计算机组成与结构部分习题及答案.docx

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计算机组成与结构部分习题及答案

计算机组成与结构部分习题及答案（仅供参考）

第四章主存储器

一、选择题

1、关于主存下列叙述正确的是（C　）

A主存的速度可与CPU匹配。

B内存是RAM，不包括ROM

C辅存的程序调入主存中才能执行

D辅存中不能存放程序，只能存放数据

2、断电后将丢失信息的是（B）

A）ROM B）RAM C）磁盘 D）光盘

3、关于主存下列叙述正确的是（A　）

ACPU可直接访问主存，但不能直接访问辅存

BCPU可直接访问主存，也直接访问辅存

CCPU不能直接访问主存，也不能直接访问辅存

DCPU不能直接访问主存，但能直接访问辅存

4、16K×32位存储芯片的数据线有（C）

A）5条 B）14条 C）32条 D）46条

5、16K×32位存储芯片的地址线有（B）

A）5条 B）14条 C）32条 D）46条

6、半导体静态存储器SRAM的存储原理是（A）

A）依靠双稳态电路保存信息  B）依靠定时刷新保存信息

C）依靠读后再生保存信息   D）信息存入后不在变化

7、动态RAM是指（C）

A）存储内容动态变化     B）需动态改变访问地址

C）需对存储内容定时动态刷新   D）每次读都要重写

动态RAM的基本单元电路。

常见的动态RAM基本单元电路有三管式和单管式两种，它们的共同特点都是靠电容存储电荷的原理来寄存信息的。

若电容上存有足够多的电荷表示存“1”，电容上无电荷表示存“0”。

电容上的电荷一般只能维持1～2ms，因此即使电源不掉电信息也会自动消失。

为此，必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态，这个过程叫再生或刷新。

由于它与静态RAM相比，具有集成度更高、功耗更低等特点，因此目前被各类计算机广泛应用。

由Tl、T2，T3三个MOS管组成的三管MOS动态RAM基本单元电路：

读出时，先预充电使读数据线达高电平VDD，然后由读选择线打开T2，若Tl的极间电荷Cg存有足够多的电荷（被认为原存“1”），使T1导通，则因T2、Tl导通接地，使读数据线降为零电平，读出“0”信息。

