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计算机组成原理

计算机组成原理期末试题及答案

一、选择题（共20题，每题1分，共20分）

1.在下列机器数______中，零的表示形式是唯一的。

A．原码B．补码C．反码D．原码和反码

2.CRT的分辨率为1024×1024，颜色深度为8位，则刷新存储器的存储容量是______。

A．2MBB．1MBC．8MBD．1024B

3.在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______来实现。

A．原码运算的二进制减法器B．补码运算的二进制减法器

C．补码运算的十进制加法器D．补码运算的二进制加法器

4.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______。

A.隐含寻址B.立即寻址C.寄存器寻址D.直接寻址

5.信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为______。

A.串行传输B.并行传输C.并串行传输D.分时传输

6.和外存储器相比，内存储器的特点是______。

A．容量大、速度快、成本低B．容量大、速度慢、成本高

C．容量小、速度快、成本高D．容量小、速度快、成本低

7.CPU响应中断的时间是______。

A．中断源提出请求B．取指周期结束C．执行周期结束。

8.EPROM是指______。

A.读写存储器B.只读存储器

C.可编程的只读存储器D.光擦除可编程的只读存储器

9.下列数中最小的数是______。

A．（1101001）2B．（52）8C．（133）8D．（30）16

10.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是______。

A．11001011B．11010110C．11000001D．11001001

11.单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用______。

A.堆栈寻址方式B.立即寻址方式C.隐含寻址方式D.间接寻址方式

12.用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。

A.直接B.间接C.寄存器直接D.寄存器间接

13.中央处理器（CPU）包含______。

A．运算器B．控制器

C．运算器、控制器和cacheD．运算器、控制器和主存储器

14.在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是______。

A．主存地址寄存器B．程序计数器C．指令寄存器D．状态条件寄存器

15.在集中式总线仲裁中，______方式响应时间最快。

A．链式查询B.计数器定时查询C.独立请求D.以上三种相同

16.PCI总线的基本传输机制是______。

A．串行传输B．并行传输C．DMA式传输D．猝发式传输

17.中断向量地址是______。

A．子程序入口地址B．中断服务子程序入口地址

C．中断服务子程序出口地址D．中断返回地址

18.CD-ROM是______型光盘。

A．一次B．重写C．只读

19.某计算机字长是16位，它的存储容量是1MB，按字编址，它的寻址范围是______。

A．512KB．1MC．512KB

20．一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是______。

A．48B．46C．36D.40

二、填空题（共7题，每空1分，共20分）

1.计算机系统是由______和软件两大部分组成，软件又分为______和______。

2.系统总线按传输信息的不同分为地址总线、____、_____三大类。

3.四位二进制补码所能表示的十进制整数范围是______至______。

4.半导体SRAM靠______存储信息，半导体DRAM靠______存储信息。

5.动态RAM的刷新方式通常有______、____、____三种。

6.完整的指令周期包括取指、______、______、_____四个子周期，影响指令流水线性能的三种相关分别是______相关、____相关和控制相关。

7.Cache和主存地址的映射方式有______、____、____三种。

三、简答题（共2题，每题5分，共10分）

1．什么叫指令？

什么叫指令系统？

2.一次程序中断大致可分为哪几个阶段？

四、应用题（共5题，每题10分，共50分）

1.设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有2.5个机器周期，试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS？

若机器主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有5个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？

由此可得出什么结论？

2．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20s。

3.设机器数字长为8位（含一位符号位），若A=+15，B=+24，求[A+B]补和[A-B]补并还原成真值。

4.某机字长16位，存储字长等于指令字长，若存储器直接寻址空间为128字，变址时的位移量为-64~+63,16个通用寄存器可作为变址寄存器。

设计一套指令格式，满足下列寻址类型的要求。

（1）直接寻址的二地址指令3条；

（2）变址寻址的一地址指令6条；

（3）寄存器寻址的二地址指令9条；

（4）直接寻址的一地址指令13条。

5．设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用-MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/-W作读写命令信号（高电平为读，低电评为写）。

