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计算机组成题库

第一章

一、选择题

1．冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是______。

A多指令流单数据流

B按地址访问并顺序执行指令

C堆栈操作

D存贮器按内容选择地址

2．完整的计算机应包括______。

A运算器、存储器、控制器；

B外部设备和主机；

C主机和实用程序；

D配套的硬件设备和软件系统；

3.计算机硬件能直接执行的只有______。

A.符号语言B机器语言C汇编语言D机器语言和汇编语言

二、简答题

1.冯·诺依曼计算机的特点是什么？

1、计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大设备组成。

2、指令和数据以相同地位存放于寄存器内，并能按地址寻访。

3、指令与数据均用二进制数表示。

4、指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数载存储器中的位置。

5、指令在存储器中安顺序存放。

通常指令是是顺序执行的，在特定的条件下可以根据运算结果或根据指定的条件改变执行顺序。

6、机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传输通过运算器完成。

三、名词解释

CPU、机器字长、存储容量、MIPS、FLOPS

Cpu：

中央处理器，控制器和运算器组成

机器字长：

指cpu一次能处理数据的位数，通常与cpu的寄存器的位数有关。

存储容量：

主存中存放二进制代码的位数，=存储单元个数x存储字长

MIPS:

万条指令每秒

FLOPS:

浮点运算次数每秒

第三章

一、选择题

1．系统总线中控制线的功能是______。

A提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号

B提供数据信息

C提供时序信号

D提供主存、I/O接口设备的响应信号

2.系统总线地址总线的功能是______。

A选择主存单元地址；

B选择进行信息传输的设备；

C选择外存地址；

D指定主存和I/O设备接口电路的地址；

3.同步传输之所以比异步传输具有较高的传输频率是因为同步传输______。

A不需要应答信号；

B总线长度较短；

C用一个公共时钟信号进行同步；

D各部件存取时间较为接近；

4.采用串行接口进行七位ASCⅡ码传送，带有1位奇偶校验位、1位起始位和1位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为______。

波特率是每秒钟传送的信息位的数量，每秒传送的字符数量

是每传输一个字符用的时间的倒数

数据包=7+1+1+1=10

传送率=9600/10=960

还可以写成1s/[（1/9600）*10]=960

A.960B.873C.1371D.480

5.在32位总线系统中，若时钟频率为500MHZ，传送一个32位字需要5个时钟周期，则该总线系统的数据传输速率为______MB/S。

（传输速率=总线宽度/总线周期=总线宽度*总线频率

总线周期=时钟周期*数据长度=数据长度/时钟频率

总线频率=1/总线周期

）

解：

根据总线的时钟频率为500MHZ

1个时钟周期为1/500MHZ=0.002us

总线周期为0.002us*5=0.01us

【总线周期通常指的是CPU完成一次访问MEM或I/O端口操作所需要的时间。

一个总线周期由几个时钟周期组成。

】

由于总线的宽度为32位=4b（字节）

因此总线的数据传输率为4b/（0.01us）=400MBps

传送32的频率为500MHZ/5=100MHZ

100MHZ*4b=400MBps

每秒传送100个4b的数据包

A200B400C600D800

二、填空题

1.在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为A._总线_____。

就其所传送信息的性质而言，公共通路上传送的信息包括数据、B._主存单元的地址、C._各种控制信号_信息。

2．总线控制主要包括__总线判优__控制和_总线通讯控制。

三、简答题

1.总线的异步通信和同步通信的特点和区别？

同步通信：

通讯双方由同一时标控制数据传输，有公共的时钟，总线上的所有设备按统一的时序，统一的传输周期进行信息传输，通讯双方按约定好的时序联络

异步通信：

允许各模块速度不一致，采用应答式通讯，具体联络方式有不互锁，半互锁，全互锁三种。

不互锁方式通信双方没有相互制约的关系；半互锁方式通讯双方有简单的制约关系，全互锁式方式通讯双方有完全的制约关系。

2集中式仲裁有几种方式？

画出各方式的逻辑图。

集中式仲裁又名判优控制有三种方式：

1、链式查询

2、计数器定时查询

3、独立请求

3、为什么要设立总线仲裁机构？

系统中多个设备或模块可能同时申请对总线的使用权，为避免产生总线冲突，需由总线仲裁机构合理地控制和管理系统中需要占用总线的申请者，在多个申请者同时提出总线请求时，必须以一定的优先算法仲裁哪个应获得对总线的使用权