若Cg没足够电荷（原存“0”），则T1截止，读数据线为高电平不变，读出“1”信息。

可见，由读出线的高低电平可区分其是读“1”，还是读“0”，只是它与原存信息反相。

　　写入时，将写入信号加到写数据线上，然后由写选择线打开T3，这样，Cg便能随输入信息充电（写“1”）或放电（写“0”）。

为了提高集成度，将三管电路进一步简化，去掉Tl，把信息存在电容Cs上，将T2、T3合并成一个管子T，得单管MOS动态RAM基本单元电路。

读出时，字线上的高电平使T导通，若Cs有电荷，经T管在数据线上产生电流，可视为读出“1”。

若Cs无电荷，则数据线上无电流，可视为读出“0”。

读操作结束时，Cs的电荷已泄放完毕，故是破坏性读出，必须重写。

8、计算机主存储器读写的时间数量级为（D　）

A）秒 B）毫秒 C）微秒 D）纳秒

9、计算机主存由（D）

A）RAM组成     B）ROM组成

C）ROM与RAM组成   D）内存与外存组成

10、用户程序所放的主存空间属于（B　）

A）RAM     B）ROM

C）ROM与RAM   D）内存与外存

11、在下列存储器中，（A ）可以作为主存储器。

A半导体存储器  B硬盘   C光盘D磁带

12、关于主存，以下叙述正确的是（A　）

A主存比辅存小，但速度快。

　　B主存比辅存大，且速度快。

C主存比辅存小，且速度慢。

　　D　主存比辅存大，但速度慢。

13、EPROM是指（D）

    A.随机读写存储器B.只读存储器

    C.可编程只读存储器D.紫外光可擦除可编程只读存储器

14、下列说法正确的是（C）

    A.半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆

    B.半导体RAM属易失性存储器，而静态RAM的存储信息是不易失的

    C.静态RAM、动态RAM都属易失性存储器，前者在电源不掉时，不易失

    D.静态RAM不用刷新，且集成度比动态RAM高，所以计算机系统上常使用它

15、CPU不能直接访问的是（D）

C.内存D.外存

16、存储器的字线是（A）

A.存储体与读写电路连接的数据线.它们通过读写电路传送或接收数据寄存器的信息.一个数据寄存器的位数正好是机器字长,故称为字线

B.存储器的数据线.其线数正好与数据寄存器的位数相对应

C.经地址译码器译码之后的存储单元的地址线

D.以上三种说法都不对

17、CPU可随机访问的存储器是（B）

A。

光盘存储器  B。

主存储器  C。

磁盘存储器  D。

磁带存储器

18、和MOS和RAM比较，双极型RAM的特点是（A）

A。

速度快，集成度低，位功耗高  B。

速度快，集成度高，位功耗高

C。

速度快，集成度低，位功耗低  C。

速度慢，集成度高，位功耗底

19、字位结构为1M*4位的DRAM存储芯片，其地址引脚与数据引脚之和为（C）

A。

28    B。

14    C。

24    D。

12

二、填空题

1、1GB=1024MB=1024*1024KB=1024*1024*1024B.

2、计算机中的存储器用于存放　程序和数据　　　。

3、主存储器的主要性能指标有主存容量主存容量、存储器存取时间、存储周期时间。

4、要组成容量为4Kⅹ8位的存储器，需要__8___片4Kⅹ1位的静态RAM芯片并联，或者需要_4__片1Kⅹ8位的静态RAM芯片串联。

5、静态RAM是利用触发器电路的两个稳定状态来表示信息“0”和“1”，故在不断开电源时，可以长久保持信息；动态RAM利用电容器上存储的电荷来表示信息“0”和“1”，因此需要不断进行刷新。

