計算機專業(yè)碩士研究生入學試題(組成原理)華中師范大學 1997.1998.1999.2000.2001 年碩士研究生入學試題

1、華中師范大學 1997 年碩士研究生入學試題 1. 簡明解釋下列各組術(shù)語：20分 （1）字、字長、指令字 解：字是計算機中信息的基本單位，一般有指令字、機器字、存儲字三種。 字長是指在一個字中含二進制代碼的總位數(shù)。 指令字就是由二進制代碼構(gòu)成的機器指令。 （2）指令周期、CPU周期、機器周期、時鐘周期 解：指令周期指CPU取出指令并執(zhí)行指令所需要的時間。 CPU周期是在同步控制中，確定為指令執(zhí)行的基準時間。 機器周期就是CPU周期。 時鐘周期就是主頻的倒數(shù)。 （3）比特率、波特率 解：比特率指每秒傳送的二進制位數(shù)。 波特率指每秒傳送的信息位數(shù)量。 （4）總線、內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線、單總線、雙總線

2、、三總線 解：總線 是計算機系統(tǒng)中各組成部件信息傳輸?shù)耐ǖ馈?內(nèi)部總線指計算機系統(tǒng)內(nèi)部各個部件連接的總線，也就是系統(tǒng)總線。 單總線指計算機系統(tǒng)的各組成部件都掛接在一條總線上。 雙總線指計算機系統(tǒng)的各組成部件通過兩條總線進行連接。 三總線指計算機系統(tǒng)的各組成部件通過三條總線進行連接。 （5）微程序、微指令、微命令、微操作、微地址 解：微程序 指用來解釋一條指令的若干條微指令的組合。 微指令 指一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合。 微命令 指控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出的控制命令。 微操作 指執(zhí)行部件執(zhí)行時所進行的操作。 微地址 微指令的地址。 2. 一個邏輯電路的布爾表達式為： F = A1

3、B1 + A2B2 + A3B3 試問這個電路可用來完成什么功能？請畫出邏輯圖。4分 答：這個電路可用來判別2個3位操作數(shù)是否完全相同。 3. 下列數(shù)中最大和最小的數(shù)是哪個？并寫出它們的十進制表示。4分 （1）(101001) 2 （2） (32)8 （3）(101001)BCD （4） (233)16 （5） (64)3 解：(101001) 2 = 41 (32)8 = 26 (101001)BCD = 29 (233)16 = 563 (64)3 = 22 可見 (233)16 最大。 4. 請寫出一個定點 8位字長的二進制字在下列情況中所能表示的整數(shù)范圍：6分 （1）不帶符號數(shù)表示 解

4、： 為 0 - 255 （2）原碼表示 解： 為 -127 - +127 （3）補碼表示 解： 為 -128 - +127 5. 一個浮點數(shù)的格式為：1 位階符、6 位階碼、1 位數(shù)符及8 位尾數(shù)。請寫出該浮點數(shù)能表示的數(shù)的范圍。 4分 解：設(shè)該浮點數(shù)的基為 2 ，階碼與尾數(shù)均用補碼。 則能表示的數(shù)的范圍為：-1*263 + ( 1-2-8)*263 6. 下圖是某靜態(tài)RAM的寫 時序圖，其中R/W是讀寫控制信號，CS是選片信號。請判斷這個時序是否正確。若你認為不正確，則指出錯誤在什么地方、并畫出正確的時序圖。 4分 解：地址信息應(yīng)在選片信號及讀寫控制信號之前建立，并應(yīng)在選片信號及讀寫控制信號

5、取消后再保持一段時間。正確的時序圖如下： 7. 某計算機的16位單字長訪存指令有如下格式： 其中： OP 為操作碼； A 為偏移量（形式地址）、補碼表示（其中1位符號位）； I 為間址標志：1 間接尋址，0 直接尋出； M 為尋址模式：0 絕對地址，1 基址尋址，2 相對尋址，3 立即尋址； X 為變址標志。 設(shè)：PC、Rx、Rb 分別為指令計數(shù)器、變址寄存器、基址寄存器，E 為有效地址。 試解答下列問題： 10分 （1）該指令格式可定義多少種不同的操作？ 答：該指令格式可定義 24 = 16 種不同的操作。 （2）立即尋址操作數(shù)的范圍是多少？ 答：立即尋址操作數(shù)的范圍是28 = 256 （3

