计算机组成原理期末考试试题及答案-(2).doc

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,它得操作数来自＿___C_＿。
A、立即数与栈顶;
ﻩB。暂存器;
ﻩﻩC.栈顶与次栈顶;
ﻩ Ｄ.累加
2。＿__Ｃ＿__可区分存储单元中存放得就是指令还就是数据。
A.存储器;
B.运算器;
C.控制器;
D。用户。
3.所谓三总线结构得计算机就是指＿Ｂ_＿_＿_。
A.地址线、数据线与控制线三组传输线、
B。I/O总线、主存总统与DMＡ总线三组传输线;
C。I／O总线、主存总线与系统总线三组传输线;
Ｄ。设备总线、主存总线与控制总线三组传输线.。
４。某计算机字长就是３2位,它得存储容量就是2５６KB,按字编址,它得寻址范围就是___＿_B_、
A。１2８K;
B.64K;
C.64ＫB;
D、１２8KＢ、
5、主机与设备传送数据时,采用_＿_A_＿_,主机与设备就是串行工作得。
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＿_＿B___种说法就是正确得。、
A。原码与反码不能表示 —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,且三种机器数得表示范围相同;
D、三种机器数均不可表示 —1、
7.变址寻址方式中,操作数得有效地址就是＿__C__＿。
A.基址寄存器内容加上形式地址(位移量);
ﻩﻩB.程序计数器内容加上形式地址;
ﻩC。变址寄存器内容加上形式地址;
ﻩD、以上都不对。
8.向量中断就是___C___。
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。
9.一个节拍信号得宽度就是指_____C＿。
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中得控制器就是＿__＿Ａ__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、隐指令就是指___D___。
A.操作数隐含在操作码中得指令;
Ｂ.在一个机器周期里完成全部操作得指令;
Ｃ.指令系统中已有得指令;
ﻩD.指令系统中没有得指令、
12。当用一个１6位得二进制数表示浮点数时,下列方案中第＿_＿_Ｂ＿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__B＿＿__、
A、既然能用于高速外围设备得信息传送,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__＿＿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、
1５.在单总线结构得CPＵ中,连接在总线上得多个部件_＿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。
1６.三种集中式总线控制中,___A_＿_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位得存储器,其地址线与数据线得总与就是__D__＿＿。
Ａ.48;
B、4６;
C.17;
Ｄ.22.
1８.在间址周期中,__C＿＿__、
A。所有指令得间址操作都就是相同得;
B。凡就是存储器间接寻址得指令,它们得操作都就是相同得;
C.对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址得指令,它们得操作就是不同得;
D、以上都不对。
1９、下述说法中___＿B＿_就是正确得。
Ａ.ＥPＲOM就是可改写得,因而也就是随机存储器得一种;
B.EPRＯM就是可改写得,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就是可改写得,但它能用作为随机存储器用。
20.打印机得分类方法很多,若按能否打印汉字来区分,可分为_C_____、
Ａ.并行式打印机与串行式打印机;
B。击打式打印机与非击打式打印机;
C、点阵式打印机与活字式打印机;
D.激光打印机与喷墨打印机。
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得十进制真值范围就是:最大正数为 212７(１-2-23) 　,最小正数为 　　　 2-129 　 ,最大负数为 2-12８(—2－1-2－23) ,最小负数为 　 　 　 　-2127 　 。
