计算机组成原理考试复习题.doc

一、单项选择题（每小题2分，共20分）
1、现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织，在下面的总线结构运算器中，单总线结构的操作速度最慢，而（ ）的操作速度最快。
A．双总线结构 B．多总线结构 C．单总线结构 D．三总线结构
2、微型计算机的分类通常以微处理器的（ ）来划分。
A．芯片名 B．寄存器数目 C．字长 D．规格
3、目前的计算机中，代码形式是（ ）。
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。
4、完整的计算机系统应包括（ ）。
A．运算器 存储器 控制器
B．外部设备和主机
C．主机和应用程序
D．配套的硬件设备和软件系统
5、下列数中最大的是（ ）。
A．（10010101）2 = 149
B．（227）8 =151
C．（96）16 =150
D．（143）10
6、在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由（ ）完成地址映射。
A．程序员
B．编译器
C．装入程序
D．操作系统
7、由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期通常用（ ）来规定。
A．主存中读取一个指令字的最短时间
B．主存中读取一个数据字的最长时间
C．主存中写入一个数据字的平均时间
D．主存中取一个数据字的平均时间
8、水平型微指令的特点是（ ）。
A．一次可以完成多个操作
B．微指令的操作控制字段不进行编码
C．微指令的格式简短
D．微指令的格式较长
9、描述流水CPU基本概念中，正确表述的句子是（ ）。
A. 流水CPU是以空间并行性为原理构造的处理器
B. 流水CPU一定是RISC机器
C. 流水CPU一定是多媒体CPU
D. 流水CPU是一种非常经济而实用的时间并行技术
10、DMA方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是（ ）。
A．实现数据传送
B. 向CPU提出总线使用权
C. 向CPU提出传输结束
D. 发中断请求
二、改错题（针对各题的题意，改正其错误或补充其不足。每题2分，10分）
1、1KB=1000字节。=1024字节
2、 主存储器和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是扩大CPU中通用寄存器的数量。
目的是解决CPU和主存之间的速度匹配问题
3、 运算器的功能就是执行加、减、乘、除四则运算。
运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。
4、 已知x=0.1011，那么[-x]补为1.0101，[x/2]补为0.11011。
[x/2]补为0.01011
5、加法器是构成运算器的基本部件，为提高运算速度，运算器一般采用串行
加法器。
运算器一般采用并行加法器。
三、名词解释（每题4分，共20分）
1、溢出
溢出就是超出了机器数所能表示的数据范围
2、 DMA
DMA即直接存储器存取，是一种快速传送数据的机制。数据传递可以从适配卡到内存，从内存到适配卡或从一段内存到另一段内存。DMA技术的重要性在于，利用它进行数据传送时不需要CPU的参与。
工作步骤：
● 首先由外部设备发出DMA传送请求信号，或通过程序将DMA通道请求触发器置1；
● 如果有2个以上DMA通道请求信号有效，8237A的优先权编码器和裁决器裁决出优先级最高的DMA通道；
● DMA通过HOLD信号向CPU发出总线请求；
● CPU完成当前总线周期以后，回送HLDA信号，同时让出总线权；
● DMA获取总线，驱动DACK信号有效，该信号通常用做I/O通道的片选择信号，DMA的控制信号MEMR#和I/OW#，或IOR#和MEMW#成对有效，控制存储器和I/O通道之间的数据传送。如果是存储器到存储器之间的传送，一般需要占用2个DMA通道。
● DMA传送完毕以后，送出EOP信号，使DACK信号无效，HRQ信号无效，DMA释放总线。
3、 机器指令的格式
一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码。操作码（OperationCode，OP）用来表示该指令所要完成的操作（如加、减、乘、除、数据传送等），其长度取决于指令系统中的指令条数。地址码用来描述该指令的操作对象，它或者直接给出操作数，或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址（即寄存器名）。
操作码+操作数的地址+操作结果的存储地址+下条指令的地址
4、 指令周期
CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。
5、 RISC
RISC（精简指令集计算机）是一种执行较少类型计算机指令的微处理器
四、简答题（每题5分，共20分）
1、Cache有哪三种基本映像方式？各自优缺点是什么？
Cache有三种映像方式：全相联映像方式，直接映像方式，多路组相联映像方式。
全相联映像方式是指主存中任一个字（字块）可以写入Cache中的任何一个字（字块）中。其优点是有最大的灵活性。缺点是要确定读的信息是否在Cache中，必须用原本读主存的地址与整个Cacha每一个单元的标志字段比较，电路过于复杂，成本较高。
直接映像方式是指主存的一个字（字块）只能映像到Cache的字和字块中。优点是要确定读的信息是否在Cache中时原本读主存的地址与标志字段比较的线路简单，成本低；缺点是Cache的使用缺乏灵活性，影响命中率。
多路组相联映相方式是对全相联映相方式和直接映像方式的一种折中的处理方案。它与直接相联映像方式的区别在于每个主存字块可以从多个（例如2，4，8个，而不是一个）体中选择其一完成写入Cache的操作，它与全相联映像的类同之处是把一个主存字写进Cache时，可以在Cache的多个（而不是任何一个）个体中选择。既有较高的命中率，又使比较线路也不会太复杂。

