计算机组成原理模拟试题ABC卷.doc

《计算机组成原理》课程模拟试题A卷
一、 单项选择题
1. 计算机操作的最小单位时间是__A____。
A．时钟周期；
B．指令周期；
C．CPU 周期；
D．中断周期。
2. 一个16K×32 位的存储器，其地址线和数据线的总和是___B___ 。
A．48；
B．46；
C．36；
D．32．
3. 在单总线结构的CPU 中，连接在总线上的多个部件___B___。
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。
4. 存储字长是指__B____ 。
A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合个数；
B．存放在一个存储单元中的二进制代码位数；
C．存储单元的个数；
D．机器指令的位数。
5. 下列器件中存取速度最快的是 C 。
A．Cache；
B．主存；
C．寄存器；
D．辅存。
6. 主存和CPU 之间增加高速缓冲存储器的目的是____A__ 。
A．解决CPU 和主存之间的速度匹配问题；
B．扩大主存容量；
C．既扩大主存容量，又提高了存取速度；
D．扩大辅存容量。
7. 下述说法中__C____是正确的。
A．半导体RAM 信息可读可写，且断电后仍能保存信息；
B．半导体RAM 属于易失性存储器，但静态RAM 中的存储信息是不易失的；
C．半导体RAM属于易失性存储器，其中静态RAM 只有在不掉电时，所存储的信息是不易失的；
D. 半导体ROM虽然是只读存储器，但断电后信息仍会丢失。
8. DMA 方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是___C___。
A．实现数据传送；
B．向CPU 提出总线使用权；
C．数据传输结束时向CPU发送中断请求；
D．实现周期挪用。
9. 在中断周期中，将允许中断触发器置“0”的操作由___A___完成。
A．硬件；
B．关中断指令；
C．开中断指令；
D．软件
10. 计算机中表示地址时，采用___D___。
A．原码；
B．补码；
C．反码；
D．无符号数。
11. 运算器由许多部件组成，其核心部分是___B___ 。
A．数据总线；
B．算术逻辑运算单元；
C．累加寄存器；
D．多路开关。
12. 当定点运算发生溢出时，应该执行以下操作___C___。
A．向左规格化；
B．向右规格化；
C．发出出错信息；
D．舍入处理。
13. 某计算机字长是16 位，存储容量是1MB，按字编址，它的寻址范围是__A___。
A．512K；
B．1M；
C．512KB；
D．1MB。
14. 直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度，由快至慢的排序是___C__ 。
A．直接、立即、间接；
B．直接、间接、立即；
C．立即、直接、间接；
D．立即、间接、直接。
15. 以下叙述中错误的是___B___ 。
A．指令周期的第一个操作是取指令；
B．为了进行取指令操作，控制器需要预先得到相应的指令；
C．取指令操作是控制器自动进行的；
D．指令第一字节含操作码。
16. 在二地址指令中 C 是正确的。
A．指令的地址码字段存放的一定是操作数；
B．指令的地址码字段存放的一定是操作数地址；
C．运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中；
D．指令的地址码字段存放的一定是操作码。
17. DMA 访问主存时，让CPU 处于等待状态，等DMA 的一批数据访问结束后， CPU 再恢复工作，这种情况称作____A__。
A．停止CPU 访问主存；
B．周期挪用；
C．DMA 与CPU 交替访问；
D．DMA。
18. 在CPU 的寄存器中，__B____对用户是完全透明的。
A．程序计数器；
B．指令寄存器；
C．状态寄存器；
D．通用寄存器。
19. 以下叙述___C___是正确的。
A．外部设备一旦发出中断请求，便立即得到CPU 的响应；
B．外部设备一旦发出中断请求，CPU 应立即响应；
C．中断方式一般用于处理随机出现的服务请求；
D．程序查询用于键盘中断。
20. 微程序放在___B___ 中。
A．存储器控制器；
B．控制存储器；
C．主存储器；
D．Cache。