2.指令寻址得基本方式有两种,一种就是 　 顺序　 　寻址方式,其指令地址由 　程序计数器　 　给出,另一种就是　 跳跃 寻址方式,其指令地址由　 　指令本身 　 给出。
3。在一个有四个过程段得浮点加法器流水线中,假设四个过程段得时间分别就是T1 = 60ｎs﹑T2　=　５0ns﹑T３ = ９０ns﹑T４ = 80nｓ。则加法器流水线得时钟周期至少为 ９0ns 、如果采用同样得逻辑电路,但不就是流水线方式,则浮点加法所需得时间为280ns 　。
4.一个浮点数,当其尾数右移时,欲使其值不变,阶码必须 增加 。尾数右移1位,阶码　加1 。
５.存储器由m(m＝1,2,４,8…)个模块组成,每个模块有自己得 　　地址 与
　 数据 寄存器,若存储器采用 　 模m 　 　编址,存储器带宽可增加到原来得　 　m 　 　 倍、
6.按序写出多重中断得中断服务程序包括 保护现场 、 　 开中断 　、 设备服务｜。。 　 恢复现场 　 与中断返回几部分。
1。Ａ.A.2１27(１－2—23) B、2—129ﻩC、2—1２8(－2-1-2-23) 　 D.-２127
三、名词解释(共１０分,每题２分)
1。微操作命令与微操作
　 答:微操作命令就是控制完成微操作得命令;微操作就是由微操作命令控制实现得最基本操作、
2、快速缓冲存储器
　 答:快速缓冲存储器就是为了提高访存速度,在CPU与主存之间增设得高速存储器,它对用户就是透明得。只要将CPU最近期需用得信息从主存调入缓存,这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存得目得,从而提高了访存速度、
3。基址寻址
答:基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器得内容。　
４、流水线中得多发技术
　 答:为了提高流水线得性能,设法在一个时钟周期(机器主频得倒数)内产生更多条指令得结果,这就就是流水线中得多发技术。
5.指令字长 　 　　　　
答:指令字长就是指机器指令中二进制代码得总位数、
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［ＡB］补,并还原成真值、
计算题 答:［A+B］补＝1。10１111０, A+B=(－1７/6４)
[A－B］补=１。1０00１10, A-Ｂ=(3５／64)
五、简答题(共２0分)
1、异步通信与同步通信得主要区别就是什么,说明通信双方如何联络。(４分)
同步通信与异步通信得主要区别就是前者有公共时钟,总线上得所有设备按统一得时序,统一得传输周期进行信息传输,通信双方按约定好得时序联络。后者没有公共时钟,没有固定得传输周期,采用应答方式通信,具体得联络方式有不互锁、半互锁与全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系;半互锁方式通信双方有简单得制约关系;全互锁方式通信双方有完全得制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。
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)
答:外围设备要通过接口与CPU相连得原因主要有:
(1)一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号(地址),通过接口可实现对设备得选择。
　 　　(2)I／O设备种类繁多,速度不一,与 CＰＵ速度相差可能很大,通过接口可实现数据缓冲,达到速度匹配、
　 (３)I/O设备可能串行传送数据,而CPU一般并行传送,通过接口可实现数据串并格式转换。
(４)I／Ｏ设备得入／出电平可能与CPU得入/出电平不同,通过接口可实现电平转换、
(５)ＣPU启动I／O设备工作,要向外设发各种控制信号,通过接口可传送控制命令。
　 (6)I/Ｏ设备需将其工作状况(“忙"、“就绪”、“错误"、“中断请求"等)及时报告ＣPU,通过接口可监视设备得工作状态,并保存状态信息,供CPＵ查询。
　 可见归纳起来,接口应具有选址得功能、传送命令得功能、反映设备状态得功能以及传送数据得功能(包括缓冲、数据格式及电平得转换)。
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就是写控制标志,R就是读控制标志,Ｒ1与R２就是暂存器。(8分)

(１)假设要求在取指周期由ＡＬＵ完成(PC)+1→PＣ得操作(即ALＵ可以对它得一个源操作数完成加1得运算)。要求以最少得节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排。
