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计算机组成原理习题

第8章习题

1、主机，外设不能并行工作的方式是（A）。

A、程序查询方式B、中断方式C、通道方式

2、在关中断状态，不可响应的中断是（C）。

A、硬件中断B、软件中断

C、可屏蔽中断D、不可屏蔽中断

3、DMA数据传送是以（B）为单位进行的。

A、字节B、数据块

C、字D、位

4、在菊花链方式下，下面说法正确的是（B）。

A、设备优先级的高低与设备在链中所处的位置无关

B、设备优先级的高低由设备在链中所处的位置决定

C、靠近CPU的设备优先级低

D、以上说法都不对

5、微型机系统中主机和高速硬盘进行数据交换一般采用（B）方式。

A、程序中断控制B、直接存储器访问

C、程序直接控制D、通道控制

6、为实现多重中断，保护断点和现场使用（D）。

A、ROMB、中断向量表C、设备内的寄存器D、堆栈

7、以下论述正确的是（D）。

A、CPU响应中断期间仍执行源程序

B、在中断过程中，若又有中断源提出中断，CPU立即响应

C、在中断响应中，保护断点，保护现场应由用户编程完成

D、在中断响应中，保护断点是由中断响应自动完成的

8、中断系统是由（C）实现的。

A、仅用硬件B、仅用软件C、软，硬件结合D、以上都不对

9、在采用DMA方式高速传输数据时，数据传送是（B）。

A、在总线控制器发出的控制信号控制下完成的

B、在DMA控制器本身发出的控制信号下控制完成的

C、欲CPU执行程序完成的

D、由CPU响应硬中断处理完成的

10、周期挪用方式常用于（A）方式的输入/输出中。

A、DMAB、中断C、程序中断D、通道

11、下列陈述中正确的是（D）。

A、在DMA周期内，CPU不能执行程序

B、中断发生时，CPU首先执行入栈指令将程序计数器的内容保护起来

C、DMA传送方式中DMA控制器每传送一个数据就窃取一个指令周期

D、输入输出操作的最终目的是有实现CPU与外设之间的数据传送

第7章习题

例题2：

磁盘组有6片磁盘，每片磁片有两个记录面，

最上最下两个面不用，存储区域内径22cm，

外径33cm，道密度为40道/cm，内层位密度

400位/cm，转速2400转/分。

问：

（1）共有多少柱面？

（2）盘组总存储容量是多少？

（3）数据传输率是多少？

（4）采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单

位是什么？

寻址指令中如何示磁盘地址？

（5）如果某文件长度超出一个磁盘的容量，应将它

记录在同一个存储买内上，还是记录在同一个

柱面上？

解：

（1）有效存储区域=16.5-11=5.5（cm）

因为道密度=40道/cm,所以40×5.5=220道,即220个圆柱面。

（2）内层磁道周长为2πR=2×3.14×11=69.08（cm）

每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B

每面信息量=3454B×220=759880B

每组总容量=759880×10=7598800B

（3）磁盘数据传输率Dr=r×N（字节/秒）

N为每条磁道容量，N=3454B

r为磁盘转速，r=2400转／60秒=40转/秒

Dr=r×N=40×3454B=13816B/s

（4）采用定长数据记录格式，直接寻址的最小单位是一个记录块（一个扇区），每个记录块记录固定的字节数目的信息，在定长记录的数据块中，活动头磁盘组的编址方式可用如下格式：

16151487430

台号柱面（磁道）号盘面（磁头）号扇区号

（5）如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个柱面上，因为不需要重新找道，数据读/写速度快。