二、计算题
1、设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出真值-13/64对应的原码、反码和补码形式；
解：首先写出真值-13/64的二进制代码形式：即-13/64= -0.0011010
1）该真值对应的原码：1.0011010
2）由原码求出对应的反码：1.1100101
3）由原码求出对应的补码：1.1100110。
2、已知X = -0.10101，Y = +0.11011，
1）求[X+Y]补和[X-Y]补， 采用双符号位方案判别运算结果是否溢出。
解：
采用双符号位方案，[X] 补=11.01011，[Y] 补=00.11011，[-Y] 补=11.00101
则：[X+Y]补=[X] 补+[Y] 补=11.01011+00.11011=00.00110，运算结果的两个符号位相同，无溢出。
[X-Y]补=[X] 补+[-Y] 补=11.01011+11.00101=10.10000，运算结果的两个符号位不相同，溢出。
2）计算[X×Y]原=？写出详细计算步骤。
设寄存器A=00.00000（初始部分积）
B=|X|=00.10101（存放被乘数）, C=|Y|=.11011（存放乘数）
步数 条件 操作 A C Cn ←判断位
00.00000 .11011
第1步 Cn =1 +B +00.10101
00.10101
→ 00.01010 1.1101
第2步 Cn =1 +B +00.10101
00.11111
→ 00.01111 11.110
第3步 Cn =0 +0 +00.00000
00.01111
→ 00.00111 111.11
第4步 Cn =1 +B +00.10101
00.11100
→ 00.01110 0111.1
第5步 Cn =1 +B +00.10101
01.00011
→ 00.10001 10111
加符号位SX SY=1，得原码乘法的乘积为[X×Y]原=1.1000110111
3、已知X=2–011×0.101100，Y=2–010×（–0.100100）
用浮点规格化补码加法求[X+Y]补 （阶码、尾数均用补码表示），要求写出计算步骤。
解：
[X]补=1,101，00.101100 [Y]补=1,110，11.011100 浮点补码格式
1）判零，对阶，X尾右移 阶码加1，[X]补=1,110，00.010110。対阶后尾数求和，[X+Y]补=1,110， 11.110010。
2）尾数规格化 [X+Y]尾 左移 2位， 阶码减2，得最后结果：
[X+Y]补=1,100，11.001000，即X+Y=2–100×( - 0.111000)

三、简答题
1、中断响应的条件是什么？中断响应主要完成哪些操作？
参考答案：CPU响应中断的条件如下：
1）有中断请求；
2）CPU允许中断，即中断允许状态IF=1（或EINT=1）；
3）一条指令执行结束。
中断响应主要完成的操作包括：
1）保护程序的断点；
2）关中断；
3）转中断服务程序入口。
上述操作，在中断周期中，由硬件（中断隐指令）完成。
2、简要说明动态RAM的各种刷新方式及其特点。
参考答案：动态RAM的刷新方式有集中式刷新、分散式刷新、异步式刷新和透明式刷新等四种方式。
集中式刷新的特点：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新。其缺点是进行刷新时必须停止读、写操作。这对主机而言是个“死区”
分散式刷新的特点：刷新工作安排在系统的存取周期内进行，对主机而言不再有“死区”。但该方式加长了系统的存取周期，存在无谓刷新，降低了整机运行效率。因此，分散方式刷新不适用于高速存储器。
异步式刷新的特点：结合了上述两种方式的优点，充分利用了最大刷新间隔。相对于分散式刷新而言，它减少了刷新次数；相对于集中方式来说，主机的“死区”又缩短很多。因此，这种方式使用得比较多。
透明式刷新的特点：该方式不占用CPU时间，对CPU而言是透明的操作；但控制线路复杂。
3、比较组合逻辑控制方式和微程序控制方式的优缺点。
参考答案：
1）组合逻辑控制器的优点是运行速度快，缺点是设计与实现复杂，调试或修改困难，但随着EDA工具的成熟，该缺点已得到很大缓解。
2）微程序的控制器的优点是结构规整，设计效率高，易于修改，适用于实现系列计算机产品的控制器，缺点是运行速度慢。 

四、分析设计题
1、采用4K×8 的RAM芯片，构成8K×16的存储器。
1）画出存储器的逻辑框图，图中标明信号线的种类、方向、条数。
2）用十六进制写出该存储器占用的地址空间。

2、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，PC具有自动加1功能。此外，还有B、C、E、F、H、L等6个寄存器，它们各自的输入端和输出端都与内部总线Bus相连，并分别受控制信号控制。对于指令ADD B，C（指令功能：（B）+（C）→B，二者均为寄存器直接寻址方式），要求写出完成该指令所需要的全部微操作及节拍安排（要求：从取指令开始）

