作为新的指令地址；
可以用指令的第二个字直接给出一个新的指令地址；
也可以通过给出一个偏移值与当前指令地址相加求得新指令的相对转移地址。
对条件转移指令，还应该在指令字中给出依据什么条件判定是否应该转移的信息，仅在条件成立时才转移，否则顺序执行下一条相邻指令。
●2003.1试题与解答
1.（1AB）１６=110101011２=683210
[Y-X]补=10010
二、选择题（每个１分，共１９分）
1.虚拟存储器是使用高速（f）上的一片存储空间，来保存原本应存放在（k）中的信息，来解决（k ）的（b）不够大，存放不下足够多的数据和程序的问题，这不仅确保更大容量的程序可以在配备比较小容量的主存储器的系统中运行，还使得保存单位信息的（d）得到降低，因为存放同等数量信息时，使用磁盘比使用（k ）的成本要低得多。
但是磁盘的读写速度很慢，而且只能以数据块的方式和主存储器交换数据，CPU不能直接以字为单位读磁盘中的数据。
按照以何种方式来管理和分配主存储器空间器，可以把对存储器管理区分为（g ）和（l ）两种基本的管理方案。
其中（l ）存储器管理中段的长度是程序本身的规模决定的，可变，会在主存储器中形成（n ），（g）存储管理中的页长是按照需要对程序（存储区域）人为划分的结果。
a.磁带 b.存储容量 c.读写 d.平均价格 e.数据f.磁盘
g.页式 h.光盘 i.碎块 J.存储空间 k.主存储器
l.段式 m.状态 n.主存储器分段 o.动态分区 p.请求分页
2.奇偶校验码中的偶校验实现的是在k个（f）位之外，增加（g）个校验位，使得新得到的k+1位的码子具有某种特性，即新的码字中取值为1的（n）总保持为（a）。
例如对应的4位数据0101的校验位的值必定为（a），数据1101的校验位的值必定为（g）。
奇偶校验码中的码距为（h）。
当一个选用偶校验规则的合法码字中的一个信息出现错误时，可以发现这一出了错的码字中取值为（g）的位数变成奇数，不再具有规定的特性。
正是通过检查奇偶校验码的码字仍保持规定的特性来区分是否某一位信息出现了错误。
a.0 b.存储容量 c.4 d.一个 e.地址f.数据 g.1h.2
i.多个 J.控制 k.3 l.位数 m.主存 n.偶数o.奇数
1.何谓主存储器的多体结构？
为什么它能提高主存的读写速度？
主存储器的多体结构是指将主存分成几个能独立读写、字长为一个主存字的主体，这样可按读写需要分别对每个存储体执行读写。
通过合理的组织方式，使几个存储体协同运行，从而提供比单个存储体更高的读写速度。
这样在一个存取周期或略多的时间内并行读取多个字，因此提高了数据的传输速度。
2.衡量硬磁盘的主要性能指标有哪些？
硬磁盘是如何实现数据读写操作的？
硬磁盘在计算机系统中发挥哪2种重要功能？
衡量硬磁盘的主要性能指标有：
存储容量、磁道密度、额定转速、平均存取时间、传输率、误码率以及接口等。
要读写硬磁盘上的信息，必须给出信息在磁盘上的正确位置（磁盘面和磁道的扇区）。
读磁盘时，将磁头移动到由磁盘地址寄存器指定的存储区域，选中的磁头执行读操作，读出的信号送读出放大器，再经译码电路分离出数据脉冲，拼装成字节或字的格式送入磁盘接口。
写磁盘时，将写入地址送磁盘地址寄存器，把数据经磁盘接口送到磁盘的读写控制逻辑电路，经编码后送写入驱动器，再送入磁头的写入线圈，把信息串行地写入选定的磁道中。
硬磁盘在计算机系统中发挥的2种重要功能是：
系统的外部存储器和系统虚拟存储器。
3.在组合逻辑控制器中，是哪个部件并通过什么办法来区分每条指令不同的执行步骤？
在教学实验中，要扩展加进几条新指令，需要经过哪几个设计步骤？
又是通过什么办法并如何来协调原有指令与扩展指令用到的控制信号的关系？
在组合逻辑控制器中，每条指令不同的执行步骤是通过节拍发生器给出的几个节拍信号来区分的。
节拍发生器为每个执行步骤分配确定的节拍状态信号，当执行完一个节拍的操作后就从当前的状态变换为下一个节拍状态，即表明本节拍的结束和新的节拍操作的开始。
在教学实验中，扩展新指令的设计步骤如下：
（1）选择扩展的新指令，包括确定新指令的汇编语言名、指令的格式和功能；
（2）确定新指令的执行步骤，包括步骤划分、节拍状态选择及编码；
（3）依据新指令的执行流程表内容设计各个控制信号的逻辑表达式；
（4）将逻辑表达式通过编程器写到相应的器件中，再安装到计算机主板上进行调试。
在扩展新指令时，要协调好原有指令与扩展指令用到的控制信号的关系，必须使新指令用到的控制信号与原有指令用到的控制信号保持互斥关系。
4.简单说明常规针式打印机的组成和打印一个字符的工作过程。
常规针式打印机是由打印头、色带机构、走带纸及打印控制逻辑等部分组成。
打印一个字符的工作过程如下：
打印头上的每个打印针受电磁磁铁的作用撞击色带，形成一个字符的纵向的点阵列。
然后打印头右移一个点的位置打印下一个纵向点列阵。
经过几次可打印一个完整的字符。
打印头移动一定间距打印下一个字符，直至打印完该行的全部字符。