三、简答题

1、简述SRAM与DRAM的主要区别。

DRAM的优点：

1.DRAM的功耗仅为SRAM的1/6

2.DRAM的价格仅为SRAM的1/4

DRAM的缺点

1．DRAM由于使用动态元件（电容），速度比SRAM低。

内容需要再生，故需配置再生电路

因此，容量不大的高速存储器大多用静态RAM实现，如高速缓存（Cache）。

SRAM的存储单元由双稳态触发器构成，它不需要刷新，读出之后不需要重写

2、在已有的芯片基础上，如何进行位扩充、如何进行字扩充。

位扩充：

连接方式是将多片存储器的地址线、片选CS、读写控制端R／W相应并联，数据端分别引出。

1）地址的总位数不变，总存储器字容量（字数量）不变。

　　　例如，芯片的地址线是A0～A13，存储器的地址总线还是A0～A13。

2）数据线的位数增加，增加的数量等于各芯片位数之和。

例如，共两个芯片，每个芯片4位，总存储器的数据总线是8位。

•字扩展：

只在字向扩充，而位数不变。

•　　将各芯片的地址线、数据线、读写控制线相应并联，而由片选信号　　　　　　　　来区分各芯片的地址范围。

　　　1）地址的总位数增加，总存储器字容量增加。

字容量增加等于各芯片字容量乘以芯片个数。

　　　例如，芯片的字容量是16K，4个芯片，总存储器的字容量为4×16K=64K。

2）数据线的位数不变，总存储器的数据总线位数等于各芯片位数。

例如，共4芯片，每个芯片8位，总存储器的数据总线是8位。

第五章指令系统

一、选择题

1、指令系统采用不同寻址方式的目的是（B　）

A）增加内存容量 　　　　　B）缩短指令长度、扩大寻址空间

C）提高访问内存的速度  　D）简化指令译码电路

2、指令操作所需的数据不会来自（D　）

A）寄存器　 B）指令本身 C）主存中　  D）控制存储器

3、关于机器指令的叙述不正确的是（D）

A）机器指令系统是计算机所具有的全部指令的集合。

B）机器指令通常包括操作码、地址码两部分，按地址个数分为零地址指令、一地址指令、二地址指令、三地址指令。

C）机器指令的长度取决于操作码长度、操作数地址长度、操作数个数。

D）系列计算机是指指令系统完全相同、基本体系结构相同的一系列计算机。

4、下列说法不正确的是（　C　）

A）变址寻址时，有效数据存放在主存。

B）堆栈是先进后出的随机存储器。

C）堆栈指针ＳＰ的内容表示当前堆栈内所存放的数据个数。

D）内存中指令的寻址和数据的寻址是交替进行的。

5、关于寻址方式的叙述不正确的是（D）

A）寻址方式是指确定本条指令中数据的地址或下一条指令地址的方法。

B）在指令的地址字段中直接指出操作数本身的寻址方式称为立即寻址方式

C）基址寻址用于为数据和程序分配存储区域，支持多道程序和程序浮动。

D）变址寻址与基址寻址类似，没有本质的区别。

6、在相对寻址方式中，若指令中的地址码为X，则操作数的地址为（B）

A）X   B）（PC）+X  C）X+段地址 D）X+变址寄存器

7、堆栈中保持不变的是（B　）

A）栈顶   B）栈底  C）堆栈指针　　 D）栈中的数据

8、设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器中的内容，变址寻址方式的有效地址可表示为（A）

A）EA=（X）+DB）EA=（X）+（D）C）EA=（（X）+D）D）EA=（（X）+（D））

9、程序控制类的指令的功能是（D　）

A）算术运算和逻辑运算。

B）主存和ＣＰＵ之间的数据交换。

C）Ｉ／Ｏ和ＣＰＵ之间的数据交换。

D）改变程序执行顺序。

10、设寄存器R的内容（R）=1000H，内存单元1000H的内容为2000H，内存单元2000H的内容为3000H，PC的值为4000H，采用相对寻址方式，形式地址为-2000H的操作数是（C）