《计算机组成原理》课程模拟试题B卷

一、单项选择题
1．CPU 响应中断的时间是___C____。
A．中断源提出请求 B．指令的取指周期结束
C．指令的执行周期结束 D．指令的间址周期结束
2. 在运算器中不包含___D____。
A．状态寄存器 B．内部数据总线
C．ALU D．地址寄存器
3. 总线中地址线的作用是___C____。
A．只用于选择存储器单元；
B．由设备向主机提供地址；
C．用于选择指定存储器单元和I/O 设备接口电路的地址；
D．即传送地址又传送数据。
4．存取周期是指__B_____。
A．存储器的写入时间；
B．存储器进行连续写操作允许的最短间隔时间；
C．存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间；
D．指令执行时间。
5．存放欲执行指令的寄存器是___D____。
A．MAR；
B．PC；
C．MDR；
D．IR。
6．计算机中表示地址时，采用___D____。
A．原码；
B．补码；
C．反码；
D．无符号数。
7．采用变址寻址可扩大寻址范围，且___C____。
A．变址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中不可变；
B．变址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程中可变；
C．变址寄存器内容由用户确定，在程序执行过程中可变；
D．变址寄存器内容由操作系统确定，在程序执行过程不中可变.
8．一个512KB 的存储器，其地址线和数据线的总和是____C___。
A．17；
B．19；
C．27；
D．29。
9．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 ___B___。
A．16MB；
B．16M；
C．32M；
D．32MB。
10．在浮点机中，判断补码规格化形式的原则是___C____。
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。
11．I/O 与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是___C____。
A．CPU 与设备串行工作，数据传送与主程序串行工作；
B．CPU 与设备串行工作，数据传送与主程序并行工作；
C．CPU 与设备并行工作，数据传送与主程序串行工作；
D．CPU 与设备并行工作，数据传送与主程序并行工作。
12．设寄存器内容为11111111，若它等于-127，则为___B____。
A．原码；
B．补码；
C．反码；
D．移码。
13．在程序的执行过程中，Cache 与主存的地址映象是由 ___D____。
A．程序员调度的；
B．操作系统管理的；
C．由程序员和操作系统共同协调完成的；
D．硬件自动完成的。
14．I/O 采用统一编址时，进行输入输出操作的指令是____C___。
A．控制指令；
B．访存指令；
C．输入输出指令；
D．程序指令。
15．在二地址指令中_______是正确的。
A．指令的地址码字段存放的一定是操作数；
B．指令的地址码字段存放的一定是操作数地址；
C．运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中；
D．指令的地址码字段存放的一定是操作码。
16．总线的异步通信方式___A____。
A．不采用时钟信号，只采用握手信号；
B．既采用时钟信号，又采用握手信号；
C．既不采用时钟信号，又不采用握手信号；
D．采用时钟信号，不采用握手信号。
17．CPU 不包括___C____。
A．地址寄存器；
B．指令寄存器IR；
C．地址译码器；
D．通用寄存器。
18．当定点运算发生溢出时，应该执行以下操作____C___。
A．向左规格化；
B．向右规格化；
C．发出出错信息；
D．舍入处理。
19．在中断周期中，由____D___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。
20．下述说法中___B____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。

二、计算题
已知x = -0.1011，y = +0.1101，机器数的符号位采用双符号位表示。
求 1．[X ]原=？ [Y]原=？
2．[X ]补=？ [Y]补=？
3．[X+Y]补 =？ [X-Y]补 =？ 并分别讨论其溢出情况。
参考答案：
1．[X ]原=11. 1011 [Y]原=00.1101
2．[X ]补=11.0101 [Y]补=00.1101
3．[X+Y]补 =[X ]补 +[Y]补= 11.0101+00.1101=00.0010 结果的两个符号位相同，无溢出。
[X-Y]补 =[X ]补 +[-Y]补= 11.0101+11.0011=10.1000结果的两个符号位不相同，为10，产生下溢。

