计算机组成与结构试题及答案.docx

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计算机组成与结构试题及答案

（0013）《计算机组成原理》复习思考题

一、单项选择题

1．下列（）属于应用软件。

①操作系统②编译系统③连接程序④文本处理

2．计算机的字长决定了（）。

①指令直接寻址能力②计算机的运算精度

③计算机的运算速度④计算机的高低档次

3．主板上高速缓冲存储器CACHE是设在（）。

①主存与CPU之间②主存与外存之间

③接口板上④CPU内部

4．进位计数制中的最大数是指（）。

①一个数允许使用的最大数码②一个数位允许使用的数码个数

③一个固定的常数值④数码在数据中的不同位置

5．相联存贮器是按（）进行寻址的存贮器。

①地址方式②堆栈方式③内容指定方式④地址方式与堆栈方式

6．总线中地址线的作用是（）。

①用于选择存储器单元②用于选择进行信息传输的设备

③用于选择存储器单元及用于选择进行信息传输的设备④地址信号

7．某计算机字长32位，其存储容量为128KB，若按字编址，那么它的寻址范围是（）。

①0~64K②0~16K③0~8K④0~32K

8．基址寻址方式中，操作数的有效地址等于（）。

①堆栈指示器内容加上位移量②程序计数器内容加上位移量

③基值寄存器内容加上位移量④变址寄存器内容加上位移量

9．目前大多数集成电路生产中，所采用的基本材料为（）。

①单晶硅②非晶硅③锑化钼④硫化镉

10．CRT的分辨率为1024ⅹ1024像素，像素颜色数为512，则刷新存储器容量是（）。

①256KB②512KB③2MB④1MB

11．CPU内由许多部件组成，其核心部件是（）。

①累加寄存器②算术运算部件③ALU部件④多路开关

12．用某个寄存器中操作数的寻址方式称为（）寻址。

①直接②间接③寄存器直接④寄存器间接

13.二级高速缓冲存储器CACHE是设在（）。

①主存与CPU之间②主存与外存之间

③接口板上④CPU内部

14.主-辅存储器的目的是（）。

①解决CPU和主存之间的速度匹配问题②扩大主存储器的容量

③扩大CPU中通用寄存器的数量④既扩大主存储容量又扩大CPU通用寄存器数量

15.在机器数（）中，零的表示形式是唯一的。

①原码②补码③移码④反码

16.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用（）。

①通用寄存器②堆栈③存储器④外存

17．DMA传送是实现（）之间信息高速传送的一种方式。

①CPU与I╱O接口电路②内存与外设③CPU与内存④内存与内存

18．磁盘转速提高一倍，则（）。

①平均等待时间缩小一半②其存取速度也提高一倍

③影响查道时间④存取速度不变

19．用补码表示的定点小数，其表示范围为（）。

①﹣1＜X＜1②﹣1≤X＜1③﹣1≤X≤1④﹣1＜X≤1

20．直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度由快到慢的顺序列是（）。

①直接、立即、间接②直接、间接、立即

③立即、直接、间接④不确定

21．符号不相同的两数相减是（）。

①一定会产生溢出的②可能产生溢出的③一定不产生溢出④以上都不是

22．某SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为（）。

①64，16②16，16③64，8④16，64

23．闪速存储器称为（）。

①光盘②固态盘③硬盘④软盘

24．指令周期是指（）。

①CPU从主存取出一条指令的时间②CPU执行一条指令的时间

