计算机组成原理常考计算题.docx
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1.机器数字长为8位(含1位符号位),当X=-127(十进制)时,其对应的二进制表示,(X)原表示,(X)反表示,(X)补表示,(X)移表示分别是多少?
二进制表示为-01111111
[X]原=11111111[X]反=10000000[X]补=10000001[X]移=00000001
2.已知x=0.1011,y=-0.0101,求x+y=?
x-y=?
[x]补=00.1011[x]补=00.1011
+[y]补=11.1011+[-y]补=00.0101
00.011001.0000
x+y=+0.0110x-y产生溢出
3.用16k×8位的SRAM芯片构成64K×16位的存储器,要求画出该存储器的组成逻辑框图。
存储器容量为64K×16位,其地址线为16位(A15—A0),数据线也是16位(D15—D0)
SRAM芯片容量为16K×8位,其地址线为14位,数据线为8位,因此组成存储器时须字位同时扩展。
字扩展采用2:
4译码器,以16K为一个模块,共4个模块。
位扩展采用两片串接。
4.提高存储器速度可采用哪些措施,请说出至少五种措施。
措施有:
①采用高速器件,②采用cache(高速缓冲存储器),③采用多体交叉存储器,④采用双端口存储器,⑤加长存储器的字长。
5.若机器字长36位,采用三地址格式访存指令,共完成54种操作,操作数可在1K地址范围内寻找,画出该机器的指令格式。
操作码需用6位,操作数地址码需用10位。
格式如下
6101010
OP
D1
D2
D3
OP:
操作码6位
D1:
第一操作数地址,10位
D2:
第二操作数地址,10位
D3:
第三操作数地址,10位
6.举例说明存储器堆栈的原理及入栈、出栈的过程。
所谓存储器堆栈,是把存储器的一部分用作堆栈区,用SP表示堆栈指示器,MSP表示堆栈指示器指定的存储器的单元,A表示通用寄存器。
入栈操作可描述为(A)→MSP,(SP-1)→SP
出栈操作可描述为(SP+1)→SP,(MSP)→A
7.试画出三总线系统的结构图。
8.若显示工作方式采用分辨率为1024×768,颜色深度为3B,桢频为72Hz,计算刷新存储器带宽应是多少?
解:
刷存所需带宽=分辨率×每个像素点颜色深度×刷新速率,故刷存带宽为:
1024×768×3B×72/s=165888KB/s=162MB/s.
1.求十进制数-113的原码表示,反码表示,补码表示和移码表示(用8位二进制表示,并设最高位为符号位,真值为7位)。
原码11110001
反码10001110
补码10001111
移码00001111
2.某机指令格式如图所示:
OP
X
D
15109870
图中X为寻址特征位,且X=0时,不变址;X=1时,用变址寄存器X1进行变址;X=2时,用变址寄存器X2进行变址;X=3时,相对寻址。
设(PC)=1234H,(X1)=0037H,
(X2)=1122H,请确定下列指令的有效地址(均用十六进制表示,H表示十六进制)
(1)4420H
(2)2244H(3)1322H(4)3521H(5)6723H
(1)0020H
(2)1166H(3)1256H(4)0058H(5)1257H
3.将十进制数354转换成二进制数、八进制数、十六进制数和BCD数。
(1)(354)10=(162.A)16
(2)(354)10=(101100010.1010)2
(3)(354)10=(542.5)8
(4)(354)10=(001101010100.011000100101)BCD
4.浮点数格式如下:
1位阶符,6位阶码,1位数符,8位尾数,请写出浮点数所能表示的范围(只考虑正数值)。
最小值2-111111×0.00000001
最大值2111111×0.11111111
5.现有一64K×2位的存储器芯片,欲设计具有同样存储容量的存储器,应如何安排地址线和数据线引脚的数目,使两者之和最小。
并说明有几种解答。
设地址线x根,数据线y根,则
2x·y=64K×2
若y=1x=17
y=2x=16
y=4x=15
y=8x=14
因此,当数据线为1或2时,引脚之和为18
共有2种解答
6.异步通信方式传送ASCII码,数据位8位,奇校验1位,停止位1位。
计算当波特率为4800时,字符传送的速率是多少?
每个数据位的时间长度是多少?
数据位的传送速率是多少?