4.系统总线分为几类？

它们各有什么作用？

按传输的信息不同可分为三种：

数据总线用来传输各功能部件直接按的数据的，

地址总线用来指定总线上的数据源或目的数据在主存单元上的地址或I/O设备的地址。

控制总线用来发出各种控制信号的传输线。

四、计算题

见例3.1在32位总线系统中，若时钟频率为100MHZ，传送一个32位字需要4个时钟周期，则该总线系统的数据传输速率为多少，提高一倍传输效率的措施

解：

根据总线的时钟频率为100MHZ

1个时钟周期为1/100MHZ=0.01us

总线周期为0.01us*4=0.04us

由于总线的宽度为32位=4b（字节）

因此总线的数据传输率为4b/（0.04us）=100MBps

不改变总线时钟周期，提高数据宽度为64位

不改变数据宽度，总线时钟频率提高为200MHz

例3.2、采用串行接口进行七位ASCⅡ码传送，带有1位奇偶校验位、1位起始位和1位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为

例3.3

第四章

一、选择

1.计算机系统中的存贮器系统是指______。

ARAM存贮器

BROM存贮器

C主存贮器

Dcache、主存贮器和外存贮器

2.存储单元是指______。

A存放一个二进制信息位的存贮元B存放一个机器字的所有存贮元集合

C存放一个字节的所有存贮元集合D存放两个字节的所有存贮元集合；

3.某一RAM芯片，其容量为512×8位，包括电源和接地端，该芯片引出线的最小数目应是______。

512=2^98+1+1=109+10=19

A23B25C50D19

4.某SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为______。

64k=2^6*2^10=2^1616位16

A64，16B16，64C64，8D16，16。

5.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______。

Kb是一千个比特（bit），KB是一千个字节（byte），一个bite包含8个bit，所以同样的KB等于8个等量的Kb，MB和Mb同理

若按半字就是16位了4MB=32Mb

也就是说这个存储器能存放的位是32Mb现在一个地址就是16b显然32/16=2M

A4MBB2MBC2MD1M

6.某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按字编址，它的寻址范围是______。

A.1MB.4MBC.4MD.1MB

7.某计算机字长16位，它的存贮容量是64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是______64*4/16=32