③CPU从主存取出一条指令加上CPU执行这条指令的时间④时钟周期时间；

25．浮点数比定点小数和整数的使用（）。

①差不多②更复杂③更方便④更慢

26．符号相同的两数相减是（）。

①会产生溢出的②是不会产生溢出的③不一定产生溢出④以上都不是

27．常用的虚拟存储系统由（）两级存储器组成，其中辅存是磁表面存储器。

①cache—主存②主存—辅存③cache—辅存④通用寄存器—主存

28．要用256×16位的存储器芯片组成4K字节存储器，需要这样的存储器芯片数为（）。

①2②4③8④16

29．磁盘上的磁道是（）。

①记录密度不同的同心圆②记录密度相同的同心圆

③一条阿基米德螺线④两条阿基米德螺线

30．系统总线中地址线的功能是（）。

①选择主存单元地址②选择进行信息传输的设备

③选择外存地址④指定主存和I/O设备接口电路的地址

31．在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（）。

①主存地址寄存器②程序计数器③指令寄存器④状态条件寄存器

32．至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是（）。

①节约元件②运算速度快③物理器件的性能决定④信息处理方便

33．贮存器是计算机系统的记忆设备，它主要用来（）。

①存放数据②存放程序③存放数据和程序④存放微程序

34．磁盘驱动器向盘片磁层记录时采用（）方式写入。

①并行②串行③并—串行④串—并行

35．DMA方式指直接依靠硬件实现主机I∕O设备间（）数据直接传送。

①软件②位③成组④块

36．运算器的主要功能是进行（）运算。

①逻辑②算术③初等函数④逻辑与算术

37．用于对某个操作数在内存的寻址方式称为（）寻址。

①直接②间接③寄存器直接④寄存器间接

38．DMA方式指直接依靠硬件实现主机I∕O设备间（）数据直接传送。

①软件②位③成组④块

39．动态RAM刷新时间一般小于或等于（）的时间内进行一次。

①2ns②2µs③2ms④2s

40．发生中断请求的条件是（）。

①一条指令执行结束②一次I/O操作结束

③机器内部发生故障④一次DMA操作结束

41．定点原码运算是（）。

①补码运算②仅数值运算③数值、符号运算后邻接④类似二进制运算

42．下述I/O控制方式，哪种主要由程序实现（）。

①PPU（外围处理机）②中断方式③DMA方式④通道方式

二、填空题

1．（65﹒25）10=（）16。

2．设［X］补﹦1﹒011，则X（真值）为。

3．（3C﹒4）16＝（）2。

4．广泛使用的______和______都是半导体随机读写存储器,前者速度快,后者速度慢。

5．一条指令分为和______两部份。

6．沿磁盘半径方向单位长度的磁道数称为单位长度磁道所能记录二进制信息的位数叫。

7．浮点数的尾数码部份，在机器中多采用表示。

8．堆栈按结构不同,分为______堆栈和______堆栈。

9．相联存储器是按______访问的存储器，在cache中用来存放______.

10．磁盘一般采用磁记录方式，而磁带一般采用磁记录方式。

11．布尔代数有“与”、、三种基本逻辑关系。

12．动态RAM刷新一般有和______两种。

13．在微程序控制器中一组实现一定操作功能的微命令的组合构成一条

而一条机器指令的功能是由若干条组成。

14．设X（真值）﹦-0﹒1001，则［X］补为。

。

15．主存与cache的地址映射有______，_____，______三种方式。

16．中断有软中断、、。

.

