河南大学计算机组成原理考点.docx

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河南大学计算机组成原理考点

第１章计算机系统概论

1、计算机硬件的五大部件？

三大部分？

运算器存储器控制器输入设备输出设备

CPUI/O设备主存储器

2、机器字长、存储字长、指令字长？

机器字长：

CPU一次能处理数据的位数

存储字长：

存储器中一个存储单元所存储的二进制代码的位数

指令字长：

计算机指令字的位数

3、若内存容量为4GB,字长为32,则该内存有多少存储单元？

存储容量=存储单元个数*存储字长

存储单元个数=232/25=227

4、存储器金字塔

5、USB是串行总线还是并行总线？

UniversalSerialBus

串行总线

6、C8H=（11001000）B

将之看作无符号数，对应的十进制数是多少？

110010002=20010

将之看作原码，对应的十进制数是多少？

11001000原=-7210

将之看作补码，对应的十进制数是多少？

11001000补=10111000原=-5610

将之看作8421BCD码，对应的十进制数是多少？

非法1100BCD=12范围是0~9十个数符

将之看作ASCII码，对应的字符是什么？

7、只有当程序执行时，才将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为（解释程序）。

8、在如右图所示的多级层次结构的计算机系统中，M1也称为（传统机器），它的功能是由微程序解释（机器指令）。

9、CPU主要包括（）。

A.控制器

B.控制器、运算器、cache

C.运算器和主存

D.控制器、ALU和主存

10、存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来（）。

A．存放程序

B．存放数据

C.存放微程序

D.存放程序和数据

11、指令由（操作码）、（地址码）两大部分组成，（操作码）用来表示操作的性质，（地址码）用来表示操作数在存储器中的位置；

12、原始冯•诺依曼机以（运算器）为中心，现代计算机以（存储器）为中心。

13、（计算机体系结构）是指能够被程序员看到的计算机系统的属性，而（计算机组成）是对程序员透明的硬件细节。

14、计算：

ax+cx2/b

（1）分解运算步骤

（2）需要几种操作码（包含打印和停机）

（3）程序和数据共占用几个存储器单元

15、结合右图，解释下列概念：

存储单元：

可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位

存储元件：

存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取

存储字：

一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位

存储字长：

一个存储单元所存二进制代码的位数

存储容量：

存储器中可存二进制代码的总量

16、结合下图，解释下列英文缩写：

CPU：

中央处理器PC：

程序计数器IR：

指令寄存器

ALU：

算术逻辑单元ACC：

累加器MQ：

乘商寄存器

X：

操作数寄存器MAR：

存储器地址寄存器MDR：

存储器数据寄存器

17、以加法指令“ADDM”（M为主存地址）为例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶段）的信息流程。

18、假设主存容量为256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数。

在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均为32位，PC和MAR寄存器均为28位

19、机器字长越长，数的表示范围（越大），精度（越高），硬件造价（越高）。

机器字长通常都是（字节）的整数倍。

20、指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？

计算机区分指令和数据有以下2种方法：

 通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。

 通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。

21．已知一台计算机的运算速度为50MIPS主频为1GHz（1000MHz），那么它的CPI是（20）。

 MIPS=每秒执行百万条指令数=1/（CPI×时钟周期）=主频/CPI

第２章计算机的发展及应用

1、通常计算机的更新换代以什么为依据？

主要以组成计算机基本电路的元器件为依据，如电子管、晶体管、集成电路等

2、什么是摩尔定律？

P23

第３章系统总线

1、按连接部件不同，总线分为（片内总线），（系统总线）和（通信总线）；

按传输内容不同又可分为（数据总线），（地址总线）和（控制总线）；

按数据传输方式不同又可分为（并行传输总线）和（串行传输总线）。

2、总线（多路复用）技术指不同的信号（如地址信号和数据信号）公用同一组物理线路，分时使用。

3、数据总线，地址总线，控制总线分别是单向还是双向传输总线？

如果是单向传输总线，是输入还是输出？

数据总线双向

地址总线单向CPU输出

控制总线单向and双向输入输出P44

4、什么是正逻辑？

什么是负逻辑？

TTL电平是正逻辑还是负逻辑？

它描述的是总线的什么特性？

正逻辑：

用高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0。

负逻辑：

用高电平表示逻辑0，低电平表示逻辑1

正逻辑+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”

电气特性

5、所谓三总线结构是指（）。

A.地址线、数据线和控制线

B.I/O总线、主存总线和DMA总线

C.I/O总线、主存总线和系统总线

D.主存总线、通信总线和DMA总线

6、关于PCI总线的描述，错误的是（）。

A.PCI总线是与处理器时钟频率无关的高速外围设备

B.PCI总线无需人工配置

C.系统中只允许有一条PCI总线

D.PCI总线采用多路复用

7、DMA总线的全称是（直接存储器访问），用于（高速外设）与（主存）直接交换信息。

8、ISA总线的总线宽度为（8/16位），EISA总线的总线宽度为（16位），PCI总线的总线宽度为（32位），可扩展为（64位）。

9、总线上的主设备是指（对总线有控制权），从设备是指（响应从主设备发来的总线命令）。

10、总线集中式判优控制分为哪几种（链式查询，计数器定时查询，独立请求方式）其中（链式查询）方式对故障最敏感，（独立请求）方式速度最快，而这种快速响应是以（增加控制线数）为代价的。

