计算机组成原理试题+答案.docx

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计算机组成原理试题+答案

计算机组成原理考研试题（九）

一、选择题（共20分，每题1分）

　　1.用户与计算机通信的界面是______。

　　A.CPU;

　　B.外围设备;

　　C.应用程序;

　　D.系统程序。

　　2.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自______。

　　A.立即数和栈顶;

　　B.暂存器;

　　C.栈顶和次栈顶;

D.程序计数器自动加+1。

3.水平型微指令的特点是______。

　　A.一次可以完成多个操作;

　　B.微指令的操作控制字段不进行编码;

　　C.微指令的格式简短;

　　D.微指令的格式较长。

　　4.有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为______。

　　A.硬件;

　　B.软件;

　　C.固件;

　　D.辅助存储器。

　　5.主机与设备传送数据时，采用______，主机与设备是串行工作的。

　　A.程序查询方式;

　　B.中断方式;

　　C.DMA方式;

　　D.通道。

6.计算机中有关ALU的描述，______是正确的。

　　A.只做算术运算，不做逻辑运算;

　　B.只做加法;

　　C.能存放运算结果;

　　D.以上答案都不对。

　　7.所谓三总线结构的计算机是指______。

　　A.地址线、数据线和控制线三组传输线。

　　B.I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线;

　　C.I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线;

　　D.以上都不对。

　　8.集中式总线控制中，______方式对电路故障最敏感。

　　A.链式查询;

　　B.计数器定时查询;

　　C.独立请求;

　　D.总线式。

9.某一RAM芯片，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是______。

　　A.21;

　　B.17;

　　C.19;

　　D.20。

　　10.活动头磁盘存储中，信息写入或读出磁盘是______进行的。

　　A.并行方式;

　　B.串行方式;

　　C.串并方式;

　　D.并串方式。

　　11.以下叙述______是正确的。

　　A.外部设备一旦发出中断请求，便立即得到CPU的响应;

　　B.外部设备一旦发出中断请求，CPU应立即响应;

　　C.中断方式一般用于处理随机出现的服务请求;

　　D.程序查询用于键盘中断。

12.下列______种说法有误差。

　　A.任何二进制整数都可用十进制表示;

　　B.任何二进制小数都可用十进制表示;

　　C.任何十进制整数都可用二进制表示;

　　D.任何十进制小数都可用二进制表示。

　　13.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顺序是（SP–1）→SP，（A）→MSP，那么出栈操作的动作顺序应为______。

　　A.（MSP）→A，（SP）+1→SP;

　　B.（SP）+l→SP，（MSP）→A;

　　C.（SP）–1→SP，（MSP）→A;

　　D.以上都不对。

　　14.指令寄存器的位数取决于______。

　　A.存储器的容量;

　　B.指令字长;

　　C.机器字长;

　　D.存储字长。

15.在控制器的控制方式中，机器周期内的时钟周期个数可以不相同，这属于______。

　　A.同步控制;

　　B.异步控制;

　　C.联合控制;

　　D.人工控制。

　　16.下列叙述中______是正确的。

　　A.控制器产生的所有控制信号称为微指令;

　　B.微程序控制器比硬连线控制器更加灵活;

　　C.微处理器的程序称为微程序;

　　D.指令就是微指令。

　　17.CPU中的译码器主要用于______。

　　A.地址译码;

　　B.指令译码;

　　C.选择多路数据至ALU;

　　D.数据译码。

18.直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送入______。

　　A.PC;

　　B.地址寄存器;

　　C.累加器;

　　D.ALU。

　　19.通道程序是由______组成。

　　A.I/O指令;

　　B.通道控制字（或称通道指令）;

　　C.通道状态字;

　　D.微程序。

　　20.在磁盘和磁带两种磁表面存储器中，存取时间与存储单元的物理位置有关，按存储方式分，______。

　　A.二者都是串行存取;

　　B.磁盘是部分串行存取，磁带是串行存取;

　　C.磁带是部分串行存取，磁盘是串行存取;

　　D.二者都是并行存取。

二、填空题（共20分，每题1分）

　　1.完成一条指令一般分为A______周期和B______周期，前者完成C______操作，后者完成D______操作。

　　2.常见的数据传送类指令的功能可实现A______和B______之间，或C______和D______之间的数据传送。

　　3.微指令格式可分为A______型和B______型两类，其中C______型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。