现有8片8KX8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：

（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；

（2）写出每片RAM的地址范围；

（3）根据图

（1），若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上,将出现什么后果？

计算机组成原理试题

一、选择题（共20分，每题1分）

1．零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．累加器。

2．______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。

A．存储器；

B．运算器；

C．控制器；

D．用户。

3．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．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。

4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是_____。

A．128K；

B．64K；

C．64KB；

D．128KB。

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．在整数定点机中，下述第______种说法是正确的。

A．原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1；

B．三种机器数均可表示-1；

C．三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相同；

D．三种机器数均不可表示-1。

7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是______。

A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）；

B．程序计数器内容加上形式地址；

C．变址寄存器内容加上形式地址；

D．以上都不对。

8．向量中断是______。

A．外设提出中断；

B．由硬件形成中断服务程序入口地址；

C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址

D．以上都不对。

9．一个节拍信号的宽度是指______。

A．指令周期；

B．机器周期；

C．时钟周期；

D．存储周期。

10．将微程序存储在EPROM中的控制器是______控制器。

A．静态微程序；

B．毫微程序；

C．动态微程序；

D．微程序。

11．隐指令是指______。

A．操作数隐含在操作码中的指令；

B．在一个机器周期里完成全部操作的指令；

C．指令系统中已有的指令；

D．指令系统中没有的指令。

12．当用一个16位的二进制数表示浮点数时，下列方案中第_____种最好。

A．阶码取4位（含阶符1位），尾数取12位（含数符1位）；

B．阶码取5位（含阶符1位），尾数取11位（含数符1位）；

C．阶码取8位（含阶符1位），尾数取8位（含数符1位）；

D．阶码取6位（含阶符1位），尾数取12位（含数符1位）。

13．DMA方式______。

A．既然能用于高速外围设备的信息传送，也就能代替中断方式；

B．不能取代中断方式；

C．也能向CPU请求中断处理数据传送；

D．内无中断机制。

14．在中断周期中，由______将允许中断触发器置“0”。

A．关中断指令；

B．机器指令；

C．开中断指令；

D．中断隐指令。

15．在单总线结构的CPU中，连接在总线上的多个部件_____。

A．某一时刻只有一个可以向总线发送数据，并且只有一个可以从总线接收数据；

B．某一时刻只有一个可以向总线发送数据，但可以有多个同时从总线接收数据；

C．可以有多个同时向总线发送数据，并且可以有多个同时从总线接收数据；

D．可以有多个同时向总线发送数据，但可以有一个同时从总线接收数据。

16．三种集中式总线控制中，______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．以上都不对。

17．一个16K×8位的存储器，其地址线和数据线的总和是______。

A．48；

B．46；

C．17；

D．22．

18．在间址周期中，______。

A．所有指令的间址操作都是相同的；

B．凡是存储器间接寻址的指令，它们的操作都是相同的；

C．对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令，它们的操作是不同的；

D．以上都不对。

19．下述说法中______是正确的。

A．EPROM是可改写的，因而也是随机存储器的一种；

B．EPROM是可改写的，但它不能用作为随机存储器用；

C．EPROM只能改写一次，故不能作为随机存储器用；

D．EPROM是可改写的，但它能用作为随机存储器用。

20．打印机的分类方法很多，若按能否打印汉字来区分，可分为______。

A．并行式打印机和串行式打印机；

B．击打式打印机和非击打式打印机；

C．点阵式打印机和活字式打印机；

D．激光打印机和喷墨打印机。

二、填空（共20分，每空1分）

1．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：

最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。

2．指令寻址的基本方式有两种，一种是寻址方式，其指令地址由程序计数器给出，另一种是寻址方式，其指令地址由给出。

3．在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中，假设四个过程段的时间分别是T1=60ns﹑T2=50ns﹑T3=90ns﹑T4=80ns。