A.64KB.32KC.64KBD.32KB

8.主存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来______。

A存放数据B存放程序C存放数据和程序D存放微程序

9.微型计算机系统中，操作系统保存在硬盘上，其主存储器应该采用______。

ARAMBROMCRAM和ROMDCCP

10．某SRAM芯片，其容量为512×8位，包括电源端和接地端，该芯片引出线的最小数目应为______。

512=2^98+1+1=109+10=19

A23B25C50D19

11.EPROM是指______。

A.读写存储器B.只读存储器

C.闪速存储器D.可擦除可编程只读存储器

12.以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最高的是______。

ADRAM（动态Ram）BSRAM（StaticRAM静态RAM）

C闪速存储器DEPROM

Dram集成度高，封装尺寸小，功耗小，价格便宜，

SRAM速度是dram的8~16倍

SRAM>DRAM>闪速存储器>EPROM

13.下面常见的只读存储器中，______只能有生产厂家在生产芯片的过程中写入，用户无法修改。

A.只读ROMB.PROM（用户一次编程）

CEPROM（用户可擦除编程）

DEEPROM（电气方法擦出重写EPROM）

14.动态RAM是指.____。

A工作时存储内容变化B工作中需动态地改变访问地址

C每隔一定时间要对存储内容进行刷新D每次读出后都需要根据原内容重写一遍

15.多体并行交叉存贮器（低位交叉编址）实质上是一种_模块式_存贮器，它能_并行_执行__多个_独立的读写操作。

A模块式，并行，多个B模块式串行，多个

C整体式，并行，一个D整体式，串行，多个

16.主存贮器和CPU之间增加cache的目的是______。

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

16.cache用于存放主存数据的部分拷贝，主存单元地址与cache单元地址之间的转换工作由_____完成。

A硬件B软件C用户D程序员

17.相联存贮器是按______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

18．多总线结构的计算机系统，采用A方法，对提高系统的吞吐率最有效。

A多端口存贮器B提高主存的速度；

C交叉编址多模块存贮器；D高速缓冲存贮器

19.cache存储器的内容应该与主存储器的相应单元内容______。

A保持一致B可以不一致C无关D有关

20.cache存储器的速度应该比从主存储器取数的速度_____。

A快B稍快C相同D慢

21cache存储器的内容是_____调入的。

A操作系统B执行程序时逐步C指令系统设置的专用指令D软件

22.采用虚拟存贮器的主要目的是______。

A提高主存贮器的存取速度；

B扩大主存贮器的存贮空间，并能进行自动管理和调度；

C提高外存贮器的存取速度；

D扩大外存贮器的存贮空间；

23.常用的虚拟存储系统由______两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。

A.cache—主存B.主存—辅存C.cache—辅存D.通用寄存器—主存

24.虚拟存储器的逻辑地址位数比物理地址_____。

A多B少C相等D不一定

二、填空题：

1.对存储器的要求是A._速度_____，B._容量_____，C.__每位价格____。

为了解决这三方面的矛盾计算机采用多级存储体系结构。

2.主存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来存放_参与运行的程序和数据____。

3.相联存储器不按地址而是按A.__内容____访问的存储器，在cache中用来存放B._行地址表_，在虚拟存储器中用来存放C.__页表和块表_。

4.Cache是一种A.__高速缓冲____存储器，是为了解决CPU和主存之间B.__速度____不匹配而采用的一项重要硬件技术。

三、简答题

1、存储器的分类有哪些？

列举出存储器的层次结构。

主存存储，辅助存储器，缓存，闪速存储器

缓存-----主存-------辅存

2.什么是刷新？

DRAM为什么要刷新？

列举刷新的几种方式，各自的优缺点。

由于DRAM靠电容上的电荷表示0和1但是电荷只能维持1-2us，而且存储单元被访问是是随机的，如果长时间没有被访问，原信息可能会消失，所以必须在2us秒内对其所有存储单元恢复一次原状态，才能保证正数据不丢失。

刷新的方式：

集中刷新，刷新时停止读写，

分散刷新，对每行存数单元的刷新分散到每个存取周期内完成，不用停止读写，周期长，降低整个系统的速度

异步刷新，集中刷新和分散刷新的结合。

3.什么是CACHE，它和主存的关系是？

其工作过程？

为了缓解主存与CPU的速度差异，在主存与CPU之间的比主存速度更快，容量更小的高速缓冲存储器。

映射主存的地址

4.什么是虚拟存储器，采用虚拟存储器技术解决什么问题？

3.程序访问的局部性原理是什么？

四、计算题

1、CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为5000次，主存完成存取的次数为200次。

已知cache存取周期为40ns，主存存取周期为160ns。

求：

1．Cache命中率H

命中率=命中次数/读取次数=命中次数/命中次数+为命中次数（访问主存次数）

H=5000/（5000+200）=96%;