6、）設(shè)基址寄存器為14位。問在非變址直接基址尋址時，存儲器的尋址范圍。 答：在非變址直接基址尋址時，存儲器的尋址范圍是214 +28 = 16K+256 （4）在非間址情況下，寫出直接尋址、立即尋址、基址尋址、相對尋址、變址尋址5種方式計算有效地址的表達式。 答：直接尋址 E = A 立即尋址 A即為操作數(shù) 基址尋址 E = Rb +A 相對尋址 E = PC + A 變址尋址 E = Rx +A （5）間接尋址時，存儲器尋址范圍為多少？如考慮多重間址，應(yīng)如何處理？ 答：間接尋址時，存儲器尋址范圍為 2x ，其中x為間址寄存器的位數(shù)。 如考慮多重間址，可采用基址加變址，或變址加間址組合使用。 8

7、. 下圖表示了一個CPU的結(jié)構(gòu)框圖及其與主存儲器的聯(lián)系。圖中連線箭頭表示信息傳送方向。請回答下列問題：7分 （1）圖中幾個空白的部件，標明它們的名稱。 （2）簡述指令從主存取入控制器的數(shù)據(jù)通路。 指令地址從PC經(jīng)地址寄存器送往主存，從主存中取出來的指令經(jīng)數(shù)據(jù)寄存器存入指令寄存器IR。 （3）簡述數(shù)據(jù)在運算器和主存間進行存/取訪問的數(shù)據(jù)通路。 從主存中取出的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)寄存器送到ALU，ALU運算的結(jié)果經(jīng)累加器Ac和數(shù)據(jù)寄存器送到主存保存。 9. 用 256 x 4的 RAM芯片設(shè)計一個 1K x 8的存儲器。RAM芯片有兩個控制輸入端：選片端CS和讀寫控制端R/W 。請畫出存儲器結(jié)構(gòu)圖及與CPU

8、 的連接。8分 10. 根據(jù)下面的接口示意圖，說明以程序查詢方式進行數(shù)據(jù)輸入、輸出的實現(xiàn)過程。5分 答：CPU首先讀 Ready 狀態(tài)。若外設(shè)未準備好，則重復讀取Ready 狀態(tài)。若外設(shè)已準備好，則執(zhí)行一條輸入輸出指令，進行數(shù)據(jù)的傳送。同時發(fā) S 信號，一方面啟動外設(shè)；另一方面改變 Ready 狀態(tài)，表明外設(shè)正在工作，至外設(shè)工作結(jié)束，再次改變 Ready 狀態(tài)，表明外設(shè)已準備好。 11. 一個微機控制的數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中，每采樣一個輸入數(shù)據(jù)就中斷 CPU一次、中斷處理程序接收采得的數(shù)據(jù)，并將它存放到存儲器緩沖區(qū)內(nèi)。設(shè)該中斷處理需X秒。緩沖區(qū)每存儲N個數(shù)據(jù)，主程序就將其取出進行處理，此過程需Y秒。請

9、計算該系統(tǒng)每秒鐘可跟蹤到多少次中斷請求？ 5 分 解：該系統(tǒng)每秒鐘可跟蹤到中斷請求的次數(shù)為：1/（X+Y/N） 12. 如下圖示A、B、C分別為三個中斷源電位，其優(yōu)先權(quán)由高到低依次為A、B、C試用與非門和反相器設(shè)計出該優(yōu)先排隊邏輯網(wǎng)絡(luò)。 4分 13. DMA控制器由哪些主要部件組成？在數(shù)據(jù)交換過程中它應(yīng)完成哪些功能？畫出 DMA工作過程的流程圖。6分 答：DMA控制器一般包括以下主要部件： （1）源址寄存器和目址寄存器 （2）字數(shù)計數(shù)器 （3）控制寄存器和狀態(tài)寄存器 （4）數(shù)據(jù)緩沖寄存器 （5）請求/屏蔽寄存器 （6）地址譯碼與讀/寫控制電路 在數(shù)據(jù)交換過程中它應(yīng)完成的功能有： （1）接收外設(shè)

