计算机组成原理试题及答案4.docx

计算机组成原理试题及答案4.docx

《计算机组成原理试题及答案4.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成原理试题及答案4.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机组成原理试题及答案4

计算机组成原理考研试卷（四）

一、选择题（共20分，每题1分）

　　1.一条指令中包含的信息有______。

　　A.操作码、控制码;

　　B.操作码、向量地址;

　　C.操作码、地址码。

　　2.在各种异步通信方式中，______速度最快。

　　A.全互锁;

　　B.半互锁;

　　C.不互锁。

　　3.一个512KB的存储器，其地址线和数据线的总和是______。

　　A.17;

　　B.19;

　　C.27。

4.在下列因素中，与Cache的命中率无关的是______。

　　A.Cache块的大小;

　　B.Cache的容量;

　　C.主存的存取时间。

　　5.在计数器定时查询方式下，若计数从0开始，则______。

　　A.设备号小的优先级高;

　　B.每个设备使用总线的机会相等;

　　C.设备号大的优先级高。

　　6.Cache的地址映象中，若主存中的任一块均可映射到Cache内的任一块的位置上，称作______。

　　A.直接映象;

　　B.全相联映象;

C.组相联映象。

7.中断服务程序的最后一条指令是______。

　　A.转移指令;

　　B.出栈指令;

　　C.中断返回指令。

　　8.微指令操作控制字段的每一位代表一个控制信号，这种微程序的控制（编码）方式是______。

　　A.字段直接编码;

　　B.直接编码;

　　C.混合编码。

　　9.在取指令操作之后，程序计数器中存放的是______。

　　A.当前指令的地址;

　　B.程序中指令的数量;

　　C.下一条指令的地址。

10.以下叙述中______是正确的。

　　A.RISC机一定采用流水技术;

　　B.采用流水技术的机器一定是RISC机;

　　C.CISC机一定不采用流水技术。

　　11.在一地址格式的指令中，下列______是正确的。

　　A.仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提供;

　　B.可能有一个操作数，也可能有两个操作数;

　　C.一定有两个操作数，另一个是隐含的。

　　12.在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是______。

　　A.尾数的符号位与第一数位不同;

　　B.尾数的第一数位为1，数符任意;

　　C.尾数的符号位与第一数位相同;

　　D.阶符与数符不同。

13.I/O采用不统一编址时，进行输入输出操作的指令是______。

　　A.控制指令;

　　B.访存指令;

　　C.输入输出指令。

　　14.设机器字长为64位，存储容量为128MB，若按字编址，它的寻址范围是______。

　　A.16MB;

　　B.16M;

　　C.32M。

　　15.______寻址便于处理数组问题。

　　A.间接寻址;

　　B.变址寻址;

　　C.相对寻址。

16.超标量技术是______。

　　A.缩短原来流水线的处理器周期;

　　B.在每个时钟周期内同时并发多条指令;

　　C.把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令。

　　17.以下叙述中______是错误的。

　　A.取指令操作是控制器固有的功能，不需要在操作码控制下完成;

　　B.所有指令的取指令操作都是相同的;

　　C.在指令长度相同的情况下，所有指令的取指操作都是相同的。

　　18.I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是______。

　　A.CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作;

　　B.CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作;

　　C.CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作。

　19.设寄存器内容为11111111，若它等于+127，则为______。

　　A.原码;

　　B.补码;

　　C.反码;

　　D.移码。

　　20.设机器数采用补码形式（含l位符号位），若寄存器内容为9BH，则对应的十进制数为______。

　　A.-27;

　　B.-97;

　　C.-101;

　　D.155。

　　二、填空题（共20分，每空1分）

　　1.DMA的数据块传送可分为A______、B______和C______阶段。

　　2.设n=16（不包括符号位），机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需A______ns，补码Booth算法最多需B______ns。

　　3.设相对寻址的转移指令占2个字节，第一字节为操作码，第二字节是位移量（用补码表示），每当CPU从存储器取出一个字节时，即自动完成（pc）+1→pc。

设当前指令地址为3008H，要求转移到300FH，则该转移指令第二字节的内容应为A______。

若当前指令地址为300FH，要求转移到3004H，则该转移指令第二字节的内容为B______。

　4.设浮点数阶码为8位（含1位阶符），用移码表示，尾数为24位（含1位数符），用补码规格化表示，则对应其最大正数的机器数形式为A______，真值为B______（十进制表示）;对应其绝对值最小负数的机器数形式为C______，真值为D______（十进制表示）。

　　5.I/O的编址方式可分为A______和B______两大类，前者需有独立的I/O指令，后者可通过C______指令和设备交换信息。

　　6.动态RAM靠A______的原理存储信息，因此一般在B______时间内必须刷新一次，刷新与C______址有关，该地址由D______给出。

　　7.在微程序控制器中，一条机器指令对应一个A______，若某机有35条机器指令，通常可对应B______。

　　三、解释下列概念（共10分，每题2分）

　　1.CMAR

　　2.总线

　　3.指令流水

　　4.单重分组跳跃进位

　　5.寻址方式

四、计算题（6分）

　　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?

　　五、简答题（共20分）

　　1.CPU包括哪几个工作周期?

每个工作周期的作用是什么。

（4分）

　　2.什么是指令周期、机器周期和时钟周期?

三者有何关系?