三、简答题
1、I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。
参考答案：
I/O设备与主机交换信息时，共有5种控制方式：程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、I/O通道方式和I/O处理机方式。其中前3种方式是基本的且广泛应用的控制方式。
程序查询方式的特点：控制简单，硬件开销小；CPU与外设是串行工作的，系统效率低。适用于CPU不太忙且传送速度要求不太高的场合。
程序中断方式的特点：CPU和外设可并行工作，提高了CPU的效率，不仅适于主机和外设之间的数据交换，还特别适于对外界随机事件的处理。适用于CPU较忙，传送速度不太高的系统中，尤其适合实时控制及紧急事件的处理。
DMA方式的特点：完全由硬件（DMA控制器）负责完成信息交换，信息传递从以CPU为中心，转为以内存为中心，CPU和外设可并行工作，对高速大批量数据传送特别有用。但缺点是只能进行简单数据交换，电路结构复杂，硬件开销大。
2、说明微程序控制器的基本工作原理。
参考答案：
1）将控制器所需要的微操作命令，以微代码的形式编成微指令，存在专门的控制存储器中；
2）CPU执行机器指令时，从控制存储器中取出微指令；
3）对微指令中的操作控制字段进行解释，即产生执行机器指令所需的微操作命令序列。
3、试比较静态RAM和动态RAM的特点。
参考答案：
1）静态RAM的特点：依靠双稳态触发器保存信息，不断电信息不丢失；功耗较大，集成度较低，速度快，每位价格高，适合于作Cache或存取速度要求较高的小容量主存。
2）动态RAM的特点：依靠电容存储电荷来保存信息，需刷新电路进行动态刷新；功耗较小，集成度高，每位价格较低，适合于作大容量主存。

四、分析设计题
1、采用1K×4 的RAM芯片，构成4K×8的存储器。
1）画出存储器的逻辑框图，图中标明信号线的种类、方向、条数
2）用十六进制写出该存储器占用的地址空间。
2、单总线结构主机框图如下，存储器按字编址。指令格式为:
ADD R0 ,（R3）；
源操作数R3为寄存器间接寻址，目的操作数R0为寄存器直接寻址。操作形式为：((R0)+((R3))→R0)。写出该指令的执行流程(从取指令开始)。
Bus

《计算机组成原理》课程模拟试题C卷
一、单项选择题
1. 冯·诺伊曼机的基本特征是___B___。
A．采用十进制表示数据和指令；
B．预先存储程序；
C．堆栈操作；
D．存储器按内容选择地址。
2. 下列描述中___B___是正确的。
A．控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果；
B．一台计算机包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大 组成成部分；
C．所有的数据运算都在CPU 的控制器中完成；
D．以上答案都正确。
3. ____C__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。
4. 总线的异步通信方式___A___。
A．不采用时钟信号，只采用握手信号；
B．既采用时钟信号，又采用握手信号；
C．既不采用时钟信号，又不采用握手信号；
D．既采用时钟信号，又采用握手信号。
5. 存放欲执行指令的寄存器是___D __ 。
A．MAR；
B．PC；
C．MDR；
D．IR。
6. 一个16K×32 位的存储器，其地址线和数据线的总和是___B___ 。
A．48；
B．46；
C．36；
D．32。
7. 常用的虚拟存储器寻址系统由__A____两级存储器组成。
A．主存－辅存；
B．Cache－主存；
C．Cache－辅存；
D．主存—硬盘。
8. DMA 接口____B__ 。
A．可以用于主存与主存之间的数据交换；
B．内有中断机制；
C．内有中断机制，可以处理异常情况；
D．内无中断机制
9. 主机与设备传送数据时，采用____C__，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。
10. 微程序放在___B___ 中。
A．存储器控制器；
B．控制存储器；
C．主存储器；
D．Cache。
11. 计算机中有关ALU 的描述，__D____是正确的。
A．只做算术运算，不做逻辑运算；
B．只做加法；
C．能存放运算结果；
D．以上答案都不对。
12. 设寄存器内容为80H，若它对应的真值是–127，则该机器数是 B 。
A．原码；
B．补码；
C．反码；
D．移码。
13. 浮点数的表示范围和精度取决于__C____。
A．阶码的位数和尾数的机器数形式；
B．阶码的机器数形式和尾数的位数；
C．阶码的位数和尾数的位数；
D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。
14. 由于CPU 内部操作的速度较快，而CPU 访问一次存储器的时间较长，因此机器周期通常由一个____A__来确定。
A．指令周期；
B．存取周期；
C．间址周期；
D．执行周期。
15. 用以指定待执行指令所在地址的是____C__。
A．指令寄存器；
B．数据计数器；
C．程序计数器；
D．累加器。
16. 一条指令中包含的信息有 C 。
A．操作码、控制码；
B．操作码、向量地址；
C．操作码、地址码；
D. 操作码、条件码。
17. 存取周期是指____C__ 。
A．存储器的写入时间；
B．存储器进行连续写操作允许的最短间隔时间；
C．存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间；
D．指令执行时间。。
18. 变址寻址方式中，操作数的有效地址是___ C___ 。
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．寄存器内容加上形式地址。。
19. 中断向量可提供__C____ 。
A．被选中设备的地址；
B．传送数据的起始地址；
C．中断服务程序入口地址；
D．主程序的断点地址。
20. 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___ B___。
A．字段直接编码；
B．直接编码；
C．混合编码；
D．字段间接编码。