10、的請求，并向CPU發(fā)請求信號 （2）當CPU相應(yīng)DMA后，應(yīng)能接管總線控制權(quán)，尋址存儲器并向外設(shè)和存儲器發(fā)相應(yīng)的讀寫信號。 （3）能控制傳輸數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，判別DMA是否結(jié)束，并在結(jié)束時申請中斷。 （4）DMA傳送結(jié)束后，能結(jié)束DMA請求信號，釋放總線，以使CPU恢復正常工作。 DMA工作過程的流程圖如下： 14. 數(shù)字系統(tǒng)中信息傳輸?shù)闹饕绞接写袀魉?、并行傳送和并串行傳送。請簡要說明它們各自的工作原理、特點及應(yīng)用場合。 6分 串行傳送：數(shù)據(jù)在一條一位寬的傳輸線上，一位一位地按順序傳送。其主要特點是硬件開支少，費用低。適用于遠距離傳送。 并行傳送：數(shù)據(jù)在多條一位寬的并行傳輸線上同時傳送。其主要

11、特點是傳送速度快。適用于近距離傳送。 并串行傳送：數(shù)據(jù)在8條一位寬的傳輸線上，一個字節(jié)一個字節(jié)地按順序傳送。其特點是結(jié)合了串行傳送與并行傳送兩者的優(yōu)點。適用于中短距離的傳送。 15. 下圖是程序中斷方式基本接口示意圖。請回答下列問題：7分 （1）說出部件IM、IR、EI、RD、BS的名稱及功能。 答：IM 中斷屏蔽觸發(fā)器，設(shè)置是否允許響應(yīng)中斷 。 IR 中斷請求觸發(fā)器，接收接口來的中斷請求。 EI 中斷狀態(tài)觸發(fā)器，發(fā)出中斷請求的中斷源。 RD 準備好觸發(fā)器，記錄動作結(jié)束的標志。 BS 忙觸發(fā)器，記錄動作開始的標志。 （2）參照這個圖，敘述由某一外設(shè)輸入一個數(shù)據(jù)時的控制過程。依次列出各個動作的先

12、后。 答：外設(shè)在準備好時，發(fā)中斷請求IR，CPU在中斷屏蔽觸發(fā)器不屏蔽的情況下響應(yīng)中斷，回答INTA，通過中斷向量邏輯取得中斷向量，然后發(fā)S信號，開始接收數(shù)據(jù)。S信號一方面啟動BS，外設(shè)開始傳送數(shù)據(jù)；另一方面使RD輸出“忙”信號，不允許EI再次發(fā)出中斷請求。至傳送結(jié)束時，RD輸出“不忙”信號，允許EI再次發(fā)出中斷請求。華中師范大學 1998 年碩士研究生入學試題 1由J-K觸發(fā)器及八路數(shù)據(jù)選擇器(多路器)構(gòu)成的脈沖發(fā)生器電路如下；圖中E為數(shù)據(jù)選擇器使能端。 （1） 請寫出該電路輸出F的邏輯表達式。（3分） F = A2A1A0 （2）如果時鐘脈沖 CP的周期為 1ms，則輸出脈沖的周期為多少？

13、（3分） 8ms （3）如要將輸出脈沖的頻率提高一倍；電路應(yīng)作何修改？（請在圖中作出修改，并用文字簡要說明）（4分） 將D2改接到“1”即可。 2. 設(shè)A.B.C.D代表四位二進制數(shù)碼。且X = 8A+ 4B+ 2C+D、試寫出下列問題的判斷條件。 （1） 4 X 15 （4分） X = A+B(C+D) （2） 1 X 9 （4分） X = A B C + A (B+C+D) 3計算機科技文獻中，下列英文縮寫代表什么含義？（5分） CAD、CAM、CIMS、GAL、E2PROM、CAT、ALU 答：CAD 計算機輔助設(shè)計 CAM 計算機輔助制造 CIMS 計算機集成制造系統(tǒng) GAL 通用陣列