A）1000H  B）2000H  C）3000H D）4000H

11、下列几项不符合RISC特点的是（C）

A）指令长度固定，指令种类少。

B）寻址方式种类尽量多，指令功能尽可能强。

C）选取使用率高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。

D）增加寄存器数目，尽量减少访存操作。

12、移位操作中移出的位存入（C　）

A零标志位 B溢出标志位  C进位标志位 D符号位

13、零地址指令的操作数一般隐含在（C）中。

A磁盘  B磁带  C寄存器 D光盘

14、为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（D）。

A立即寻址 B变址寻址   C间接寻址  D寄存器寻址

15、堆栈指针SP的内容是（B）。

A栈顶单元内容   B栈顶单元地址 

C栈底单元内容  D栈底单元地址

16、假设寄存器R中的数为200，主存地址为200和300的存储单元中存放的内容分别是300和400，若访问到的操作数为200，则所采用的寻址方式为（ A ）。

A立即寻址200          B寄存器间接寻址（R）

C存储器间接寻址（200）      D直接寻址200

17、算术右移指令的操作是（B  ）。

A符号位填0，并顺序右移一位，最低位移入进位标志位。

B符号位不变，并顺序右移一位，最低位移入进位标志位。

C符号位填1，并顺序右移一位，最低位移入进位标志位。

D进位标志位填至符号位，并顺序右移一位，最低位移入进位标志位。

18.以下的（C）不能支持数值处理。

A.算术运算类指令B.移位操作类指令

C.字符串处理类指令D.输入输出类指令

19．如果指令中的地址码就是操作数的有效地址，那么这种寻址方式称为（B）。

A、立即寻址B、直接寻址C、间接寻址D、寄存器寻址

20、设指令中的地址码为A，变址寄存器为X，程序计数器为PC，则变址寻址方式的操作数地址为（D）

A。

（PC）+A    B。

（A）+（X）

C。

（A+X）      D。

A+（X）

21、采用扩展操作码的重要原则是（B）

A。

操作码长度可变        B。

使用频度高的指令采用短操作码

C。

使用频度低的指令采用短操作码  D。

满足整数边界原则

二、填空题

1.一台计算机所具有的所有机器指令的集合称为　指令系统　。

它是计算机　硬件与　软件　的接口。

2.转移指令执行结束后，目标地址可放在任意寄存器中。

否 （是/否）。

3.补码进行算术右移的规则是：

不论数的正负，连同符号位将数右移一位，并保持符号位不变 。

4.Ｎ位操作码最多可表示　　　条指令

5.根据指令中地址字段的数目，指令可分为：

　零地址指令、　一地址指令、　二地址指令、　三地址指令、多地址指令。

6.在变址寄存器寻址方式中，有效地址=（变址寄存器）+（基址寄存器）*+地址码A。

7.使用不同寻址方式的目的是缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性。

8.程序控制类指令的功能是控制程序执行顺序。

9.精简指令集计算机的特点是所有频繁使用的简单指令都能在一个机器周期内执行完。

10、指令系统的优化表示有两个截然相反的方向RISC和　CISC。

三、简答题

1、什么是指令？

解：

即用二进制代码组成的指令，一条机器指令控制计算机完成一个基本操作。

2、试比较寄存器寻址和寄存器间接寻址。

解：

寄存器寻址方式其操作数就在这一寄存器中；存器间接寻址其有效地址在内存中，操作数也在内存中，所以后者寻找操作数较慢。

3、根据操作数所在的位置，指出其寻址方式的名称。

1）操作数在寄存器中

2）操作数的地址在寄存器中。

3）操作数在指令中

4）操作数的地址在指令中

5）操作数地址的地址在指令中

6）操作数地址为寄存器内容与位移量之和（寄存器分别为基址寄存器、变址寄存器和程序计数器）

7）操作数为栈顶元素

解：

各小题对应寻址方式的名称是：

1）寄存器寻址2）寄存器间接寻址3）立即寻址4）直接寻址

5）存储器间接寻址6）分别为基址寻址、变址寻址和相对寻址7）堆栈寻址

四、综合题

1、若某机要求：

三地址指令4条，单地址指令255条，零地址指令16条。

设指令字长为12位．每个地址码长为3位。

问能否以扩展操作码为其编码?

如果其中单地址指令为254条呢?

说明其理由。

答：

①不能用扩展码为其编码。

∵指令字长12位，每个地址码占3位；

∴三地址指令最多是2^（12-3-3-3）=8条，现三地址指令需4条,

∴可有4条编码作为扩展码，

∴单地址指令最多为4×2^3×2^3=2^8=256条，

现要求单地址指令255条，∴可有一条编码作扩展码

∴零地址指令最多为1×2^3＝8条

不满足题目要求

∴不可能以扩展码为其编码。

2、某指令系统指令长为16位，每个操作数的地址码长6位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。

（1）若双操作数为15条，无操作数为64条，问单操作数最多可以有多少条？

（2）若若双操作数为15条，单操作数为62条，问无操作数最多可以有多少条？

解：

（1）（（24-15）26-x）26=64x=63（条）

（2）（（24-15）26-62）26=128（条）

3、设系统指令长16位，每个操作数的地址码长４位，共有11条三地址指令，７２条二地址指令，６４条零地址指令。

问最多还有多少条一地址指令。

解：

（（（（2^4-11）*2^4-72）*2^4）-X）*2^4=64

解得X=124条

第六章CPU

一、选择题

1、控制器的功能描述完整的是（D）

A）产生时序信号  B）从主存取出一条指令 C）完成指令译码

D）从主存取出一条指令、完成指令译码、产生时序信号、指挥各部件完成指令指定的操作

2、存储微程序的存储器称为（C）

A）主存  B）Cache  C）控存   D）辅存

3、CPU存放当前正在执行的指令并为译码部件提供信息的部件是（C　）

A）指令译码器  B）程序计数器  C）指令寄存器 D）地址寄存器

4、构成控制信号序列的最小单位是（C）

A）微程序  B）微指令  C）微命令  D）机器指令

5、微程序控制器比硬布线控制器慢，原因是（D）

A）增加了从外存读微指令的时间。

B）增加了从主存读微指令的时间。

C）增加了从IR中读微指令的时间。

D）增加了从控存读微指令的时间。

6、控制器同步控制方式是指（A ）

A）由统一时序信号控制的方式。

B）由握手信号控制的方式。

C）由中断控制的方式。

D）程序查询控制方式。

7、指令流水线中，不同的指令在指令流水的不同功能段中可以（D）

A）顺序  B）选择  C）循环  D）并行

9、微程序存放在（C ）。

A主存中    B堆栈中   C只读存储器中  D磁盘中

10、微指令中的微地址表示（D　）

A微操作的对象   B存放微操作结果的地址

C微操作数地址  D后继微指令地址

11、在一个微指令周期中（　D）

A只能执行一个微操作    B能顺序执行多个微操作

C只能执行多个互斥微操作 D能并行执行多个微操作

12、在微程序控制中，把操作控制信号编成（ A ）。

A微命令    B微地址    C操作码    D程序

13、从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为（D  ）。

A时钟周期   B机器周期   C工作周期  D指令周期

14、硬布线控制器指的是（A）

A.组合逻辑控制器B.微程序控制器

C.可编程逻辑部件控制器D.一种新型控制器

15、在微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（B）。

A、每条机器指令由一条微指令来执行；

B、每条机器指令由一段用微指令编程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、一条微指令由若干条机器指令组成；