　　4.在Cache-主存的地址映象中，A______灵活性强，B______成本最高。

　　5.若采用硬件向量法形成中断服务程序的入口地址，则CPU在中断周期需完成A______、B______和C______操作。

　　6.某小数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是A______、B______、C______（均用十进制表示）。

　　三、名词解释（共10分，每题2分）

　　1.时钟周期

　　2.刷新

　　3.总线仲裁

　　4.机器指令

　　5.超流水线

四、计算题（5分）

　　设浮点数字长为32位，欲表示±6万的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取1位外，阶码和尾数各取几位?

按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么?

　　五、简答题（共15分）

　　1.“在计算机中，原码和反码不能表示-1。

”这种说法是否正确，为什么?

（2分）

　　2.除了采用高速芯片外，分别指出存储器、运算器、控制器和I/O系统各自可采用什么方法提高机器速度，各举一例简要说明。

（4分）

　　3.异步通信与同步通信的主要区别是什么，说明通信双方如何联络。

（4分）

　　4.在DMA方式中，CPU和DMA接口分时使用主存有几种方法?

简要说明之。

（5分）

　　六、问答题（共20分）

1.已知带返转指令的含义如下图所示，写出机器在完成带返转指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。

如果采用微程序控制，需增加哪些微操作命令?

（8分）

2.（6分）（指令系统3）一条双字长的取数指令（LDA）存于存储器的100和101单元，其中第一个字为操作码和寻址特征M，第二个字为形式地址。

假设PC当前值为100，变址寄存器XR的内容为100，基址寄存器的内容为200，存储器各单元的内容如下图所示。

　　写出在下列寻址方式中，取数指令执行结束后，累加器AC的内容。

　　3.（6分）设某机有四个中断源A、B、C、D，其硬件排队优先次序为A>B>C>D，现要求将中断处理次序改为D>A>C>B。

（1）写出每个中断源对应的屏蔽字。

（2）按下图时间轴给出的四个中断源的请求时刻，画出CPU执行程序的轨迹。

设每个中断源的中断服务程序时间均为

。

七、设计题（10分）

　　设CPU共有16根地址线和8根数据线，并用

作访存控制信号，

作读写命令信号（高电平读，低电平写）。

设计一个容量为32KB，地址范围为0000H~7FFFH，且采用低位交叉编址的四体并行存储器。

要求：

（1）采用下图所列芯片，详细画出CPU和存储芯片的连接图。

（2）指出图中每个存储芯片的容量及地址范围（用十六进制表示）。

一、选择题（共20分，每题1分）

　　1.B2.C3.A4.C5.A6.D7.B

　　8.A9.C10.B11.C12.D13.A14.B

　　15.A16.B17.B18.A19.B20.B

　　二、填空题（共20分，每空1分）

　　1.A.取指B.执行C.取指令和分析指令D.执行指令

　　2.A.寄存器B.寄存器C.寄存器D.存储器

　　3.A.垂直B.水平C.垂直

　　4.A.全相联映象B.全相联映象

　　5.A.保护程序断点B.硬件关中断C.向量地址送至PC

　　6.6.A.-127/128～+127/128B.-1～+127/128

三、名词解释（共10分，每题2分）

　　1.时钟周期

　　答：

时钟周期：

节拍，时钟频率的倒数，机器基本操作的最小单位。

　　2.刷新

　　答：

动态RAM靠电容存储电荷原理存储信息，电容上的电荷要放电，信息即丢失。

为了维持所存信息，需在一定时间（2ms）内，将所存信息读出再重新写入（恢复），这一过程称作刷新，刷新是一行一行进行的，由CPU自动完成。

3.总线仲裁

　　答：

总线仲裁即总线判优，主要解决在多个主设备申请占用总线时，由总线控制器仲裁出优先级别最高的设备，允许其占用总线。

　　4.机器指令

　　答：

机器指令由0、1代码组成，能被机器直接识别。

机器指令可由有序微指令组成的微程序来解释，微指令也是由0、1代码组成，也能被机器直接识别。

　　5.超流水线

　　答：

超流水线（Superpipelining）技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中，好比将流水线再分道，提高了原来流水线的速度，在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次。