14、邏輯電路 E2PROM 可用電擦除的可編程只讀存儲器 CAT 計算機輔助測試 ALU 算術(shù)邏輯運算部件 416位字長的浮點數(shù)，其中階符1位，階碼6位，數(shù)符l位，尾數(shù)8位。當機器數(shù)采用原碼表示時，它所能表示的最接近于“0”的負數(shù)是多少？當機器數(shù)采用補碼表示時，它所能表示的最接近于“ 0”的負數(shù)又是多少？（8分） 答：若不考慮規(guī)格化 機器數(shù)采用原碼表示時，它所能表示的最接近于“0”的負數(shù)是 -2-8*2-63 = -2-71 機器數(shù)采用補碼表示時，它所能表示的最接近于“ 0”的負數(shù)是 -2-8*2-64 = -2-72 若考慮規(guī)格化 機器數(shù)采用原碼表示時，它所能表示的最接近于“0”的負數(shù)是 -2-

15、1*2-63 = -2-64 機器數(shù)采用補碼表示時，它所能表示的最接近于“ 0”的負數(shù)是 -2-1*2-64 = -2-65 5已知十進制數(shù)X = - 41， Y = + 101，設(shè)機器數(shù)字長8位（含1位符號位） （1）計算X+Y補 和XY補 ，并給出相應(yīng)的Z(零標志）、V(溢出標志）、和C(進位標志) （8分） 解：X = - 41 = -0101001B X補 =11010111 Y = +101= +1100101B Y補 = 01100101 X +Y補 =11010111+01100101= 00111100 Z = 0 V = 0 C = 0 X -Y補 =11010111- 01

16、100101= 01110010 Z = 0 V = 1 C = 1 （2）簡要分析定點機中執(zhí)行算術(shù)運算時會產(chǎn)生溢出的原因。 在定點機中當兩個符號相同的數(shù)相加時，其和超出了定點數(shù)的表示范圍就產(chǎn)生溢出；當兩個符號相反的數(shù)相減時，其差超出了定點數(shù)的表示范圍就產(chǎn)生溢出；兩個定點整數(shù)相乘時，其積超出了定點數(shù)的表示范圍就產(chǎn)生溢出；兩個定點小數(shù)相除時，其商超出了定點數(shù)的表示范圍就產(chǎn)生溢出。 6若機器采用三地址格式訪內(nèi)指令，試問完成一條加法指令共需訪 問幾次存儲器？若該機共能完成54種操作，且操作數(shù)可在1K地址范圍內(nèi)尋找，試畫出該機器的指令格式。（6分） 答：（1）完成一條加法指令共需訪 問3次存儲器。 （

17、2）該機器的指令格式為 7什么是存儲器刷新？刷新有幾種方式？簡要說明其工作原理。（6分） 答：由于動態(tài)存儲器在不掉電的情況下數(shù)據(jù)也會丟失，所以要在數(shù)據(jù)未丟失之前將數(shù)據(jù)再次寫入，這項工作稱為刷新。刷新的方式通常有兩種：一是集中刷新，即在一個刷新周期內(nèi)，利用一段固定的時間，依次對存儲器的所有行逐一刷新，在此期間停止對存儲器的讀和寫。另一是分布式刷新，將刷新工作分散到各個工作周期中去。 8某微機的尋址范圍為 64K，接有 8片 8K的存儲器芯片，存儲器芯片的片選信號為CS，試回答下列問題： （1）畫出選片譯碼邏輯電路（可選用74LS138譯碼器）；（3分） （2）寫出每片RAM的地址范圍；（3分）

18、（3）如果運行時發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM存入8K數(shù)據(jù)，以A000H為起始地址的存儲芯片都有與之相同的數(shù)據(jù)，分析故障原 因；（4分） 答：可能是與Y5相連的哪片RAM的CS線有接地現(xiàn)象。 （4）若出現(xiàn)譯碼器中的地址線A13 與 CPU斷線，并搭接到高電平上的故障、問后果如何？（4分） 答：有4片RAM（起始地址分別為0000H、4000H、8000H、C000H）將不能讀寫，所有讀寫該4片RAM的操作都會實際操作在另4片RAM上。 9設(shè)某個采用流水結(jié)構(gòu)的CPU將一條指令的執(zhí)行過程分為五個小過程，且完成每個小過程需要的時間相等，若執(zhí)行一條指令的時間為T，則當流水線正常流動后，每隔多少時間流出一個結(jié)果？