每个字符格式包含十个位,因此字符传送速率
4800波特/10=480字符/秒
每个数据位时间长度T=1/4800=0.208ms
数据位传送速率8×480=3840位/秒
7.已知某8位机的主存采用半导体存储器,地址码为18位,采用4K×4位的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间,并选用模块条形式,问:
(1)若每个模块条为32K×8位,共需几个模块条?
(2)每个模块条内有多少片RAM芯片?
(3)主存共需多少RAM芯片?
CPU需使用几根地址线来选择各模块?
使用何种译码器?
(218×8)/(32k×8)=8,故需8个模块
(32k×8)/(4k×4)=16,故需16片芯片
共需8×16=128片芯片
为了选择各模块,需使用3:
8译码器
即3根地址线选择模条。
8.画出中断处理过程流程图。
中断处理过程流程图如图C2.1所示。
取指令
执行指令
否
中断
是
响应中断
关中断,即“中断屏蔽”置位
中
断
转移到中断服务子程序
周
期
保存CPU现场
中
设备服务
断
服
恢复CPU现场
务
子
程
开中断,即“中断屏蔽”复位
序
图C2.1
1.#已知:
X=0.1011,Y=-0.0101,求[X/2]补,[X/4]补[-X]补,[Y/2]补,[Y/4]补,[-Y]补
解:
[X]补=0.1011[X/2]补=0.01011[X/4]补=0.001011[-X]补=1.0101
[Y]补=1.1011[Y/2]补=1.11011[Y/4]补=1.111011[-Y]补=0.0101
2.机器数字长8位(含1位符号位),若机器数为81(十六进制),当它分别表示原码、补码、反码和移码时,等价的十进制数分别是多少?
原码:
-1,补码:
-127,反码:
-126,移码:
+1。
3.用16K×16位的SRAM芯片构成64K×32位的存储器。
要求画出该存储器的组成逻辑框图。
所需芯片总数(64K×32)÷(16K×16)=8片因此存储器可分为4个模块,每个模块16K×32位,各模块通过A15、A14进行2:
4译码
4.#指令格式如下所示,其中OP为操作码,试分析指令格式特点:
15107430
OP
源寄存器
目标寄存器
解:
(1)操作数字段OP可以指定64种基本操作
(2)单字长(16位)二地址指令
(3)源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器(各指定16个),所以是RR型指令,两个操作数均在通用寄存器中
(4)这种指令结构常用于算术/逻辑运算类运算指令,执行速度最快。
5.CPU结构如图所示,其中一个累加寄存器AC,一个状态条件寄存器和其它四个寄存器,各部分之间的连线表示数据通路,箭头表示信息传送方向。
(1)标明图中四个寄存器的名称。
(2)简述指令从主存取到控制器的数据通路。
(3)数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。
图C3.1
答:
(1)a为数据缓冲寄存器DR,b为指令寄存器IR,c为主存地址寄存器AR,d为程序计数器PC;
(2)PC→AR→主存→缓冲寄存器DR→指令寄存器IR→操作控制器
(3)存储器读:
M→DR→ALU→AC存储器写:
AC→DR→M
6.总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段?
若采用同步定时协议,画出读数据的同步时序图。
分五个阶段:
总线请求,总线仲裁,寻址(目的地址),信息传送,状态返回(或错误报告)。
时序图:
7.举出三种中断向量产生的方法。
(1)由编码电路实现,直接产生。
(2)由硬件产生一个“位移量”,再加上CPU某寄存器里存放的基地址
(3)向量地址转移法:
由优先级编码电路产生对应的固定地址码,其地址中存放的是转移指令,通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。
8.CD-ROM光盘的外缘有5mm的范围因记录数据困难,一般不使用,故标准的播放时间为60分钟。
请计算模式2情况下光盘存储容量是多少?
解:
扇区总数=60×60×75=270000
模式2存放声音、图像等多媒体数据,其存储容量为
270000×2336/1024/1024=601MB
.若浮点数X的二进制存储格式为(41360000)16,求其32位浮点数的十进制值。
解:
将16进制数展开后,可得二进制格式为
01000001001101100000000000000000
↑
S阶码8位尾数23位
指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10
包括隐藏位1的尾数1.M=1.01101100000000000000000=1.011011
于是有X=(-1)S×1.M×2e=+(1.011011)×23=+1011.011=(11.375)10
2.已知X=-0.01111,Y=+0.11001,求[X]补,[-X]补,[Y]补,[-Y]补,X+Y=?
X-Y=?
解:
[X]补=1.10001[-X]补=0.01111[Y]补=0.11001[-Y]补=1.00111
[X]补=11.