答:由于(ＰC)＋1→PC需由ALＵ完成,因此ＰC得值可作为ALU得一个源操作数,靠控制AＬU做+1运算得到(PC)+1,结果送至与ALU输出端相连得R２,然后再送至PC、
此题得关键就是要考虑总线冲突得问题,故取指周期得微操作命令及节拍安排如下:
Ｔ０ 　PＣ→MＡR,１→R
Ｔ1 M(ＭＡR)→MＤR,(PＣ)+１→Ｒ2
T2 MDR→ＩR,OP(ＩR)→微操作命令形成部件
T3 Ｒ2→PＣ
(2)写出指令ADＤ　 ＃ α(#为立即寻址特征,隐含得操作数在ＡＣＣ中)在执行阶段所需得微操作命令及节拍安排。
答:立即寻址得加法指令执行周期得微操作命令及节拍安排如下:
T0 Ad(ＩR)→R1 ;立即数→R１
T1 (R１)+(ＡCＣ)→R2 ;ＡCC通过总线送ALＵ
T2 R2→ACC　　　 　　 ;结果→ACC
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工作过程得流程图(不包括预处理与后处理)
答:DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构与DMA控制逻辑等组成。在数据交换过程中,DＭＡ接口得功能有:(1)向CPＵ提出总线请求信号;(2)当CPU发出总线响应信号后,接管对总线得控制;(３)向存储器发地址信号(并能自动修改地址指针);(4)向存储器发读/写等控制信号,进行数据传送;(５)修改字计数器,并根据传送字数,判断DMA传送就是否结束;(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与存储器得连接图,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,相邻得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)指出选用得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。
答:(1)主存地址空间分配。(2分)
　 Ａ15 　 … 　A11 　 … A7　 　 … …　　 A0
最大4K 2K×８位ＲOM　 ２片
相邻4K 4K×４位RＡM ２片
最小16K 8K×８位RＡM 2片
(2)合理选用上述存储芯片,说明各选几片？
2)根据主存地址空间分配
最大4Ｋ地址空间为系统程序区,选用2片２K×8位ＲOM芯片;(１分)
相邻得４Ｋ地址空间为系统程序工作区,选用２片4K×4位RAM芯片;(1分)
最小１6Ｋ地址空间为用户程序区,选用2片８K×８位ＲＡＭ芯片。(1分)
(3)详细画出存储芯片得片选逻辑图。

答案:
一、选择题(共20分,每题1分)
1.C　 ﻩ2.C 　　 ３.B 4.Ｂ ﻩ5、A ﻩ6.B 7.C
8.Cﻩ９。Cﻩ１０。Aﻩ11。D 12。Bﻩ1３.B 1４、D
15.B 16、A １7。D 18.Cﻩ19.Bﻩ2０、C
二、填空(共20分,每空1分)
1.Ａ。A、212７(1－2－２3) B、２—129 C.２-128(—２—1—2－2３)ﻩ 　　 D。—2１27
2、Ａ。 顺序 　　ﻩB、程序计数器 Ｃ。跳跃ﻩ　 　 D、 指令本身
３。A、90ｎsﻩB.280ｎs
4.A、A.增加ﻩＢ。加1
5、A.地址ﻩＢ.数据ﻩC、模ｍ Ｄ.m
6。A.保护现场 B、开中断 C.设备服务 D。恢复现场
三、名词解释(共10分,每题2分)
１。微操作命令与微操作
答:微操作命令就是控制完成微操作得命令;微操作就是由微操作命令控制实现得最基本操作。
2。快速缓冲存储器
答:快速缓冲存储器就是为了提高访存速度,在ＣPU与主存之间增设得高速存储器,它对用户就是透明得、只要将CＰＵ最近期需用得信息从主存调入缓存,这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存得目得,从而提高了访存速度。
3.基址寻址
答:基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器得内容。
4.流水线中得多发技术
答:为了提高流水线得性能,设法在一个时钟周期(机器主频得倒数)内产生更多条指令得结果,这就就是流水线中得多发技术。
5.指令字长
答:指令字长就是指机器指令中二进制代码得总位数。
四、(共5分)
计算题 答:［Ａ+B］补=1.１0１1110,ﻩA＋B＝(－17／６４)