19、其吞吐率為順序控制方式的多少倍？（5分） 答：當流水線正常流動后，每隔T/5時間流出一個結(jié)果，其吞吐率為順序控制方式的5倍。 10何謂接口？為什么 CPU要通過接口電路才能與外設(shè)相連？（8分） 答：接口是主機與外部設(shè)備之間的交接界面。因為外部設(shè)備是多種多樣的，它們的結(jié)構(gòu)及其信號也各不相同，所以要通過相應(yīng)的適配器（接口）與CPU相連。 11比較程序中斷方式和 DMA方式有何區(qū)別？（6分） 答：程序中斷方式在傳輸數(shù)據(jù)的過程中需要CPU通過指令來實現(xiàn)，適用于低速的I/O設(shè)備每次交換一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 DMA方式在傳輸數(shù)據(jù)的過程中完全由硬件來實現(xiàn)，適用于高速的I/O設(shè)備成批地交換數(shù)據(jù)。 12運算器結(jié)構(gòu)如

20、圖所示，R1R2R3是三個寄存器，A和B是兩個三選一的多路開關(guān)，由A0A1 和B0B1控制，例如A0A1=01選擇R1，AaA1=10選擇R2等。S1S2為ALU的操作控制端： 當S1S200時：ALU輸出= A S1S2=01時：ALU輸出= AB S1S2=10時：ALU輸出= AB S1S2=11時：ALU輸出= AB （1）設(shè)計控制運算器通路的微指令格式；（6分） （2）假設(shè)R1存放a、R2存放b，R3中存放修正量 3（0011B），試設(shè)計余3碼編碼的十進制加法微程序，并代碼化（6分） 解：（1）微指令格式 （2）微程序 加法運算 100011001 R1 + R2 R1 判別 000

21、011101 R1 + R3 不保存，得進位Ci，Ci=1作+3調(diào)整； Ci=0作-3調(diào)整 +3調(diào)整 100011101 R1 + R3 R1 -3調(diào)整 100011110 R1 - R3 R1華中師范大學 1999 年碩士研究生入學試題 1最簡單且廣泛應(yīng)用的檢錯碼是采用一位校驗位的奇偶校驗。設(shè) X（X0X1X2.Xn-1）是一個n位字，請給出其偶校驗定義式。并指出奇偶校驗的局限性。（4分） 答：X偶 = X0 X1 X2 . Xn-1 奇偶校驗只能查出奇數(shù)個位出錯的情況，不能查出偶數(shù)個位出錯的情況，也不能確定是哪一位出錯，毫無糾錯能力。 2將十進制數(shù) -27/64表示成浮點規(guī)格化數(shù)。其中階碼

22、3位，階符 1位；尾數(shù)9位，數(shù)符1位，均用補碼表示。（5分） 解：-27/64 = -0.011011B = - 0.11011*2-1 B 機器數(shù)為：1 1111 001010000 3由JK觸發(fā)器及四路數(shù)據(jù)選擇器（多路轉(zhuǎn)換器）構(gòu)成的邏輯電路圖如下所示，圖中S0、S1為選擇控制端。請分析電路圖： （1）給出 S0、S 1 的波形圖；（4分） （2）寫出 4 to l 多路轉(zhuǎn)換器的真值表；（2分） （3）畫出輸出端 Z 的波形。（4分） 4下圖為三輸入端、兩輸出端的PLA 電路，請用該電路實現(xiàn)的邏輯功能。（8分） 解：轉(zhuǎn)換 X = A B C + A B C Y = A B + A B C 5

23、請簡要分析計算機流水線中存在的問題，指出這些問題在現(xiàn)代計算機技術(shù)中是如何克服的。（8分） 6比較組合邏輯控制器和微程序控制器的設(shè)計思想，并指出它們各自是依靠什么來連續(xù)執(zhí)行指令的？（8分） 組合邏輯控制器采用邏輯門電路組合產(chǎn)生操作控制的信號，修改與增加都較困難；微程序控制器采用存放微程序的控制存儲器和存放當前正在執(zhí)行的微指令的寄存器直接控制產(chǎn)生操作控制的信號，修改與增加都容易。 7某字節(jié)多路通道其最高傳輸速率為500KB/S，現(xiàn)接有5臺外設(shè)，每臺外設(shè)傳輸一個字節(jié)所需時間均為40uS，問是否還有可能增接外設(shè); 如所增加的外設(shè)和原有外設(shè)的傳輸速率相同，那么最多能增接幾臺？（6分） 解：每臺外設(shè)的傳輸