二、计算题
1、将十进制数(60.25)10 转换成二进制数、八进制数和十六进制数。
2、已知x = 0.1011,y = -0.1101，符号用双符号位表示。求 [X+Y]补 =？ [X-Y]补 =？ 并分别讨论其溢出情况。
参考答案：
1．(60.25)10=(111100.01)2=(74.2)8=(3C.4)16
2．[X ]补=00.1011 [Y]补=11.0011
[X+Y]补 =[X ]补 +[Y]补= 00.1011+11.0011=11.1110 结果的两个符号位相同，无溢出。
[X-Y]补 =[X ]补 +[-Y]补= 00.1011+00.1101=01.1000结果的两个符号位不相同，为01，产生下溢。

三、简答题
1、以硬盘读写为例，说明在主机和外设之间进行数据传送，为什么需要采用DMA方式？
参考答案：
一些高速外设，如硬盘、光盘等I/O设备，经常需要和主存进行大批量的数据交换；若采用程序查询方式或程序中断方式来完成，即通过CPU执行程序来完成数据交换，速度较慢，极可能造成数据的丢失，因而不能满足批量数据的高速传递需求。因此，需要借助于硬件，比如DMA控制器来实现主存和高速外设之间的直接数据传送。
2、计算机中设置Cache的作用是什么？能否扩大Cache的容量并取代主存，为什么？
参考答案：
1）计算机中设置Cache主要是为了解决CPU和主存速度不匹配的问题，在存储系统中对CPU访存起加速作用。Cache和主存构成了Cache-主存存储层次，从CPU的角度看，该层次的速度接近于Cache，而容量和每位价格却接近于主存。这就解决了存储器的高速度和低成本之间的矛盾；
2） 不能把Cache的容量扩大到最后取代主存，主要是因为Cache通常由价格昂贵的双极型半导体器件构成，其每位价格远远高于普通的MOS型半导体器件构成的主存。若将其容量扩充到主存的容量，整个存储系统的成本会大幅度上升，因此不能取代主存。
3、CPU中设有哪些寄存器？各寄存器的位数由何因素确定？
参考答案：
1）CPU中的寄存器主要包括通用寄存器，程序计数器PC，指令寄存器IR，存储器地址寄存器MAR，存储器数据寄存器MBR和状态标志寄存器等。
2）PC和MAR的位数取决于要访问的地址空间的大小。IR的位数取决于指令字长。通用寄存器及存储器数据寄存器MBR的位数取决于操作数（或操作数地址）的基本字长。

四、分析设计题
1、采用2K×4 的Intel 2114 RAM芯片，构成8K×8的存储器。
1）画出存储器的逻辑框图，图中标明信号线的种类、方向、条数。
2）用十六进制写出该存储器占用的地址空间。

2、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，PC具有自动加1功能。此外，还有B、C、E、F、H、L等6个寄存器，它们各自的输入端和输出端都与内部总线Bus相连，并分别受控制信号控制。对于指令SUB E，@H（指令功能：(E)-((H)) →E，源操作数为寄存器间接寻址），要求写出完成该指令所需要的全部微操作及节拍安排（要求：从取指令开始）