16、在微程序控制器中，执行指令微程序的首条微指令地址是怎么得到的（D）

A。

程序计数器PC  B。

前条微指令  C。

uPC+1  D。

指令操作码译码

3．程序计数器PC在B中。

•A．运算器B．控制器

•C．存储器D．I/O接口

4．计算机主频的周期是指C。

•A．指令周期B．时钟周期

•C．CPU周期D．存取周期

5．CPU内通用寄存器的位数取决于B。

•A．存储器容量B．机器字长

•C．指令的长度D．CPU的管脚数

6．以硬布线方式构成的控制器也叫A。

•A．组合逻辑型控制器B．微程序控制器

•C．存储逻辑型控制器D．运算器

7．一个节拍脉冲持续的时间长短是C。

•A．指令周期B．机器周期

•C．时钟周期D．以上都不是

8．直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入C。

•A．累加器B．地址寄存器

•C．PCD．存储器

9．状态寄存器用来存放D。

•A．算术运算结果B．逻辑运算结果

•C．运算类型D．算术、逻辑运算及测试指令的结果状态

10．微程序放在C中。

•A．指令寄存器B．RAM

•C．控制存储器D．内存

16．与微指令的执行周期对应的是C/D。

•A．指令周期B．机器周期

C．节拍周期D．时钟周期

二、填空题

1、根据设计方法不同，控制器分为　　微程序控制器　　　　和　组合逻辑控制器　　　　　　两种。

2、计算机在执行程序的过程中，控制器控制程序的运行总是处于　　取指令　　　　、分析指令和　　执行指令　　　　的循环这中。

3、在微程序控制器中，一条机器指令对应于一个 微程序  ，一个微程序对应若干条微指令    ，一条微指令包含若干个 微命令    。

4、微程序控制的核心部件是存储微程序的　　　　　控制存储器，它一般用　只读存储器　构成。

5.微程序入口地址是根据指令操作码通过译码产生的。

6.微程序控制器的核心部件是CS，它一般用ROM构成。

7.一条微指令可划分为控制字段和下址字段，微指令格式分为水平型微指令和垂直型微指令。

1．目前的CPU包括运算器，控制器和CACHE（一级）。

2．CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器为地址寄存器，保存下一条指令地址的寄存器为程序计数器（PC）。

3．CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫指令周期，它常用若干个----机器周期来表示，而后者又包含若干个时钟周期。

4．在程序执行过程中，控制器控制计算机的运行总是处于取指令、分析指令和执行指令的循环之中。

9．任何指令的第一个周期一定是取址周期。

10．一条机器指令的执行可与一段微指令构成的微程序相对应，微指令可由一系列微命令组成。

11．微程序设计技术是利用软件方法设计控制单元的一门技术。

12．在同一微周期中不可能同时出现的微命令叫互斥的微命令；在同一微周期中可以同时出现的微命令叫相容的微命令。

显然，相容的微命令不能放在一起译码。

三、简答题

1、简述控制器的组成和功能。

控制器的功能：

控制程序的执行，1．取指令2．分析指令3．执行指令

4．控制程序和数据的输入与结果输出5．对异常情况和某些请求的处理。

控制器的组成：

程序计数器（PC）即指令地址寄存器，存放即将要执行的下一条指令地址。

有两种途径来形成指令地址，其一是顺序执行的情况，通过程序计数器加“1”形成下一条指令地址（如存储器按字节编址，而指令长度为4个字节，则加“4”）。

其二是由转移类指令形成转移地址送往PC。

．指令寄存器（IR）存放当前正在执行的指令。

指令译码器或操作码译码器对指令寄存器中的操作码进行分析解释，产生相应的控制信号。

脉冲源及启停线路、时序控制信号形成部件。

2、什么是微指令？

什么是微程序？

指令、微程序、微指令三者的关系是什么？

微指令：

在微程序控制的计算机中，将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指令，将一条指令分成若干条微指令，按次序执行这些微指令，就可以实现指令的功能。

组成微指令的微操作又称微命令，即微操作的控制信号。

微程序：

计算机的程序由指令序列构成，而计算机每条指令的功能均由微指令序列解释完成，这些微指令序列的集合就叫做微程序。

微周期：

执行一条微指令所需的时间。

3、简要说明下列部件在计算机的取指周期和执行周期中的作用。

1）程序计数器PC

2）指令寄存器IR

3）算术逻辑运算部件ALU

4）存储器数据寄存器MDR

5）存储器地址寄存器MAR

解：

1）程序计数器PC：

存放指令地址

2）指令寄存器IR：

存放当前指令

3）算术逻辑运算部件ALU：

进行算逻运算

4）存储器数据寄存器MDR：

存放写入到内存或从内存读出的数据或指令

5）存储器地址寄存器MAR：

存放写入到内存或从内存读出的数据或指令的地址

4、简述微程序控制的基本原理。

判断题

1.一个指令周期由