24、速率為1B/40uS = 25KB/S，5臺外設(shè)的傳輸速率為25KB/S*5 = 125KB/S ，顯然還能增接外設(shè)。如所增加的外設(shè)和原有外設(shè)的傳輸速率相同，那么最多能增接（500-125）/25= 15臺。 8在DMA傳輸控制中，DMA控制器和CPU的聯(lián)絡(luò)是通過二個請求信號進行的，請給出這兩個請求信號，并指出其各自的作用。（6分） 一個信號是總線占用請求信號，當外設(shè)向CPU發(fā)出DMA請求時，DMA控制器通過此信號向CPU發(fā)出總線占用請求；另一個信號是允許請求響應(yīng)信號，當CPU讓出總線控制權(quán)后，一個此信號通知DMA控制器，使DMA控制器接管總線控制權(quán)。 9隨著內(nèi)存技術(shù)研究的發(fā)展，各類芯片應(yīng)運而

25、生。請你給出四種可用來設(shè)計隨機讀寫存儲器的存儲器芯片，寫出其名稱，討論其讀寫特點。 （8分） SRAM 靜態(tài)存儲器：如 HM6116 2K*8 bit 只要選中存儲單元就可讀寫。 DRAM 動態(tài)存儲器：如 MN4164 64K*1 bit 要分兩次輸入行列地址才能讀寫，每2ms需要128個刷新周期。 NVRAM ： Flash Memory 閃速存儲器：如 29C010 10請畫出三級存儲體系示意框圖，并回答下列問題：（5分） 為什么要采用多級存儲體系結(jié)構(gòu)？請指出Cache引入的理論根據(jù)；（4分） 答：現(xiàn)代計算機系統(tǒng)一方面要求存儲器的速度足夠快，能跟得上CPU的操作速度；另一方面要求存儲器的容

26、量足夠大，能裝的下所有需要存放的程序和數(shù)據(jù)。這兩方面的要求都會增長存儲器的費用。為了解決速度和費用的矛盾，引入了Cache；為了解決容量與費用的矛盾，引入了主輔層次。 Cache引入的理論根據(jù)是訪存的局部性。 CPU訪問時常用的地址映象方式有哪些？這些方式各有什么特點；（6分） 答：CPU訪問時常用的地址映象方式有三種： 直接映象：j = i mod 2c 實現(xiàn)簡單，但不夠靈活，命中率低。 全相連映象：j = i 最靈活，但成本最高。 組相聯(lián)映象：j = (i mod 2ct )*2 + k 結(jié)合了前兩種的優(yōu)點，性能與成本介于前兩者之間。 常用的替換策略是什么？指出選擇替換策略的主要目標。 （

27、3分） 答：常用的替換策略有兩種： FIFO算法：總是將一組中最先調(diào)入的字塊替換出去。 LRU算法：總是將一組中近期最少使用的字塊替換出去。 選擇替換策略的主要目標提高命中率。 11集中式總線控制有哪些方式？其中哪種方式響應(yīng)時間最快？而哪種方式對電路故障最敏感？（5分） 答：集中式總線控制主要有：鏈式查詢方式、計數(shù)器定時查詢方式和獨立請求方式。其中獨立請求方式響應(yīng)時間最快，而鏈式查詢方式對電路故障最敏感。 12有一I/O接口電路如下圖所示，CPU需不斷檢測開關(guān)S7S0的狀態(tài)，并隨時在LED7-LED0上顯示出來。試問： （1）U1、U2各采用什么器件？（選擇：譯碼器、D/A轉(zhuǎn)換器、三態(tài)緩沖器、