17．AR寄存器存放的是______，MDR寄存器用来存放_______。

18．完成一条指令一般分为周期和周期。

19．半导体SRAM靠______存贮信息，半导体DRAM则是靠______存贮信息。

20．重写型光盘分______和______两种。

21．中断向量地址是______地址。

22.机器周期基本上是根据确定。

23．堆栈的栈底是，堆栈的栈顶。

24．一个16位的浮点数，阶码用6位表示，尾数用10位（含一位符号位）表示，阶的基数为2，阶码用补码表示，尾数用原码表示，则其浮点数表示的最大值为最小正值为。

25．微程序控制器是一种控制器。

三、简答题

1．两数的浮点数相加减后，为什么用阶码判别溢出？

2．写出浮点数加减运算步骤。

3．简述补码加减运算溢出的三种检测方法。

4．在寄存器—寄存器型，寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？

哪类指令的执行时间最短？

为什么？

5．简述主存储器中动态和静态存储器的异同。

6．简述微程序与硬布线控制的计算机异同。

7．指令和数据均以二进制代码形式放在主存中，请问CPU如何区别它们是指令还是数据？

8．简述补码运算与原码运算的不同。

9．简述激光打印机工作原理。

10．简述中断处理步骤。

11．操作数的编址方式有哪些？

12．简述DMA方式和程序中断方式区别

13．一个计算机系统中的总线，大致分为哪几类。

14．简述计算机CPU流水线工作原理及流水线阻塞原因，并举三个因素分析。

15．外围设备的I/O控制分哪几类？

。

16．简述硬盘头盘组件密封原因。

17．CPU内部有哪些部件组成？

其功能是什么？

18．简述CRT对一屏字符（字符显示窗口8×15,字符点阵7×8，一屏字符

为80×25个字）工作原理。

19．简述堆栈的作用。

20．DRAM存储器采用何种方式刷新？

有哪几种常用的刷新方式？

四、计算题

1．已知x=-0.01111y=+0.11001用补码计算[x]补，[-x]补，[y]补，[-y]补，x+y,x-y。

2．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）。

3．机器数字长为8位（含1位符号位），当X=-100（十进制）时，其对应的二进制表示，写出（X）原表示及（X）补表示。

4．某硬盘内有10片盘片，每盘片有2个记录面，每个记录面有6000磁道，每道分为32个扇区，每扇区512字节，磁盘转速5400转/分，求硬盘内有多少个存储面，有多少个柱面，硬盘的存储容量是多少，数据传输率是多少。

5．设计算机的存储器为64Ｋ×64位，直接地址映像的cache容量为2Ｋ字，每块4字，问：

⑴cache地址的标志字段、块号和块内地址字段分别有多少位？

⑵cache中可装入多少块数据？

6．设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：

（1）该存储器能存储多少个字节的信息？

（2）如果存储器由256k×8位的SRAM芯片组成，需多少片？

（3）需多少位地址作芯片选择？

7．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。

8．计算机系统的内存储器由cache和主存构成，cache的存取周期为50纳秒，主存的存取周期为400纳秒。

已知在一段给定的时间内，CPU访问了cache的1、3、5、7、3、4、6块，访问了主存1003、1004、1005地址。

问：

（1）cache的命中率是多少？

（2）CPU访问内存的平均时间是多少纳秒？

9．某机字长16位，定位表示，尾数15位，数符1位，问：

（1）定点原码整数表示时，最大正数是多少？

最大负数是多少？

（2）定点原码小数表示时，最大正数是多少？

最大负数是多少？

10．已知某机采用微程序控制方式，其存储器容量为512×64（位），微程序在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式。

①画出微指令采用水平型格式，微指令中的三个字段分别应多少位？

②画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。

11．机器数字长为8位（含1位符号位），若机器数为FF（十六进制），当它分别表示原码、补码、反码和移码时，等价的十进制整数分别是多少？

12．某机器有5级中断L0—L4,中断响应次序L0最高，L4最低，现改为中断处理次序从高到低为L0、L3、L4、L1、L2，问：

（1）各级中断处理程序的中断级屏蔽值如何设置。

（2）5级中断同时发出中断请求，按更改后次序画出进入各级中断处理程序的过程示意图。

（0013）《计算机组成原理》复习思考题答案

一．单项选择题

1④2①3①4②5③6③7④8③9①10③11③12③13①14②15②16②17②18

19②20③21③22②

23②24③25③26②27②28③29①30④31②32③33③34②35③36④37

38③39③40①41③42②

二．填空题

二．填空题

答案：

1；41.012；-0.1013；111100.014；SRAM，DRAM5；操作码，地址码6；道密度,位密度7；补码8；寄存器，存储器9；内容，部分主存内容10；随机，顺序11；或,非12；集中、分布刷新13；微指令14；1.011115；直接相联、组相联、全相联16；内中断,外中断17；地址、数据18；取指令、执行19；触发器mos电容20；磁光型、相变型21；中断服务程序入口22；微操作时间23；栈底不变，栈顶可变24；+232×（1-2-10）、+2─4225；软件