2、 简述浮点运算器的作用，它由哪几部分组成？

4、 举出CPU中6个主要寄存器的名称及功能。
指令寄存器IR，存放从CPU读出的指令
数据寄存器DR，暂时存放CPU从主存读来的一条指令或一个数据字
地址寄存器AR，用于保存CPU当前要访问的主存单元或I/O端口地址
程序计数器PC，用于确定下一条指令在主存中的地址
累加寄存器AC，为算数逻辑单元提供一个操作数，并用来输出操作结果
状态寄存器PSW，保存运算和测试的状态结果
五、计算题（10分）
设机器字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算：
　 A=11/64，B=-15/32，求A+B
A=（1011）2/2 6 ，所以将1011小数点左移6位，即可得A=（0.001011）2
。。。
六、设计题（每题10分，共20分）
1、设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：
（1）如果存储器由512k×8位SRAM芯片组成，需要多少片？
（2）需要多少位地址作芯片选择？
（3）画出存储体的组成框图。

（1） .(220/219)*(32/8)=2*4=8片
（2） .需要1位地址线作芯片选择
（3） .很简单，省略
2、 机有五个中断源L0、L1、L2、L3、L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0→L1→L2→L3→L4，现要求中断处理次序为L1→L4→L0→L3→L2，根据下示格式，请写出各中断源的屏蔽字。
中断源
屏蔽字
1 2 3 4 5
L0
L1
L2
L3
L4

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：
中断源        屏蔽字
0   1    2    3    4
L0 1 1 0 0 0
L1 0 1 0 0 0
L2 1 1 1 1 0
L3 1 1 0 1 0
L 4  1     1 1 1 1   
一、单项选择题（每小题2分，共20分）
1、冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是（ ）。
A．多指令流单数据流
B．按地址访问并顺序执行指令
C．堆栈操作
D．存储器按内容选择地址
2、微型计算机的分类通常以微处理器的（ ）来划分。
A．芯片名 B．寄存器数目 C．字长 D．规格
3、将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称其为（ ）。
A．数据处理 B．辅助设计 C．实时控制 D．数值计算
4、虚拟存储器是建立在多层次存储结构上，用来解决（ ）的问题。
A．存储 B．外存 C．主存容量不足 D．外存容量不足
5、计算机的存储器系统是指（ ）。
A．RAM存储器
B．ROM存储器
C．主存储器
D．主存储器和外存储器
6、一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是（ ）。
A．48
B．46
C．36
D．32
7、某机字长32位，存储容量1MB，若按字编址，它的寻址范围是（ ）。
A． 1MB
B． 512KB
C． 256K
D． 256KB
8、常用的虚拟存储系统由（ ）两级存储器组成。
A．主存—辅存
B．快存—主存
C．快存—辅存
D．通用寄存器—主存
9、存储字长是指（ ）。
A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合
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
10、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．总线式
二、改错题（针对各题的题意，改正其错误或补充其不足。每题2分，10分）
1、在计算机系统中，除CPU外的其它部件和设备都称为外围设备。
2、单总线结构系统是指：各大功能部件之间用一根信号线连接。
3、在虚拟存储器中，当程序正在执行时，一般由装入程序完成地址映射。
4、在寄存器寻址方式中，指定寄存器中存放的是操作数地址。
5、加法器是构成运算器的基本部件，为提高运算速度，运算器一般采用串行加法器。
三、名词解释（每题4分，共20分）
1、链式查询方式
链式查询方式:用3条控制线进行控制:
BS(总线忙); BR(总线讲求); BG(总线允许).
特征:将BG串行地从一部件(I/O接口)送到下一个部件,直到到达有请求的部件为止.
优先权位置:离总线控制器最近的部件具有最高使用权,离它越远,优先权越低.
电路:链式查询靠接口的优先权排队电路实现.