1．Cache/主存系统的访问效率e。

e=0.96*4.us/0.96*40us+0.04*160us=85.7%

2．平均访问时间Ta。

Ta=0.96*40us+0.04*160us=44.8us

（可参考例4.7）

2、一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？

当选用下列不同规格的存储芯片时，各需多少片？

1K×4位、2K×8位、4K×4位、16K×1位、4K×8位、8K×8位

16K=2^14,所以地址总线14数据总线为32

1K×4位16*8=128

2K×8位8*4=32

4K×4位4*8=32

16K×1位1*32=32

4K×8位4*4=16

8K×8位2*4=8

3、已知某字符的编码为“0100101”，若最高位增加一个偶校验位，则其编码是什么？

五、设计题

用16K×1位的DRAM芯片构成存储器。

要求：

（1）构成64K×1位的存储器，画出该芯片组成的存储器逻辑框图。

（2）构成16K×8位的存储器，画出该芯片组成的存储器逻辑框图。

六、作业题

4.14

4.39

4.41

第5章输入输出系统

一选择题

1.微型机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用方式。

A.程序查询B.程序中断C.DMA

2.主机与设备传送数据时，采用，主机与设备是串行工作。

A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式

3.主机与I/O设备传送数据时，采用，CPU的效率最高。

A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式

4.中断发生时，程序计数器内容的保护和更新，是由完成的。

A.硬件自动B.进栈指令和转移指令C.访存指令

5.中断向量地址是。

A．子程序入口地址B中断服务程序入口地址C中断服务程序入口地址的地址

6.采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用的时间。

A.一个指令周期B一个机器周期C一个存储周期

7.I/O编址方式通常可分统一编址和不统一编址，。

A统一编址就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分，可用专门的I/O指令对设备进行访问

B不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所有对I/O访问必须有专门的I/O指令

C统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以可用访存指令实现CPU对设备的访问

8.计算机的外部设备是指。

A磁盘机B输入输出设备C电源及空调设备

9.I/O采用统一编址时，进行输入输出操作的指令是。

A控制指令B访存指令C输入输出指令

10.I/O采用不统一编址时，进行输入输出操作的指令是。

A控制指令B访存指令C输入输出指令

11.中断服务程序的最后一条指令是。

A转移指令B出栈指令C中断返回指令

12DMA方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是。

A实现数据传送B向CPU提出总线使用权C向CPU提出传输结束

13.键盘、鼠标、显示器、打印机属于设备。

A机一机通信B计算机信息存储C人机交互

二．填空题

1.I/O接口电路通常具有选址功能、传输命令功能、传输数据功能和反应I/O设备工作状态功能。

2.I/O的编址方式可分为不统一编址和统一编址两大类，前者需有独立的I/O指令，后者可通过访存指令和设备交换信息。

3.I/O和CPU之间不论是采用串行传送还是并行传送，它们之间的联络方式（定时方式）可分为立即响应、异步定时、同步定时三种

4.一次中断处理过程大致可分为中断请求、中断判优、中断响应、中断服务和中断返回等五个阶段。

5.在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问。

6.单重中断的中断服务程序的执行顺序为保护现场、设备服务、恢复现场、开中断和中断返回。

7.多重中断的中断服务程序的执行顺序为保护现场、开中断、设备服务、恢复现场和中断返回。

8I/O与主机交换信息的方式中，程序查询方式设备与CPU串行工作，而且传送与主程序串行工作；程序中断方式传送与主程序也是串行工作，但设备与CPU并行工作，DMA方式设备与CPU不仅并行工作，而且传送与主程序也是并行工作的。

三．问答题

1．为什么外围设备要通过接口与CPU相连？

接口有哪些功能？

（1）一台设备通常配有多台外设，他们各自有设备编号（地址）通过接口可实现对设备的选择。

（2）I/O设备的种类繁多，速度不一，与CPU速度可能相差很大，通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。

（3）I/O设备可能穿行传输数据，而CPU通常并行传送，通过接口实现串并格式的转换。

（4）I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同，通过接口可以实现电平转换。

（5）CPU启动I/O设备工作，要想外设发出各种控制信号，接口可以传送控制命令。

（6）I/O设备需将工作状态报告给CPU通过接口可以可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。