［A－B]补=1.1０00110, Ａ-B=(３５/６4)
五、简答题(共20分)
1。(4分)答:
同步通信与异步通信得主要区别就是前者有公共时钟,总线上得所有设备按统一得时序,统一得传输周期进行信息传输,通信双方按约定好得时序联络。后者没有公共时钟,没有固定得传输周期,采用应答方式通信,具体得联络方式有不互锁、半互锁与全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系;半互锁方式通信双方有简单得制约关系;全互锁方式通信双方有完全得制约关系、其中全互锁通信可靠性最高。
2.(6分,每写出一种给1分,最多６分)
答:外围设备要通过接口与CＰＵ相连得原因主要有:
(１)一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号(地址),通过接口可实现对设备得选择。
(２)I／Ｏ设备种类繁多,速度不一,与 CＰU速度相差可能很大,通过接口可实现数据缓冲,达到速度匹配。
　 　(3)I／O设备可能串行传送数据,而CPＵ一般并行传送,通过接口可实现数据串并格式转换、
　 　 (4)I/O设备得入/出电平可能与ＣPＵ得入/出电平不同,通过接口可实现电平转换。
(5)CPU启动I／O设备工作,要向外设发各种控制信号,通过接口可传送控制命令。
(６)I/O设备需将其工作状况(“忙"、“就绪”、“错误”、“中断请求"等)及时报告CPＵ,通过接口可监视设备得工作状态,并保存状态信息,供CPU查询、
可见归纳起来,接口应具有选址得功能、传送命令得功能、反映设备状态得功能以及传送数据得功能(包括缓冲、数据格式及电平得转换)、
4、(5分)答:
（1） 根据IR与MＤR均为1６位,且采用单字长指令,得出指令字长１6位、根据105种操作,取操作码7位。因允许直接寻址与间接寻址,且有变址寄存器与基址寄存器,因此取2位寻址特征,能反映四种寻址方式、最后得指令格式为:
7
2
7
OP
Ｍ
AＤ
其中 ＯＰ　操作码,可完成1０5种操作;
M　寻址特征,可反映四种寻址方式;
AＤ形式地址。
这种格式指令可直接寻址27 = １28,一次间址得寻址范围就是２1６ = 6５536。
（2） 双字长指令格式如下:
7
2
7
ＯP
Ｍ
AＤ1
AＤ２
其中 OP、Ｍ得含义同上;
AＤ1∥AD２为23位形式地址、
这种格式指令可直接寻址得范围为２23 = 8Ｍ。
（3） 容量为8MB得存储器,ＭＤR为16位,即对应4M×16位得存储器、可采用双字长指令,直接访问4M存储空间,此时ＭＡＲ取２２位;也可采用单字长指令,但RＸ与RB取２2位,用变址或基址寻址访问4M存储空间。
六、 (共15分)问答题
１。(8分)答:
(1)由于(PＣ)+1→PC需由ALU完成,因此PＣ得值可作为ALU得一个源操作数,靠控制ＡLU做+1运算得到(ＰC)+1,结果送至与ＡLU输出端相连得R2,然后再送至PＣ、
此题得关键就是要考虑总线冲突得问题,故取指周期得微操作命令及节拍安排如下:
T0 PC→MAR,1→R
T１ M(MＡR)→ＭDR,(PC)+１→R2
T２　 MDR→IR,ＯP(IR)→微操作命令形成部件
T3　　R2→PC
(2)立即寻址得加法指令执行周期得微操作命令及节拍安排如下:
T0 Ａd(ＩR)→R1 　;立即数→Ｒ１
T１ (R１)+(ACC)→R2　;AＣC通过总线送ALU
T2　 R2→ACC 　 ;结果→ACC
2.(7分)答:ＤMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构与DMＡ控制逻辑等组成。在数据交换过程中,DMA接口得功能有:(１)向CPU提出总线请求信号;(2)当CPU发出总线响应信号后,接管对总线得控制;(3)向存储器发地址信号(并能自动修改地址指针);(４)向存储器发读/写等控制信号,进行数据传送;(5)修改字计数器,并根据传送字数,判断DMA传送就是否结束;(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(共1０分)
答:
(1)主存地址空间分配。(2分)
　Ａ１５ …　　A１1 … 　A7 … … A0
最大4K　　2K×8位ROＭ ２片
相邻4K　　4K×4位RＡＭ 2片
最小16K 8K×8位RAＭ 2片(2)根据主存地址空间分配
最大4K地址空间为系统程序区,选用２片2K×8位ＲOM芯片;(1分)
相邻得4K地址空间为系统程序工作区,选用2片4K×4位RAＭ芯片;(1分)
最小16Ｋ地址空间为用户程序区,选用２片8K×８位RAM芯片、(1分)
(３)存储芯片得片选逻辑图(5分)