2、Cache
高速缓冲存储器 一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的 RAM 位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时，高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址，则将数据返回处理器；如果没有保存该地址，则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM 存储器速度快，所以当 RAM 的访问速度低于微处理器的速度时，常使用高速缓冲存储器。
3、 程序中断方式
当主机启动外设后，无需等待查询，而是继续执行原来的程序，外设在做好输入输出准备时，向主机发出中断请求，主机接到请求后就暂时中止原来执行的程序，转去执行中断服务程序对外部请求进行处理，在中断处理完毕后返回原来的程序继续执行。显然，程序中断不仅适用于外部设备的输入输出操作，也适用于对外界发生的随机事件的处理。
　　程序中断在信息交换方式中处理最重要的地位，它不仅允许主机和外设同时并行工作，并且允许一台主机管理多台外设，使它们同时工作。但是完成一次程序中断还需要许多辅助操作，当外设数目较多时，中断请求过分频繁，可能使CPU应接不暇；另外，对于一些高速外设，由于信息交换是成批的，如果处理不及时，可能会造成信息丢失，因此，它主要适用于中、低速外设。
4、 变址寻址
　在通用寄存器中，有些寄存器可作为变址寄存器。把变址寄存器的内容（通常是首地址）与指令地址码部分给出的地址（通常是位移量）之和作为操作数的地址来获得所需要的操作数就称为变址寻址。
5、 CISC
复杂指令集计算机
四、简答题（每题5分，共20分）
1、简述总线的串行传送、并行传送、复用传送三种基本信息传输方式的特点。
当信息以串行方式传送时，只有一条传输线，且采用脉冲传送。在串行传送时，按顺序来传送表示一个数码的所有二进制位的脉冲信号，每次一位，通常以第一个脉冲信号表示数码的最低有效位，最后一个脉冲信号表示数码的最高有效位。
串行传送的优点只需要一条传输线，成本比较低廉。
用并行方式传送二进制信息时，对每个数据位都需要单独一条传输线。
并行传送一般采用电位传送。
分时传送的概念之一是总线复用方式：某个传输线上既传送地址信息，又传送数据信息。
分时传送的另一个概念是共享总线的部件分时使用总线
所谓复用传送就是指多个用户共享公用信道的一种机制，目前最常见的主要有时分多路复用、频分多路复用和码分多路复用等,优点在于:为了各子系统的信息能有效及时的被传送，为了不至于彼此间的信号相互干扰和避免物理空间上过于拥挤, 复用传送又分为时分多路复用（TDMA）频分多路复用（FDMA）码分多路复用（CDMA）