四、计算题（5分）

　　答：

因为2的16次方=65536

　　则±6万的十进制数需16位二进制数表示。

　　对于尾数为16位的浮点数，因16需用5位二进制数表示，即（16）十=（10000）二，故除阶符外，阶码至少取5位。

为了保证数的最大精度，最终阶码取5位，尾数取32-1-1-5=25位。

　　按这样分配，当阶码大于+31时，浮点数溢出，需中断处理。

　　五、简答题（共15分）

　　1.（2分）答：

“在计算机中，原码和反码不能表示-1。

”这种说法是错误的。

因为对于整数而言，这种说法不成立。

假设机器字长为8位（含1位符号位），在整数定点机中，[-1]原=1,0000001 [-1]补=1,1111111 [-1]反=1,1111110。

在小数定+机中，-1的原码和反码不能表示，而[-1]补=1.0000000。

　　2.答：

存储器：

采用多体交叉存储器（1分）

　　运算器：

采用快速进位链（1分）

　　控制器：

采用指令流水（1分）

　　I/O系统：

采用DMA方式（1分）

　　3.答：

（4分）同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，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，通信双方按约定好的时序联络。

后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。

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

其中全互锁通信可靠性最高。

　　4.答：

（5分）

（1）停止CPU访问主存。

这种方法DMA在传送一批数据时，独占主存，CPU放弃了地址线、数据线和有关控制线的使用权。

在一批数据传送完毕后，DMA接口才把总线的控制权交回给CPU。

显然，这种方法在DMA传送过程中，CPU基本处于不工作状态或保持原状态。

（2）周期挪用。

这种方法CPU按程序的要求访问主存，一旦I/O设备有DMA请求，则由I/O设备挪用一个存取周期。

此时CPU可完成自身的操作，但要停止访存。

显然这种方法既实现了I/O传送，又较好地发挥了主存和CPU的效率，是一种广泛采用的方法。

　　（3）DMA与CPU交替访存。

这种方法适合于CPU的工作周期比主存的存取周期长的情况。

如CPU的工作周期大于主存周期的两倍，则每个CPU周期的上半周期专供DMA接口访存，下半周期专供CPU访存。

这种交替访问方式可使DMA传送和CPU工作效率最高，但相应的硬件逻辑更复杂。

　六、问答题（共20分）

　　1.（8分）答

　　取指阶段

　　T0PC→MAR，1→R（1分）

　　T1M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC（1分）

　　T2MDR→IR，OP（IR）→ID（1分）

　　由图可见，带返转指令执行阶段需完成将返回地址M+1，存入指令的地址码字段K所指示的存储单元中，从K+1号单元开始才是子程序的真正内容，故执行阶段的微操作命令及节拍安排为：

　　T0Ad（IR）→MAR，1→W（1分）

　　T1PC→MDR（1分）

　　T2MDR→M（MAR），Ad（IR）+1→PC（1分）

如果采用微程序控制，需增加给出下条微指令地址的命令，即

　　Ad（CMDR）→CMAR（1分）

　　OP（IR）→微地址形成部件→CMAR（1分）

（1）800（1分）

（2）300（1分）

　　（3）600（1分）

　　（4）500（1分）

　　（5）700（1分）

　　（6）200（1分）

3.答：

（1）在中断处理次序改为D>A>C>B后，每个中断源新的屏蔽字如表所示。

（4分）

（2）根据新的处理次序，CPU执行程序的轨迹如图所示（2分）

[1] [2] 

七、（共10分）

　　答：

32KB四体结构的存储器可由4片8K×8位存储芯片组成，由于采用低位交叉编址，因此需用末两位地址A1、A0控制片选信号，用13根地址线A14～A2与存储芯片的地址线相连。

满足地址范围为0000H～7FFFH的存储器与CPU的连接图如图4.9所示，图中每片存储芯片的地址范围是：

　　第0片0，4，......，7FFCH

　　第1片1，5，......，7FFDH

　　第2片2，6，......，7FFEH

　　第3片3，7，......，7FFFH