归纳起来：

选址功能，传输命令功能，传输数据功能，反应设备工作状态功能。

2.一般小型或微型机中，I/O与主机交换信息有几种方式？

各有何特点？

哪种方式CPU效率最高？

有三种：

程序查询方式，主机与I/O设备串行

程序中断方式，

DMA方式。

3.DMA方式中的中断请求和程序中断方式中的中断请求有何区别？

4.在什么条件和什么时间，CPU可以响应I/O的中断请求？

另外有教材课后习题：

第212-213页：

5.1，5.2，5.3，5.14,5.15，5.23，5.29，5.33

第6章计算机的运算方法

一．选择题

1.设存储器位数为8位，机器数采用补码形式（含1位符号位）。

对应于十进制数-27，寄存器内容为。

源码：

1,0011011

反码：

1,1100100

补码：

1,1100101=2^8+2^7+2^6+2^3+2^0=128+64+32+4+1=229=E5

[x]补=2^（n+1）+x=2^（7+1）-27=229=E5

A27HB9BHCE5H

2.对真值0表示形式唯一的机器数是。

A原码B.补码和移码C反码D以上都不对

3.某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是。

A-127~+127B-128~+128C-128~+127

4.16位长的浮点数，其中阶码7位（含1位阶符），尾数9位（含1位数符），当浮点数采用原码表示时，所能表示的数的范围是D；当采用补码表示时，所能表示的数的范围是。

A-264~264（1-2-8）B-263~263（1-2-8）C-263~263（1-2-9）D-263（1-2-8）~263（1-2-8）

5.[x]补=1.000…0，它代表的真值是。

A-0（[-0]补=2+（-0）=10.000-0.000=0.000）

B-1（[-1]补=2+（-1）=1.00）

C+1（[1]补=21+1-1.00）

6.设[x]原=1.x1x2x3x4,当满足下列时，x>

成立。

Ax1必为0，x2~x4至少有一个为1

Bx1必为0，x2~x4任意

Cx1必为1，x2~x4任意

7.设x为整数，[x]反=1,1111,对应的真值是。

A-15B-1C-0

8.在整数定点机中，机器数采用补码，双符号位，若它的十六进制表示为C0H，则它对应的真值是。

A-1B+3C-64

9.若9BH表示移码（含1位符号位），其对应的十进制数是。

9BH=9*16+11=10011011

移码1为正

移码与补码，符号位取反

A27B-27C-101D101

10.设寄存器内容为10000000，若它等于0，则为。

A原码B补码C反码D移码

11.大部分计算机内的减法是用实现。

A将被减数加到减数中B从被减数中减去减数

C补数的相加D从减数中减去被减数

12.在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是。

A尾数的符号位与第一数位不同B尾数的第一数位为1，数符任意

C尾数的符号位与第一数位相同D阶符与数符不同

13.在浮点机中，判断补码规格化形式的原则是。

A尾数的第一数位为1，数符任意B尾数的符号位与第一数位相同

C尾数的符号位与第一数位不同D阶符与数符不同

14.设机器数字长8位（含1位符号位），若机器数BAH为原码，则算术左移一位得，算术右移一位得。

BAH=10111010

无符号数00111010

左移01110100原码11110100=F4H

右移00011101原码10011101=9DH

AF4H;EDHBB4H;6DHCF4H;9DHDB5H;EDH

15.运算器由许多部件组成，其核心部分是。

A数据总线B算术逻辑运算单元C累加寄存器D多路开关

16.设机器数字长为16位（含1位符号位），若用补码表示定点小数，则最大正（小）数为。

A1-215B1-2-15C215-1D215

17.计算机中表示地址时，采用。

A原码B补码C反码D无符号数

18.浮点数的表示范围和精度取决于。

A阶码的位数和尾数的机器数形式B阶码的机器数形式和尾数的位数

C阶码的位数和尾数的位数D阶码的机器数形式和尾数的机器数形式

19.在运算器中不包含。

A状态