三简答题

见教材。

四计算题

1.解：

[X]补=1.10001[-X]补=0.01111[Y]补=0.11001[-Y]补=1.00111

X+Y=+0.01010X-Y结果发生溢出

2．原码11110001反码10001110补码10001111移码00001111

3．11111111，10000001

4．存储面=20个记录面

柱面=6000

硬盘的存储容量=32*6000*32*512B

数据传输率=（5400/60）*（32*512）B/s

5．⑴5位,9位,2位⑵512块。

6．⑴4MB⑵16片（3）2位地址线作芯片片选选择

7．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。

8．

（1）0.7；

（2）190ns

9.

（1）+215-1、-1；

（2）+（1-2-15）、-2-15。

10.

（1）51、4、9位；

（2）见教材。

11．原码-127、补码-1、反码0和移码+1

12．见教材。

试卷A

一、填空题：

（每空1分，共15分）

1、原码一位乘法中，符号位与数值位（），运算结果的符号位等于（）。

2、码值80H：

若表示真值0，则为（）码；若表示真值―128，则为（）码。

3、微指令格式分为（）型微指令和（）型微指令，其中，前者的并行操作能力比后者强。

4、在多级存储体系中，Cache存储器的主要功能是（）。

5、在下列常用术语后面，写出相应的中文名称：

VLSI（）,RISC（）,DMA（）,DRAM（）。

6、为了实现CPU对主存储器的读写访问，它们之间的连线按功能划分应当包括（），（）（）。

7、从计算机系统结构的发展和演变看，近代计算机是以（）为中心的系统结构。

二、单项选择题：

（每题2分，共40分）

1、寄存器间接寻址方式中，操作数处于（）中。

A、通用寄存器B、主存C、程序计数器D、堆栈

2、CPU是指（）。

A、运算器B、控制器

C、运算器和控制器D、运算器、控制器和主存

3、若一台计算机的字长为2个字节，则表明该机器（）。

A、能处理的数值最大为2位十进制数。

B、能处理的数值最多由2位二进制数组成。

C、在CPU中能够作为一个整体加以处理的二进制代码为16位。

D、在CPU中运算的结果最大为2的16次方

4、在浮点数编码表示中，（）在机器数中不出现，是隐含的。

A、基数B、尾数C、符号D、阶码

5、控制器的功能是（）。

A、产生时序信号B、从主存取出一条指令C、完成指令操作码译码

D、从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生有关的操作控制信号，以解释执行该指令。

6、虚拟存储器可以实现（）。

A、提高主存储器的存取速度

B、扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度

C、提高外存储器的存取周期

D、扩大外存储器的存储空间

7、32个汉字的机内码需要（）。

A、8字节B、64字节C、32字节D、16字节

8、相联存储器是按（）进行寻址的存储器。

A、地址指定方式B、堆栈指定方式

C、内容指定方式D、地址指定方式与堆栈存储方式结合

9、状态寄存器用来存放（）。

A、算术运算结果B、逻辑运算结果

C、运算类型D、算术逻辑运算指令及测试指令的结果状态

10、在机器数（）中，零的表示形式是唯一的。

A、原码B、补码C、补码和移码D、原码和反码

11、计算机的存储器采用分级方式是为了（）。

A、减少主机箱的体积B、解决容量、价格、速度三者之间的矛盾

C、保存大量数据方便D、操作方便

12、有关Cache的说法正确的是（）。

A、只能在CPU以外B、CPU内外都可以设置Cache

C、只能在CPU以内D、若存在Cache，CPU就不能再访问主存

13、在定点二进制运算中，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

14、堆栈常用于（）。

A、数据移位B、程序转移C、保护程序现场D、输入、输出

15、计算机系统的层次结构从内到外依次为（）。

A、硬件系统、系统软件、应用软件B、系统软件、硬件系统、应用软件

C、系统软件、应用软件、硬件系统D、应用软件、硬件系统、系统软件

16、一个指令周期通常由（）组成。

A、若干个节拍B、若干个时钟周期

C、若干个工作脉冲D、若干个机器周期

17、在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是（）。

A、程序计数器B、累加计数器C、中断计数器D、程序状态字

18、某虚拟存储器采用页式内存管理，使用LRU页面替换算法，考虑下面的页面访问地址流（每次访问在一个时间单位中完成），1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、1、3、1、7、1、3、7。