（6分）

　　3.某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,L3,L4，现要求优先顺序改为L3,L2,L4,L1,L0，写出各中断源的屏蔽字。

（5分）

4.某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备56种操作。

操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、变址五种寻址方式。

（5分）

（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用;

（2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）;

　　（3）一次间址的寻址范围（十进制表示）;

　　（4）相对寻址的位移量（十进制表示）。

　　六、问答题（共15分）

　　1.按序写出完成一条加法指令ADDα（α为主存地址）两种控制器所发出的微操作命令及节拍安排。

（8分）

2.假设磁盘采用DMA方式与主机交换信息，其传输速率为2MB/s，而且DMA的预处理需1000个时钟周期，DMA完成传送后处理中断需500个时钟周期。

如果平均传输的数据长度为4KB，试问在硬盘工作时，50MHz的处理器需用多少时间比率进行DMA辅助操作（预处理和后处理）。

（7分）（输入输出4）

1500

　　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：

0～2047为系统程序区;2048～8191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。

一、选择题（共20分，每题1分）

　　1.C2.C3.C4.C5.A6.B7.C

　　8.B9.C10.A11.B12.B13.C14.B

　　15.B16.B17.B18.B19.D20.C

　　二、填空题（共20分，每空1分）

　　1.A.预处理B.数据传送C.后处理

　　2.A.3200B.3300

　　3.A.05HB.F3H

　　4.A.1,1111111;0.11……1（23个1）

　　B.

　　C.0,0000000;1.01……1（22个1）

　　D.

5.A.不统一编址B.统一编址C.访存

　　6.A.电容存储电荷B.2msC.行D.刷新地址计数器

　　7.A.微程序B.38个微程序。

　　三、名词解释（20分）

　　1.答：

CMAR控制存储器地址寄存器，用于存放微指令的地址，当采用增量计数器法形成后继微指令地址时，CMAR有计数功能。

　　2.答：

总线是连接多个部件（模块）的信息传输线，是各部件共享的传输介质。

　　3.答：

指令流水就是改变各条指令按顺序串行执行的规则，使机器在执行上一条指令的同时，取出下一条指令，即上一条指令的执行周期和下一条指令的取指周期同时进行。

　　4.答：

n位全加器分成若干小组，小组内的进位同时产生，小组与小组之间采用串行进位。

　　5.答：

是指确定本条指令的数据地址，以及下一条将要执行的指令地址的方法。

　　四、计算题（共5分）

　　答：

根据主频为8MHz，得时钟周期为1/8=0.125

，机器周期为0.125×2=0.25

，指令周期为0.25×2.5=0.625

。

（2分）

1）平均指令执行速度为1/0.625=1.6MIPS。

（1分）

（2）若机器主频不变，机器周期含4个时钟周期，每条指令平均含5个机器周期，则指令周期为0.125×4×5=2.5?

s，故平均指令执行速度为1/2.5=0.4MIPS。

（2分）

　　五、简答题（共20分）

　　1.（4分）答：

取指周期是为了取指令（1分）

　　间址周期是为了取有效地址（1分）

　　执行周期是为了取操作数（1分）

　　中断周期是为了保存程序断点（1分）

　　2.（6分）答：

指令周期是CPU取出并执行一条指令所需的全部时间，即完成一条指令的时间。

（1分）

　　机器周期是所有指令执行过程中的一个基准时间，通常以存取周期作为机器周期。

（1分）

　　时钟周期是机器主频的倒数，也可称为节拍，它是控制计算机操作的最小单位时间。

（1分）

　　一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的时钟周期数也可以不等。

（3分）

[1] [2] [

3.（5分）答：

（每写对一个屏蔽字1分）

　　设屏蔽位为“1”时表示对应的中断源被屏蔽，屏蔽字排列如下：

　　4.（5分）答：

（1）一地址指令格式为（1分）

　　OP操作码字段，共6位，可反映56种操作；M寻址方式特征字段，共3位，可反映5种寻址方式；A形式地址字段，共16–6–3=7位（1分）

（2）直接寻址的最大范围为

=128（1分）

　　（3）由于存储字长为16位，故一次间址的寻址范围为

=65536（1分）

（4）相对寻址的位移量为–64~+63（1分）

　　六、问答题（共15分）

　　1.（8分）组合逻辑控制器完成ADDα指令的微操作命令及节拍安排为：

取指周期（2分）

　　T0PC→MAR，1→R

　　T1M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC

T2MDR→IR，OP（IR）→ID

　　执行周期（2分）

　　T0Ad（IR）→MAR，1→R（即α→MAR）

　　T1M（MAR）→MDR

T2（ACC）+（MDR）→ACC

微程序控制器完成ADDα指令的微操作命令及节拍安排为：

　　取指周期（2分）

　　T0PC→MAR，1→R

　　T1Ad（CMDR）→CMAR

　　T2M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC

　　T3Ad（CMDR）→CMAR

　　T4MDR→IR

T5OP（IR）→微地址形成部件→CMAR

　　执行周期（2分）

　　T0Ad（IR）→MAR，1→R（即α→MAR）

　　T1M（MAR）→MDR

T2（ACC）+（MDR）→ACC

　　执行周期（2分）

　　T0Ad（IR）→MAR，1→R（即α→MAR）

　　T1Ad（CMDR）→CMAR

　　T2M（MAR）→MDR

　　T3Ad（CMDR）→CMAR

　　T4（ACC）+（MDR）→ACC

　　T5Ad（CMDR）→CMAR

　2.（7分）DMA传送过程包括预处理、数据传送和后处理三个阶段。

传送4KB的数据长度需4KB/2MB/s=0.002秒（2分）

　　如果磁盘不断进行传输，每秒所需DMA辅助操作的时钟周期数为（1000+500）/0.002=750000（2分）

　　故DMA辅助操作占用CPU的时间比率为[750000/（50× 

）]×100%=1.5%（3分）

　　七、设计题（10分）

（1）二进制地址码（2分）

（2）根据主存地址空间分配，0～2047为系统程序区，选用1片2K×8位ROM芯片（1分）

　　2048～8191为用户程序区，选用3片2K×8位RAM芯片（1分）

　　（3）存储器片选逻辑图（6分）