走纸机构带动打印纸走过一定距离，打印头回到最左端，即开始下一行打印。
5.串行接口主要应用在哪些场合并说明理由。
（8分）
串行接口是通过数据总线和计算机相连接来实现计算机和外部设备通信的接口。
与并行接口相比，由于其数据的传输是一位一位地传送，只需一对导线传送，因此传输线少，成本低，因此主要应用在远距离数据传送的场合。
但串行接口与并行接口相比，其缺点是传输的速度较慢。
6.在微程序控制器中，使用哪些部件来接续每个指令不同的执行步骤？
有哪些从当前微指令找到下一条微指令的办法（至少说出3种）？
在微程序控制器中，用来接续每个指令不同的执行步骤的部件有：
控存MCM、微指令寄存器RLR、微程序定序器AM2910及配套电路（MAPROM和用于形成/CC信号条件判定线路）等。
从当前微指令找到下一条微指令的办法有：
微程序顺序执行时，下地址微为本微指令地址加1；
微程序无条件转移时，在微指令字的下地址字段中给出转移微地址；
微程序条件转移时，在微指令字中指明需判断的执行结果及转移地址。
7.从原理上讲，若不计算读取指令和检查有无中断请求的处理过程，下述类型的指令各自要用到几个执行步骤来完成相应的操作要求，并写出每一步完成的具体功能。
（每个3分，共9分）
a.CPU内部的寄存器和寄存器之间的数据运算与传送。
（1）AR←PC
（2）读主存，IR←读出内容；
取指令
PC←PC+1；
形成下一条指令的地址
（3）R0←R0+0；
通过运算器完成寄存器之间的传送操作
（4）检测中断请求，若无中断请求，进入下一条指令的执行过程
b.主存的一个单元与一个累加器之间的数据传送。
（1）AR←PC
（3）AR←PC
（4）读主存，IR←读出内容；
取内存地址
PC←PC+1；
（5）写主存，数据总线←R0+0；
完成将累加器内容传送到内存
/读主存，数据总线←读主存内容
RO←数据总线内容+0；
完成将内存内容传送到累加器
（6）检测中断请求，若无中断请求，进入下一条指令的执行过程
c.主存2个存储单元之间的数据传送。
取第1条指令
取第1个内存地址
（5）读主存，数据总线←读主存内容
（7）AR←PC
（8）读主存，IR←读出内容；
取第2条指令
（9）AR←PC
（10）读主存，IR←读出内容；
取第2个内存地址
（11）读主存，数据总线←读主存内容
（12）检测中断请求，若无中断请求，进入下一条指令的执行过程
●2003.7试题与解答
一、填空题（每空1分，共10分）
1.（0.71）10=（
0.01110001）BCD=（0.10110101）2=（
0.B5）16
2.X=-0.1101[X]原=（11101
）[X]补=（10011
）[-X]补=（
）
[Y]原=（00001
）[Y]补=（00001
）[-Y]补=（
）[Y+X]补=（
二、选择题（每个2分，共38分）
h）和（
f）之间,用于解决（
f）读写速度慢，跟不上（h）快速取得指令或数据的矛盾；
通常选用（j）存储器芯片实现。
它与主存的读写原理不同，执行写入操作时，在把有关（
）信息写入选中的高速缓存器的某一单元时，该应该将与这一信息相关的（c
在执行读出操作时，不能仅仅通过对原本用于读主存的地址信息进行译码取选择高速缓存的某一单元来取得所需要的数据，该必须通过检查高速缓存的有关单元标志位的值，才能确定得到的是否是所要求的数据，这是因为高速缓存（b
f
）的多个存储单元。
依据被读单元内容或其一部分判定得到的是否是所需要的数据的原理运行的存储器被称为（
）存储器。
a.数据b.一个c.主存地址d.可以e.多个f.主存储器g.不可以
h.中央处理器i.ROMJ.静态k.动态l.RAMm.不可以n.高位
o.低位p.控制q.读/写r.运行s.关联
三、简答题（共52分）
答：
2.在组合逻辑控制器中，是哪个部件并通过什么办法来区分每条指令不同的执行步骤？
（10分）**
4.直接控制方式，程序中断方式和直接内存仿问方式在计算机系统的输入/输出过程中，各自的主要作用是什么？
5.动态与静态存储器芯片在特性和使用场合两个方面有哪些区别？
●2004.1试题与解答
一、选择题（每小题2分，共20分）
1．下列数中最小的数是（）。
A．（1010010）2B．（512）8
C．（00101000）BCDD．（235）16
2．某机字长16位，采用定点小数原码表示，符号位为l位，尾数为15位，则可表示的最大正小数为（），最小负小数为（）。
A．+（216一1），一（1—2-15）B．+（215一1），一（1—2-16）
C．+（1—2-15），一（1—2-15）D．+（215一1），一（1—2-15）
3．执行一条指令的顺序是（）。
①读取指令②执行指令③分析指令
A．①②③
B．①③②
C．③②①
D．②①③
4．微指令是指（）。
A．一段机器指令
B．一条语句指令
C，一个微指令字
D．一条伪指令
5．在指令的寻址方式中，存储器直接寻址，操
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