假定内存容量为4个页面，开始时为空的，则页面失效次数是（）。

A、4B、5C、6D、7

19、某一SRAM芯片，其容量是1024×8位，除电源和接地端外，该芯片引脚的最小数目是（）。

A、20B、22C、25D、30

20、下面尾数（1位符号位）的表示中，不是规格化尾数的是（）。

A、010011101（原码）B、110011110（原码）

C、010111111（补码）D、110111001（补码）

三、简答题：

（每题5分，共10分）

1、Cache与主存之间的地址映像方法有哪几种？

各有何特点？

2、DRAM存储器为什么要刷新？

有哪几种常用的刷新方法？

四、综合题：

（共35分）

1、（本题7分）某机采用微程序控制器，其微程序控制器有18种微操作命令（采用直接控制法，即水平型微指令），有8个转移控制状态（采用译码形式），微指令格式中的下址字段7位。

该机机器指令系统采用4位定长操作码，平均每条指令由7条微指令组成。

问：

（1）该微指令的格式中，操作控制字段和判别测试字段各有几位？

控存的容量是多少（字数×字长）？

（4分）

（2）该机指令系统共有多少条指令？

需要多少容量的控存？

上述的控存是否合适？

（3分）

操作控制字段

判别测试字段

下址字段

2、（本题12分）设浮点数的格式为：

阶码4位，包含一位符号位，尾数5位，包含一位符号位，阶码和尾数均用补码表示，排列顺序为：

阶符（1位）

阶码（3位）

数符（1位）

尾数（4位）

则按上述浮点数的格式：

（1）若（X）10=22/64，（Y）10=—2.75，则求X和Y的规格化浮点数表示形式。

（6分）

（2）求[X+Y]浮（要求用补码计算，列出计算步骤）（6分）

3、（本题共16分）某机字长8位，CPU地址总线16位，数据总线8位，存储器按字节编址，CPU的控制信号线有：

MREQ#（存储器访问请求，低电平有效），R/W#（读写控制，低电平为写信号，高电平为读信号）。

试问：

（1）若该机主存采用16K×1位的DRAM芯片（内部为128×128阵列）构成最大主存空间，则共需多少个芯片？

若采用异步刷新方式，单元刷新周期为2ms，则刷新信号的周期为多少时间？

刷新用的行地址为几位？

（6分）

（2）若为该机配备2K×8位的Cache，每块8字节，采用2路组相联映像，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为3280H，则该地址可映像到Cache的哪一组？

（4分）

（3）若用4个8K×4位的SRAM芯片和2个4K×8位的SRAM芯片形成24K×8位的连续RAM存储区域，起始地址为0000H，假设SRAM芯片有CS#（片选，低电平有效）和WE#（写使能，低电平有效）信号控制端。

试画出SRAM与CPU的连接图，在图上标清楚地址译码连接，数据线、地址线、控制线连接。

（6分）

试卷B

一、单项选择题：

（每题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、下列数中最大的数是。

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

3、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

4、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

5、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1B、x1必须为1，x2x3x4任意

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

6、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

7、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是。

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

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、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→SPB、（MSP）→A，（SP）―1→SP

C、（SP―1）→SP，（MSP）→AD、（SP）+1→SP，（MSP）→A

10、下面尾数（1位符号位）的表示中，不是规格化的尾数的是。

A、010011101（原码）B、110011110（原码）

C、01011