一、选择题

1、计算机的外围设备是指（D）。

A、输入/输出设备B、外存设备

C、远程通信设备D、除了CPU和内存以外的其它设备

2、微型机系统中外围设备通过（A）与主板的系统总线相连。

A、适配器B、设备控制器C、计数器D、寄存器

3、CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量为（B）。

A、512KBB、1MBC、256KBD、2MB

4、当前磁盘存储器的记录方式多采用（C）。

A、NRZ0B、NRZ1C、MFMD、PM

5、软磁盘，硬磁盘，磁带机，光盘属于（B）设备。

A、远程通信设备B、外存储器

C、内存储器D、人机界面的I/O

二、填空题

1、磁表面存储器是以（磁介质）作为记录信息的载体，对信息进行记录和读取的部件是（磁头）。

2、磁盘按片的组成材料分为（软盘）和（硬盘）。

前者一般使用塑料材质作为基片，单片使用。

后者一般有（多片）盘片组成，将其组装在同一个轴上。

3、磁盘上访问信息的最小单位是（扇区）。

4、磁盘的格式化就是在磁盘上形成（磁道）和（扇区）的过程。

5、磁盘上由一系列同心圆组成的记录轨道称为（磁道），最外圈的轨道是第（0）道，对磁盘上存放信息的访问是通过它所在的（磁道号）和（扇区号）实现的。

三、解答题（无答案）

1、某磁盘的转速为7200r/min，传输速度为4MB/s，控制器开销为1ms。

要保证读或写一个512B的扇区的平均时间为11.3ms，那么该磁盘的平均寻道时间不超过（）。

A、3.9msB、4.7msC、5.5msD、6.1ms

2、某磁盘有两个记录面，存储区内直径为2.36in，外直径为5in,道密度为1250tpi,最大位密度为52400bpi，转速为2400r/min，请回答：

（1）每面有多少个磁道？

每磁道能存储多少个字节？

（2）数据传输率是多少？

（3）设寻道时间为10--40ms，在一个磁道上写上8000Byte数据，平均需要多少时间？

第6章习题

例题1--

（1）某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz，则总线带宽是多少?

（2）如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz，则总线带宽是多少?

解

（1）设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个总线周期传送的数据量用D表示，根据定义可得

Dr=D/T=D×1/T=D×f=4B×33×1000000/s=132MB/s

（2）64位=8B，Dr=D×f=8B×66×1000000/s=528MB/s

例题2--利用串行方式传送字符，每秒钟传送的比特（bit）位数常称为波特率。

假设数据传送速率是120个字符/秒，每一个字符格式规定包含10个bit（起始位、停止位、8个数据位），问传送的波特率是多少?

每个bit占用的时间是多少?

【解】：

波特率为：

10位×120/秒=1200波特每个bit占用的时间Td是波特率的倒数：

Td=1/1200=0.833×0.001s=0.833ms

一、选择题

1、系统总线中地址线的功用是C。

A、用于选择主存单元

B、用于选择进行信息传输的设备

C、用于指定主存单元和I/O设备接口电路的地址

D、用于传输主存物理地址和逻辑地址

2、数据总线的宽度由总线的B定义。

A、物理特性B、功能特性

C、电气特性D、时间特性

3、在集中方式仲裁中B方式响应时间最快，A方式

对电路故障最敏感。

A、菊花链方式B、独立请求方式

C、计数器定时查询方式

4、在A的计算机系统中，外设可以和主存单元统一编址，因此可以不

使用I/O指令。

A、单总线B、双总线C、三总线D、多种总线

5、下列各项中，B是同步传输的特点。

A、需要应答信号B、各部件的存取时间比较接近

C、总线长度较长D、总线周期长度可变

6、在独立请求方式下，若有几个设备，则A。

A、有几个总线请求信号和几个总线响应信号

B、有一个总线请求信号和一个总线响应信号

C、总线请求信号多于总线应答信号

D、总线请求信号少于总线应答信号

7、在链式查询方式下，若有N个设备，则B。

A、有N条总线请求信号B、公用一条总线请求信号

C、有N-1条总线请求信号D、无法确定

二、填空题

1、计算机中各功能部件是通过（总线）连接的，它是各部件之间信息传送的公共线路。

2、根据连线的数量，总线可以分为（串行）总线和（串行）总线，其中（串行总线）一般用于长距离的数据传输。

3、异步方式下，总线操作周期时间不固定，通过（应答/握手）信号联络。

4、衡量总线性能的一个重要指标是总线的（数据传输速率），即单位时间内传输数据的能力。

5、总线的（复用）技术可以使不同的信号在同一条信号线上传输。

6、在菊花链方式下，越接近控制器的设备优先级（越高）。

第5章习题

一、CPU的组成

运算器：

算术/逻辑运算功能，内部有通用寄存器组。

控制器：

取指，译码，执行。

Cache：

一级缓存，二级缓存

二、指令周期的基本概念

指令周期:

取出并执行一条指令的时间，对应汇编语言的一条

指令包括访内和非访内指令。

CPU周期:

又叫机器周期或总线周期。

是CPU从内存中读取一个

指令字的最短时间，由若干时钟周期构成。

时钟周期:

是处理操作的最基本单位。

1、微机A，B采用不同频率的CPU芯片，片内逻辑电路完全相同，若A机的CPU主频为8MHZ，B机的为12MHZ

（1）A机的CPU时钟周期数为多少？

（2）若A机的平均指令执行速度为0.4MIPS,那么A机的平均

指令周期为多少?

（3）B机的平均指令执行速度为多少?

解：

（1）A机的CPU周期=1÷8MHZ=0.125µs

（2）A机的平均指令周期=1÷0.4MIPS=2.5µs

（3）A机的平均每条指令的时钟周期数=2.5µs÷0.125µs=20

因为A,B的内部结构完全相同，所以B平均每条指令的时钟周期数也为20

B的CPU时钟周期=1÷12MHZ=1/12µs

B的平均指令中期=20×1/12µs=5/3µs

B的平均指令执行速度=3/5MIPS=0.6MIPS

2、某机采用微程序控制方式，微指令字长24位，采用水平型编码控制的微指令格式，断定方式，共有微命令30个，构成4个互斥类，各包含5，8，14和3个微命令，外部条件共3个，

（1）设计出微指令的具体格式。

（2）控制存储器的容量应为多少？

解：

（1）格式如下

3位

4位

2位

3位

8位

（2）控制存储器的容量为：

256×24

3、某处理机的微指令格式中有10个分离的控制字段C0—C9，每个字段Ci可激活Ni条控制线中的一条，其中Ni的定义如下：

字段C

（1）为表示这10个字段至少需要多少控制位？

（2）如果各字段都采用纯水平编码格式，需要最大的控制位数

是多少？

解：

（1）3+3+2+4+4+5+3+1+4+5=34（位）

（2）4+4+3+11+9+16+7+1+8+22=85（位）

一、选择题

1、中央处理器是指（C）。

A、运算器B、控制器

C、运算器和控制器D、运算器，控制器和主存储器

2、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（B）。

A、主存地址寄存器B、程序计数器

C、指令寄存器D、状态条件寄存器

3、操作控制器的功能是（D）。

A、产生时序信号B、从主存取出一条指令

C、完成指令操作码译码

D、从主存取出指令，完成指令操作码译码，产生有关

的控制信号

4、指令周期是指（C）。

A、CPU从主存取出一条指令的时间

B、CPU执行一条指令的时间

C、CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间

D、时钟周期的时间

5、由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时

间较长，因此机器周期通常用（A）来规定。

A、主存中读取一个指令字的最短时间

B、主存中读取一个数据字的最长时间

C、主存中写入一个数据字的平均时间

D、主存中读取一个数据字的平均时间

6、同步控制是（C）。

A、只适用于CPU的控制方式

B、只适用于外围设备的控制方式

C、由统一时序信号控制的方式

D、所有指令执行时间都相同的方式

7、同一个CPU中期中，以下叙述中正确的两个句子是（AD）。

A、可以并行执行的微操作叫相容性微操作。

B、不可以并行执行的微操作叫相容性微操作。

C、可以并行执行的微操作叫相斥性微操作。

D、不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作。

8、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系为（B）。

A、每一条微指令由一条机器指令来执行。

B、每一条机器指令由一段微指令编成的微程序来解释执行。

C、一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行。

D、一条微指令由若干机器指令组成。

9、下列部件中不属于执行部件的是（A）。

A、控制器B、存储器C、运算器D、外围设备

10、计算机操作的最小时间单位是（A）。

A、时钟周期B、指令周期

C、CPU周期D、微指令周期

第二题：

填空

1、中央处理器CPU具有（指令）控制，（操作）控制，（时间）控制，（数据）加工等基本功能。

2、CPU中至少有如下六类寄存器：

（指令）寄存器，（程序）计数器，（地址）寄存器，（数据缓冲）寄存器，累加器，状态标志位寄存器。

3、控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令，通常把这种控制命令叫做（微命令），而执行部件接受此控制命令后所进行的操作叫做（微操作）。