则加法器流水线的时钟周期至少为。

如果采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为。

4．一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须。

尾数右移1位，阶码加。

5．存储器由m（m＝1，2，4，8…）个模块组成，每个模块有自己的和

寄存器，若存储器采用编址，存储器带宽可增加到原来的倍。

6．按序写出多重中断的中断服务程序包括、、、和中断返回几部分。

三、名词解释（共10分，每题2分）

1．微操作命令和微操作

2．快速缓冲存储器

3．基址寻址

4．流水线中的多发技术

5．指令字长

四、计算题（5分）

设机器数字长为8位（含1位符号位），设A＝

，B＝

，计算[A

B]补，并还原成真值。

五、简答题（共20分）

1．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）

2．为什么外围设备要通过接口与CPU相连？

接口有哪些功能？

（6分）

六、问答题（共15分）

1．设CPU中各部件及其相互连接关系如下图所示。

图中W是写控制标志，R是读控制标志，R1和R2是暂存器。

（8分）

（1）假设要求在取指周期由ALU完成（PC）+1→PC的操作（即ALU可以对它的一个源操作数完成加1的运算）。

要求以最少的节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排。

（2）写出指令ADD#α（#为立即寻址特征，隐含的操作数在ACC中）在执行阶段所需的微操作命令及节拍安排。

2．DMA接口主要由哪些部件组成？

在数据交换过程中它应完成哪些功能？

画出DMA工作过程的流程图（不包括预处理和后处理）

（5）修改字计数器，并根据传送字数，判断DMA传送是否结束；（6）发DMA结束信号，向CPU申请程序中断，报告一组数据传送完毕。

DMA工作过程流程如图所示。

七、设计题（10分）

设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用

作访存控制信号（低电平有效），用

作读写控制信号（高电平为读，低电平为写）。

现有下列芯片及各种门电路（门电路自定），如图所示。

画出CPU与存储器的连接图，要求：

（1）存储芯片地址空间分配为：

最大4K地址空间为系统程序区，相邻的4K地址空间为系统程序工作区，最小16K地址空间为用户程序区；

（2）指出选用的存储芯片类型及数量；

（3）详细画出片选逻辑。

（1）主存地址空间分配：

6000H～67FFH为系统程序区；

6800H～6BFFH为用户程序区。

试卷一：

一. 选择题  （每小题1分，共20分）

1. 目前我们所说的个人台式商用机属于______。

A.巨型机        B.中型机       C.小型机     D.微型机

2. （2000）10化成十六进制数是______。

A．（7CD）16     B.（7D0）16     C.（7E0）16   D.（7F0）16

3. 下列数中最大的数是______。

A．（10011001）2     B.（227）8     C.（98）16     D.（152）10 

4. ______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。

A. 原码         B. 补码        C. 反码      D. 移码

5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是______。

A. BCD码      B. 16进制      C. 格雷码    D. ASCⅡ码

6. 下列有关运算器的描述中，______是正确的。

A.只做算术运算，不做逻辑运算             B. 只做加法     

C.能暂时存放运算结果                     D. 既做算术运算，又做逻辑运算

7. EPROM是指______。

A. 读写存储器                            B. 只读存储器     

C. 可编程的只读存储器                    D. 光擦除可编程的只读存储器

8. Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。

Ａ．１６　　　　Ｂ．３２　　　　Ｃ．４８　　　　Ｄ．６４

９. 设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足______时，X > -1/2成立。

Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1     Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意

Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1     Ｄ．x1必须为0，x2x3x4任意

10. 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

11. 信息只用一条传输线 ，且采用脉冲传输的方式称为______。

A.串行传输    B.并行传输    C.并串行传输    D.分时传输

12. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。

A. RR型      B. RS型      C. SS型        D.程序控制指令

13. 下列____属于应用软件。

A. 操作系统   B. 编译系统   C. 连接程序     D.文本处理

14. 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

15. 某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用_____作为存储芯片。

A. SRAM      B. 闪速存储器     C. cache     D.辅助存储器

16. 设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为______。

A. EA=（X）+D   B. EA=（X）+（D）    C.EA=（（X）+D）     D. EA=（（X）+（D））

17. 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______。

A. 隐含寻址    B. 立即寻址     C. 寄存器寻址     D. 直接寻址

18. 下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是______。

A. PPU（外围处理机）方式    B. 中断方式    C. DMA方式    D. 通道方式

19. 系统总线中地址线的功能是______。

A. 用于选择主存单元地址             B. 用于选择进行信息传输的设备

C. 用于选择外存地址                 D. 用于指定主存和I/O设备接口电路的地址

20. 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. 一个时钟周期    D. 一个存储周期

二. 填空题 （每空1分 ，共20分）

1. 数控机床是计算机在A.______方面的应用，邮局把信件自动分拣是在计算机B.______方面的应用。

2. 汉字的A.______、B.______、C.______是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。

3. 闪速存储器特别适合于A.______微型计算机系统，被誉为B.______而成为代替磁盘的一种理想工具。

4. 主存储器的性能指标主要是A.______、B.______、存储周期和存储器带宽。

5. 条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于A.______类指令，这类指令在指令格式中所表示的地址不是B.______的地址，而是C.______的地址。

6. 从操作数的物理位置来说，可将指令归结为三种类型：

存储器-存储器型，A.______，B.______。

7. 运算器的两个主要功能是：

A.______，B.______。

8. PCI总线采用A.______仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求和总线授权两条信号线与B.______相连。

9. 直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对A.______的控制，数据交换不经过CPU,而直接在内存和B.______之间进行。

答案：

1. A.自动控制    B.人工智能

2. A.输入编码（或输入码）     B.内码（或机内码）    C.字模码

3. A.便携式    B.固态盘

4. A.存储容量     B.存取时间    

5. A.程序控制类    B.操作数    C.下一条指令

6. A.寄存器—寄存器型    B.寄存器—存储器型   

7. A.算术运算    B.逻辑运算   

8. A.集中式    B.中央仲裁器

9. A.总线    B.I/O设备（或输入输出设备）

试卷二：

一． 选择题（每空1分，共20分）

1． 将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有利用价值的信息，我们称其为______。

A. 数值计算      B. 辅助设计      C. 数据处理      D. 实时控制

2． 目前的计算机，从原理上讲______。

A. 指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放

B. 指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放

C. 指令和数据都以二进制形式存放

D. 指令和数据都以十进制形式存放

3. 根据国标规定，每个汉字在计算机内占用______存储。

A.一个字节      B.二个字节      C.三个字节      D.四个字节

4. 下列数中最小的数为_____。

A.（101001）2    B.（52）8        C.（2B）16       D.（44）10

5. 存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于______。

A.存放程序      B.存放软件     C.存放微程序   D.存放程序和数据

6. 设X= —0.1011，则[X]补为______。

A.1.1011         B.1.0100       C.1.0101        D.1.1001

7.  下列数中最大的数是______。

A.（10010101）2   B.（227）8     C.（96）16      D.（143）10

8. 计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是______。

A.巴贝奇         B.冯. 诺依曼  C.帕斯卡      D.贝尔

9. 在CPU中，跟踪后继指令地指的寄存器是______。

A.指令寄存器     B.程序计数器   C.地址寄存器  D.状态条件寄存器

10. Pentium-3是一种_____。

    A.64位处理器      B.16位处理器   C.准16位处理器  D.32位处理器

11. 三种集中式总线控制中，______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 

12. 外存储器与内存储器相比，外存储器______。

    A.速度快，容量大，成本高             B.速度慢，容量大，成本低

    C.速度快，容量小，成本高             D.速度慢，容量大，成本高

13. 一个256K×8的存储器，其地址线和数据线总和为______。

    A.16             B.18             C.26             D.20

14. 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（A）→MSP，（SP）-1→SP。

那么出栈操作的动作顺序应为______。

     A.（MSP）→A，（SP）+1→SP            B.（SP）+1→SP，（MSP）→A

C.（SP-1）→SP，（MSP）→A             D.（MSP）→A， （SP）-1→SP

15. 当采用______对设备