28、鎖存器）；（2分） 答：U1采用鎖存器、 U2采用三態(tài)緩沖器。 （2）如采用可編程器件，可選用何種型號芯片？請用該芯片設(shè)計接口邏輯電路圖，并給出控制程序流程圖。（ 12分） 答：如采用可編程器件，可選用8255A或8155芯片。 采用8255A設(shè)計的接口邏輯電路圖如下：（8255A初始化為方式0，A口輸出，B口輸入） 控制程序流程圖為：華中師范大學 2000 年碩士研究生入學試題 1列舉目前數(shù)字集成電路常用的三種制造工藝技術(shù)，并說明其性能特點。（6分） CMOS工藝，功耗低、電源寬、速度快、抗干擾能力強。 雙極型工藝，功耗比CMOS工藝高、集成度低。 DMOS工藝，耐壓高。 2下圖是某PLD器

29、件的內(nèi)部陣列電路，請寫出其二個輸出信號F1和F2的邏輯表達式。（8分） F1 = B (A B + A C ) F2 = A C 3設(shè)串行接口 RS232C定義的幀格式為 1位起始位， 8位字符位， l位奇校驗，l位終止位。試畫出在傳輸線上傳送字符A時的電壓波形圖。（6分） （字符A的ASCII碼為：41H = 01000001 B） 4試比較SRAM、 DRAM、 NVRAM、 Flash Memory 的性能特點。若某應(yīng)用設(shè)計需要一種既可高速改寫，又能在掉電時保存數(shù)據(jù)的存儲器，可采用哪類芯片或哪種技術(shù)。（ 10分） SRAM 靜態(tài)隨機存儲器：可讀可寫，在不掉電的情況下，存儲的數(shù)據(jù)不會丟失。

30、 DRAM 動態(tài)隨機存儲器：可讀可寫，在不掉電的情況下，存儲的數(shù)據(jù)也會丟失，因此需要刷新。 NVRAM ： Flash Memory 閃速存儲器：可讀可寫，在掉電的情況下，存儲的數(shù)據(jù)也不會丟失，兼有RAM和ROM的性能特點。 若需要一種既可高速改寫，又能在掉電時保存數(shù)據(jù)的存儲器，可采用Flash Memory 。 5試述PCI總線的性能特點。（6分） 答：PCI總線開放性好，不受處理器類型限制，具有廣泛的兼容性。 支持33MHz的時鐘頻率，數(shù)據(jù)寬度為32位，可擴展到64位，數(shù)據(jù)傳輸率可達132MB/S264MB/S。 6試述組合邏輯控制器和微程序控制器的設(shè)計思想，并指出其優(yōu)缺點。（6分） 答：

31、組合邏輯控制器采用邏輯門電路組合產(chǎn)生操作控制的信號，修改與增加都較困難；微程序控制器采用存放微程序的控制存儲器和存放當前正在執(zhí)行的微指令的寄存器直接控制產(chǎn)生操作控制的信號，修改與增加都容易。 7試述單總線、雙總線、三總線結(jié)構(gòu)及其特點。（6分) 答：單總線指計算機系統(tǒng)的各組成部件都掛接在一條總線上，擴展容易，但易產(chǎn)生瓶頸。 雙總線指計算機系統(tǒng)的各組成部件通過兩條總線進行連接，將高速的主存與低速的I/O分開。 三總線指計算機系統(tǒng)的各組成部件通過三條總線進行連接，更利于提高數(shù)據(jù)傳輸率。 8DMA 控制器主要有哪一些部件組成？在數(shù)據(jù)傳送過程中各完成什么功能？（6分） 答：DMA控制器一般包括以下主要部

32、件： （1）源址寄存器和目址寄存器 （2）字數(shù)計數(shù)器 （3）控制寄存器和狀態(tài)寄存器 （4）數(shù)據(jù)緩沖寄存器 （5）請求/屏蔽寄存器 （6）地址譯碼與讀/寫控制電路 在數(shù)據(jù)交換過程中它應(yīng)完成的功能有： （1）接收外設(shè)的請求，并向CPU發(fā)請求信號 （2）當CPU相應(yīng)DMA后，應(yīng)能接管總線控制權(quán)，尋址存儲器并向外設(shè)和存儲器發(fā)相應(yīng)的讀寫信號。 （3）能控制傳輸數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，判別DMA是否結(jié)束，并在結(jié)束時申請中斷。 （4）DMA傳送結(jié)束后，能結(jié)束DMA請求信號，釋放總線，以使CPU恢復正常工作。 9說明微指令的后繼地址有哪幾種確定方式，分別應(yīng)用于何種情況？（8分） 答：在順序執(zhí)行微指令時，后繼微地址由現(xiàn)行