4、在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条（微指令），它由（操作控制）和（顺序控制）两部分组成。

5、CPU周期也称为（机器周期），一个CPU周期包含若干个（时钟周期）。

任何一条指令的指令周期至少需要

（2）个CPU周期。

6、控制器由于设计得的方法不同可以分为（组合逻辑（硬布线））型和（存储逻辑（微程序））型控制器。

7、微指令的格式可以分为（水平型）微指令和（垂直型）微指令。

8、一条机器指令的执行可以与一段微指令构成的（微程序）相对应，微指令可以由一系列（微命令）组成

第4章习题

一、填空

1、一台机器所具有的各种机器指令的集合称为该计算机的（指令系统）。

2、计算机通常用（Pc（程序计数器））来指定要执行指令的地址。

3、指令编码中，操作码用来指定（操作的性质（类型）），n位操作码最多可以表示（2的n次方）条指令。

4、操作数直接出现在地址码位置的寻址方式称为（立即）寻址。

5、寄存器间接寻址方式指令中，给出的是（操作数地址）所在的寄存器号。

6、只有操作码而没有地址码的指令称为（零地址）指令。

7、指令的编码将指令分为（操作码）和（地址码（操作数））字段。

8、通常指令编码的第一字段是（操作码）。

9、寄存器寻址方式中，指令地址码部分给出（寄存器号）而操作数在（该寄存器中）。

10、数据传送指令用以实现（主存与寄存器）或（寄存器与寄存器）之间的数据传送。

11、存储器堆栈中需要一个（堆栈指示器）它是CPU中的一个专用寄存器，它指定的（主存单元）就是堆栈的（栈顶）。

二、选择题

1、在相对寻址方式中，若指令中地址码为X，则操作数的地址为（B）。

A、XB、（PC）+X

C、X+段基址D、变址寄存器+X

2、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指定的一个操作数外，另一个数常采用（C）。

A、堆栈寻址方式B、立即寻址方式

C、隐含寻址方式D、间接寻址方式

3、以下四种指令中，执行时间最短的是（A）。

A、RR型B、RS型C、SS型D、程序控制指令

4、堆栈常用于（B）。

A、数据移位B、保护程序现场

C、程序转移D、输入输出

5、下列说法不正确的是（B）。

A、机器语言和汇编语言都是面向机器的，它们和具体机器

的指令系统密切相关。

B、指令的地址字段指出的不是地址,而是操作数本身,这种

寻址方式称为直接寻址。

C、串联堆栈一般不需要堆栈指示器，但串联堆栈的读出是

破坏性的。

D、存储器堆栈是主存的一部分，因而也可以按照地址随机

进行读写操作。

6、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（C）。

A、实现存储程序和程序控制

B、可以直接访问外存

C、缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性

D、提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

7、堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元，如果进栈操作的动作是（A）→MSP，（SP）-1→SP，那么出栈操作的动作是（B）。

A、（MSP）→A，（SP）+1→SP

B、（SP）+1→SP，（MSP）→A

C、（SP）-1→SP，（MSP）→A

D、（MSP）→A，（SP）-1→SP

8、程序控制类指令的功能是（D）。

A、进行算术运算和逻辑运算

B、进行主存与CPU之间的数据传送

C、进行CPU和I/O之间的数据传送

D、改变程序执行的顺序

三、分析题：

一种二地址RS型指令的结构如下所示,其中I为间

--------

通用寄存器

偏移量D

接寻址标志位,X为寻址模式字段.通过I,X,D的组合,可构成

下表所示的寻址方式。

请写出6种寻址方式的名称

寻址方式

有效地址E的计算方法

说明

E=D

E=（PC）+D

PC为程序计数器

E=（R2）+D

R2为变址寄存器

E=（R3）

E=（D）

E=（R1）+D

R1为基址寄存器

第3章习题

例题：

1M×1位的DRAM，刷新周期为8ms，读写周期0.5µs

1、若存储器芯片为512行×2048列矩阵

集中刷新:

8ms具有16000个周期，前15488个周期（7744µs）

进行读写，后512个周期（256µs）进行刷新。

分散刷新：

每512µs刷新一次，8ms内重复刷新约15次。

异步刷新：

8ms÷512＝15.625，15µs刷新一行。

2、若采用1K×1K的矩阵排列

集中刷新：

前14976个周期（7488µs）读写，后1024个周期

（512µs）刷新。

分散刷新：

1024µs全部刷新一次，重复7.8次。

异步刷新：

8ms÷1024＝7.8µs，7µs一行。

[例题]某机器字长64位,模块数m=4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织,存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位,总线传送周期为τ=50ns,若连续读出4个字,则顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?

解:

四个字的总信息量为q=64bit×4=256bit

传输4个字所需要的时间:

T顺序=mT=4×200ns=800ns=8×10-７s

T交叉=T+（m－1）τ=200ns+3×50ns=3.5×10-７s

顺序存储器和交叉存储器的带宽分别为:

Ｗ顺序＝q/T顺序=256bit/8×10-7s=320Mb/s

Ｗ交叉＝q/T交叉=256bit/3.5×10-7s=730Mb/s

1、计算机系统中的存贮器系统是指___D___。

A、RAM存贮器

B、ROM存贮器

C、主存贮器

D、主存贮器和外存贮器

2、存储单元是指___B___。

A、存放一个二进制信息位的存贮单元

B、存放一个机器字的所有存贮单元的集合

C、存放一个字节的所有存贮单元的集合

D、存放两个字节的所有存贮单元的集合；

3、相联存贮器是按___C___进行寻址的存贮器。

A、地址方式B、堆栈方式

C、内容指定方式D、地址方式与堆栈方式

4、某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是__C____。

A.0--4MBB.0--2MBC.0--2MD.0--1M

5、主存贮器和CPU之间增加cache的目的是__A____。

A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题

B.扩大主存贮器容量

C.扩大CPU中通用寄存器的数量

D.既扩大主存贮器容量，又扩大CPU中通用寄存器的数量

6、双端口存储器在___B___情况下会发生读/写冲突。

A.左端口与右端口的地址码不同

B.左端口与右端口的地址码相同

C.左端口与右端口的数据码不同

D.左端口与右端口的数据码相同

7、外存储器与内存储器相比，外存储器___B___。

A.速度快，容量大，成本高B.速度慢，容量大，成本低

C.速度快，容量小，成本高D.速度慢，容量大，成本高

8、一个256KB的存储器，其地址线和数据线总和为__C____

A.16B.18C.26D.20

9、某一SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源端和接地端外

该芯片引出线的最小数目应为（D）。

A.23B.25C.50D.19

10、采用虚拟存储器的主要目的是（B）。

A.提高主存储器的存取速度

B.扩大存储器空间，并能进行自动管理

C.提高外存储器的存取速度

D.扩大外存储器的存储空间

2、填空

1、层次化存储体系涉及到主存，辅存，cache和寄存器，按存取

时间由短至长的顺序是（寄存器，cache，主存，辅存）。

2、Cache介于主存和CPU之间，其速度比主存（快），容量比主

存小得多。

它的作用是弥补CPU与主存在（速度）上的差异。

3、常用的地址映射方（全相联映射），（直接相联映射）、组相联映射。

4、模4交叉存储器是一种（高速）存储器，它有（4）个存储

模块，每个模块有它自己的地址寄存器和（数据缓冲寄存器）。

5、存储器的性能指标（存储容量、存取时间、存储周期、存储器）。

6、广泛使用的（SRAM）和（DRAM）都是半导体（随机读写）存

储器。

前者速度比后者快，（集成度）不如后者高，它们共同

的特点是断电后（不能）保存信息。

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