2、动态MOS存储器为什么要刷新？常用的刷新方式有哪几种？
动态MOS存储单元存储信息的原理，是利用MOS管栅极电容具有暂时存储信息的作用。但由于漏电流的存在，栅极电容上存储的电荷不可能长久保持不变，因此为了及时补充漏掉的电荷，避免存储信息丢失，需要定时地给栅极电容补充电荷，通常把这种操作称作刷新或再生。
常用的刷新方式有三种，一种是集中式，另一种是分散式，第三种是异步式。
　　集中式刷新：在整个刷新间隔内，前一段时间重复进行读/写周期或维持周期，等到需要进行刷新操作时，便暂停读/写或维持周期，而逐行刷新整个存储器，它适用于高速存储器。
　　分散式刷新：把一个存储系统周期tc分为两半，周期前半段时间tm用来读/写操作或维持信息，周期后半段时间tr作为刷新操作时间。这样，每经过128个系统周期时间，整个存储器便全部刷新一遍。
　　异步式刷新：前两种方式的结合。
6、 一个较完善的指令系统应包括哪几类？
包括数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、程序控制类指令、I/O类指令、字符串类指令、系统控制类指令。
、单项选择题（每小题2分，共20分）
1、我国在（ ）年研制成功了第一台电子数字计算机，第一台晶体管数字计算机于（ ）年完成。
A．1946 1958
B．1950 1968
C．1958 1961
D．1959 1965
2、 Pentium微型计算机中乘除法部件位于（ ）中。
A．CPU
B．接口
C．控制器
D．专用芯片
3、 没有外存储器的计算机初始引导程序可以放在（ ） 。
A．RAM
B．ROM
C．RAM和ROM
D．CPU
4、虚拟存储器是建立在多层次存储结构上，用来解决（ ）的问题。
A．存储 B．外存 C．主存容量不足 D．外存容量不足
5、微程序放在（ ）中。
A．RAM B．控制存储器 C．指令寄存器 D．内存储器
6、主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是（ ）。
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、下列有关运算器的描述中（ ）是正确的。
A．只作算术运算，不作逻辑运算
B．只作加法
C．能暂时存放运算结果
D．以上答案都不对
8、某DRAM芯片，其存储容量为512K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为（ ）。
A．8，512
B．512，8
C．18，8
D．19，8
9、 相联存储器是按（ ）进行寻址的存储器。
A．地址指定方式
B．堆栈存取方式
C．内容指定方式
D．地址指定与堆栈存取方式结合
10、存放欲执行指令的寄存器是（ ）。
A．MAR
B．PC
C．MDR
D．IR。
二、改错题（针对各题的题意，改正其错误或补充其不足。每题2分，10分）
1、在计算机系统中，除CPU外的其它部件和设备都称为外围设备。
2、对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。
3、单级中断与多级中断的区别是单级中断的硬件结构是一维中断，而多级中断的硬件结构是二维中断。
4、程序计数器PC用来指示从外存中取指令。
5、指令周期、机器周期和工作脉冲构成三级时序系统。
三、名词解释（每题4分，共20分）
4、DMA
DMA是一项1997初才开始广泛采用的新的ATA／IDE接口协议，所以又称Ultra ATA。Ultra DMA采用总线主控方式，在硬盘上有DMA直接内存访问控制器。由于在数据传输过程中不需CPU的干预，因而节约了宝贵的CPU资源，使得CPU可以腾出大量的时间处理其它的数据和程序要求。其次，Ultra DMA把IDE命令的时钟脉冲的上升沿和下降沿都用作内存读写选通信号，使得每半个时钟周期就可以传输一次数据，也就使最大外部数据传输率从每秒16.6MB倍增到33.3MB，Ultra DMA／33也因此得名。下面讲讲Ultra DMA硬盘的使用设置方法。
5、 RISC
简称为精简指令系统计算机（简称RISC），
起源于80年代的MIPS主机（即RISC机），RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。
四、简答题（每题5分，共20分）
2、 一个较完整的指令系统应包括哪些指令？
数据传送指令，算术指令，逻辑指令，串处理指令，控制转移指令，处理机控制指令，

3、 微程序控制的基本思想是什么？微程序控制器由哪些主要部件组成？
微程序控制的基本思想就是仿照通常的解题程序的方法，把操作控制信号编成所谓的“微指令”，存放到一个只读存储器中，当机器运行时，一条又一条地读出这些微指令，从而产生全机所需要的各种操作控制信号，使相应部件执行所规定的操作。微程序控制器由控制存储器、微指令寄存器、地址转移逻辑三大部分组成。

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