33、微地址加上一個增量形成；在微程序?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)移時，由微程序的下址字段指出后繼微地址。 10什么是虛擬存儲器？說明虛擬存儲器的工作過程。并指出地址映像有誰來完成？（8分） 答：虛擬存儲器是指“主-輔”層次，在輔助的軟硬件的支持下，能使計算機具有輔存的容量，接近于主存的速度和輔存的每位成本。 虛擬存儲器每次訪問主存時，都要查找頁表，若命中，就將用戶虛地址轉(zhuǎn)換成主存的實地址，若不命中，則產(chǎn)生頁面失效中斷，到輔存中去調(diào)頁。訪問時的地址映象工作是由頁表來完成的。 11在一個36位長的指令系統(tǒng)中，設(shè)計一個擴展操作碼，使之能表示下列指令：（ 10分）7條具有兩個15位地址和一個3位地址的指令： 500條具有一個1

34、5位地址和一個3位地址的指令； 50條無地址指令。 12試用8KX8的SRAM芯片設(shè)計成一個32KB的存儲器，并使它的工作起始地址定位在256K地址空間中的 2000H處。畫出存儲器組成框圖和地址譯碼電路。 （l0分） 13系統(tǒng)設(shè)計時，為保證在上電復位后CPU能正常執(zhí)行系統(tǒng)初始化程序，需要對不可屏蔽中斷請求（NMI）進行控制，即在上電復位后外部電路自動封鎖NMI，當CPU完成系統(tǒng)初始化程序后，再輸出控制字使能NMI。設(shè)控制字端口地址為2C0H，NMI請求為高電平有效，試畫出整個控制電路（包括地址譯碼電路）原理圖，并說明控制方法。（10分） 可采用端口地址碼（2C0H）作為NMI請求的控制信號，

35、即可滿足要求。華中師范大學 2001 年碩士研究生入學試題 1解釋下列術(shù)語：（3分X5） 平均無故障時間：指計算機系統(tǒng)在規(guī)定的時間和工作條件下正常工作而不發(fā)生故障的概率，用來衡量尋它的可靠性。 相聯(lián)存儲器：一種按內(nèi)容訪問而不是按地址訪問的存儲器。 控制存儲器：在微程序控制的計算機中用來存放解釋指令的微程序的存儲器。 USB：通用串行總線架構(gòu) DSP：數(shù)字信號處理 2假設(shè)某機器指令系統(tǒng)共有 80條指令，平均每條指令由12條微指令解釋執(zhí)行（其中含一條取指微指令）。已知微指令長度為32位，控制存儲器的容量至少為多少？（5分） 解：80*（12-1）+1=881 答：控制存儲器的容量至少為 881*3

36、2 位。 3許多指令系統(tǒng)中都包含一種 NOP指令，表示空操作，它只是增加 PC的數(shù)值， 對 CPU的狀態(tài)沒有其它作用。請指出這種指令的作用。（ 5分） 答：用于延時一個機器周期。 4簡述 DMA 方式傳送的一般過程。（5分） 答：當外設(shè)要求傳送數(shù)據(jù)時，DMAC收到外設(shè)發(fā)來的DMA請求后，向CPU發(fā)總線占用請求，CPU響應(yīng)后，讓出總線控制權(quán)，向DMAC發(fā)總線允許信號，DMAC收到總線允許信號后，向外設(shè)發(fā)DMA回答信號，通知外設(shè)開始傳送數(shù)據(jù)。整個數(shù)據(jù)傳送過程由DMAC控制，傳送完后DMAC結(jié)束總線占用請求信號，交還總線控制權(quán)。 5在向量方式的中斷系統(tǒng)中，為什么外設(shè)將中斷向量放在數(shù)據(jù)總線上，而不是放在地址總線上？（5分） 答：便于CPU讀取和處理。 6在陣列乘法器中，采用下圖所示的多個一位全加器組合成陣列，以實現(xiàn)快速乘法運算，圖中 aJ和 bk分別為乘數(shù)和被乘數(shù)，SL為第 L級的部