11、在计时器定时查询方式下，若每次计数从上一次计数的终止值开始，则（）。

A.设备号小的优先级高 B.各设备有相同的优先级

C.设备号大的优先级高 D.高速设备优先级高

12、假设现在共有17个I/O设备，采用链式查询需要（3）根控制线，采用计数器定时查询需要（7）根控制线，采用独立请求方式需要（34）根控制线。

32+log2n2n

13.同步通信双方由（统一时标）控制数据传送，而异步通信方式则采用（应答/握手）方式进行联系。

在各种异步通信方式中，（不互锁）速度最快，（全互锁）可靠性最高。

14.同步总线和异步总线各有什么特点？

各自用于什么场合？

答：

同步总线具有统一时钟,控制方式简单，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。

一般同步总线用在部件之间距离短、存取速度较一致的场合。

　　异步总线采用应答方式进行通信，允许各设备之间的速度有较大的差异，所以用在具有不同存取速度的设备之间进行通信。

15.下面有关同步传输总线的描述中，不正确的是（ ）。

  A.用一个公共时钟信号进行同步

  B.不需要应答信号

  C.要求挂接在总线上的各部件的存取时间较为接近

  D.总线长度不受限制

16.下面关于异步传输总线的叙述中，不正确的是（）。

  A.需要应答信号

  B.需用一个公共的时钟信号进行同步

  C.全互锁方式的可靠性最高

  D.挂接在总线上的各部件可以有较大的速度差异

17.在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为66MHz，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试计算总线的最大数据传输率。

若想将数据传输率提高一倍，可采取什么措施？

解：

总线传输周期=4*1/66M秒 

总线的最大数据传输率=32/（4/66M）=528Mbps 

若想提高数据传输率，可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包含的时钟周期个数。

18.画图说明用异步串行传输方式分别发送十六进制数据27H。

要求字符格式为：

1位起始位、8位数据位、1位奇检验位、2位终止位。

19.增加总线带宽的手段有很多，但以下（ ）不能提高总线带宽？

  A.采用信号线复用技术

  B.增加数据线的宽度

  C.采用分离式通信方式，充分挖掘总线潜力

  D.增高总线的时钟频率

20.在异步串行传送系统中，帧格式为：

1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终止位。

若要求每秒传送120个帧，试求传送的波特率和比特率。

解：

一帧包含：

1+8+1+2=12位 

   故波特率为：

（1+8+1+2）*120=1440bps     

 比特率为：

8*120=960bps

第４章存储器

1.下列存储器中，（）读写速度最快。

A.硬盘    B.光盘    

C.磁带   D.半导体存储器

2.（RAM/随机存储器）存储器的存取时间与存储单元的物理位置无关；必须按照其物理位置的先后顺序寻址的存储器称为（串行访问存储器/顺序存取存储器）；而介于这两种存取方式之间（例如磁盘）的存储器称为（直接存取存储器）。

3、在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是（）。

A.增加内存容量

B.提高内存可靠性

C.解决CPU和主存之间的速度匹配问题

D.增加内存容量，同时加快存取速度

4.存储系统层次结构主要体现在（缓存-主存）和（主存-辅存）这两个存储层次上，其中前者解决了速度和成本的矛盾，数据调动由（硬件）完成，后者解决了容量和成本的矛盾，数据调动由（硬件和操作系统）完成。

5.采用虚拟存储器的目的是（）。

A.提高主存的速度

B.提高辅存的速度

C.扩大辅存的存储空间 

D.扩大存储器的寻址空间 

6.主存储器中的译码器的作用是什么？

将CPU发出的地址信息转换成存储元选通信号的电路。

7.某计算机存储字长16位，存储容量为4MB，若按字编址，其寻址范围是0到（）。

A.220-1B.220C.221-1D.221

8.一个容量为16K×32位的存储器，其地址线有（14）根，而数据线有（32）根。

若采用2K×8位的存储芯片，需要（32）片，

若采用4K×4位的存储芯片，需要（32）片，

若采用16K×1位的存储芯片，需要（32）片，

若采用8K×8位的存储芯片，需要（8）片。

9.两种描述存储速度的性能指标中，（存取时间）仅为完成一次操作的时间，而（存取周期）不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。

10.什么是存储器的带宽？

若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？

解：

存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。

存储器带宽=1/200ns×32位=160M位/秒

=20M字节/秒=5M字/秒

11.半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？

各自的特点是什么？

解：

译码驱动方式有两种：

线选法和重合法。

线选法：

一根字选择线选中一个存储单元；

重合法：

地址分行、列两部分译码，行、列译码线的交叉点即为所选单元。

这