計算機組成原理試題及參考答案

1、risc 的主要特征1. 選用使用頻度較高的一些 簡單指令，復(fù)雜指令的功能由簡單指令來組合2. 指令 長度固定、指令格式種類少、尋址方式少3. 只有 load / store 指令訪存4. cpu 中有多個 通用 寄存器 5. 采用 流水技術(shù) 一個時鐘周期 內(nèi)完成一條指令6. 采用 組合邏輯 實現(xiàn)控制器 7. 采用 優(yōu)化 的 編譯 程序中斷系統(tǒng)需解決的問題1. 各中斷源 如何 向 cpu 提出請求 ？2. 各中斷源 同時 提出 請求 怎么辦 ？3. cpu 什么 條件、什么 時間、以什么方式響應(yīng)中斷 ？4. 如何 保護現(xiàn)場 ？5. 如何 尋找入口地址 ？6. 如何 恢復(fù)現(xiàn)場，如何 返回 ？7.

2、 處理中斷的過程中又 出現(xiàn)新的中斷 怎么辦 ？1.什么是指令周期？什么是機器周期？什么是時鐘周期？三者之間的關(guān)系如何？指令周期是完成一條指令所需的時間。包括取指令、分析指令和執(zhí)行指令所需的全部時間。機器周期也稱為cpu周期，是指被確定為指令執(zhí)行過程中的歸一化基準時間，通常等于取指時間（或訪存時間）。時鐘周期是時鐘頻率的倒數(shù)，也可稱為節(jié)拍脈沖或t周期，是處理操作的最基本單位。一個指令周期由若干個機器周期組成，每個機器周期又由若干個時鐘周期組成。1.求十進制數(shù)-113的原碼表示，反碼表示，補碼表示和移碼表示（用8位二進制表示，并設(shè)最高位為符號位，真值為7位）原 碼   

3、0;11110001    反 碼   10001110    補 碼   10001111    移 碼  00001111 2. 下列數(shù)中最大的數(shù)是_b_。 a.（10010101）2   b.（227）8     c.（96）16     &#

4、160;d.（143）10 在cpu中，跟蹤后繼指令地指的寄存器是_。 a.指令寄存器     b.程序計數(shù)器   c.地址寄存器  d.狀態(tài)條件寄存器1.指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，計算機如何從時間和空間上區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)。 時間上講，取指令事件發(fā)生在“取指周期”，取數(shù)據(jù)事件發(fā)生在“執(zhí)行周期”。從空間上講，從內(nèi)存讀出的指令流流向控制器（指令寄存器）。從內(nèi)存讀出的數(shù)據(jù)流流向運算器（通用寄存器）。某計算機的字長16位,它的存儲容量是64kb,若按字編址那么它的尋址

5、范圍是_。 a. 64k   b.32k c. 64kb    d. 32kb1. 已知：x=0.1011,y=0.0101,求x/2補,x/4補x補，y/2補,y/4補，y1. 解：x補 = 0.1011   x/2= 0.01011   x/4 = 0.001011   x補 =  1

6、.0101 y 補 = 1.1011   y/2補 = 1.11011    y/4補 = 1.111011   y補 = 0.0101 2.機器數(shù)字長8位（含1位符號位），若機器數(shù)為81（十六進制），當它分別表示原碼、補碼、反碼和移碼時，等價的十進制數(shù)分別是多少? 原碼： -1，補碼： -127， 反碼：-126，移碼：+1。補4.若被傳送的數(shù)據(jù)

7、為11011011，假設(shè)采用偶校驗技術(shù)，則校驗位c =_。02什么是總線？總線的仲裁方式解決什么問題？簡述常見的控制方式及其特點。（8分）要點: 1)總線是計算機各大部件之間的連接線，分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三類.(1分) 2)總線的仲裁解決多部件爭用總線的問題(1分) 3)常見的仲裁方式包括：串行連接查詢、計數(shù)器定時查詢和獨立請求三種方式， (3分) 特點分別為系統(tǒng)容易擴展，但速度慢、優(yōu)先級固定、單點故障明顯；優(yōu)先級靈活，沒有單點故障，但速度慢；優(yōu)先級靈活、響應(yīng)速度快，沒有單點故障。五、計算題 ,本題共21分

8、60;  1、設(shè)x= 27×（29/32），y  =25×（5/8），階碼為3位，尾數(shù)為5位(均不包含符號位)，用變形補碼計算x+y，要求按照計算機中浮點數(shù)的運算方法寫出詳細運算步驟。(8分)1. 要點： 1)設(shè)階碼和尾數(shù)均采用雙符號位表示,則 x補=00111 00.11101  y補=00101 00.101        (1分) 2)求出階差: ed=x階碼&

9、#160;+ -y階碼= 00111 + 11011 =00010,階差為 2 ,移動 y的尾數(shù)與x對齊 y=00111 00.00101                    (1分) 3)求出尾數(shù)和 00.11101 + 00.00101 = 0

10、1.00010     (2分) 4)規(guī)格化并判斷結(jié)果溢出因為尾數(shù)運算的雙符號位不同,因此,需要對結(jié)果進行左移規(guī)格化,并將階碼加1, 則x+y補 =01000,00.10010                  (2分)   由于階碼的雙符號位不同,因此,該浮點運算結(jié)果發(fā)生溢出,且是正溢出(2分) 

11、 22、設(shè)x-0.01011，y0.01011，用變形補碼計算2x- y    (5分)、要點: 解; x補 = 11.10101 , y補= 00.01011       2x補 = 11.01010 ,  -y補= 11.10101        

12、0;    (2分) 2x補 +  -y補  = 10.11111             (2分) 結(jié)果的雙符號位不同,故運算結(jié)果溢出.。        （1分）3. 下列數(shù)中最小的數(shù)是_。 a（101001）2   

13、 b（52）8    c（2b）16    d（44）10 4.已知x<0且x原 = x0.x1x2xn，則x補可通過_求得。 a各位求反，末位加1   b求補    c除x0外各位求反末位加1    dx反-1 10. 指令周期是指_。 acpu從主存取出一條指令的時間    &#

14、160;  bcpu執(zhí)行一條指令的時間  ccpu從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間     d時鐘周期時間 11. 同步控制是_。 a只適用于cpu控制的方式       b只適用于外圍設(shè)備控制的方式 c由統(tǒng)一時序信號控制的方式     d所有指令控制時間都相同的方式  12. 從信息流的傳送效率來看，_工作效

15、率最低。 a三總線系統(tǒng)    b單總線系統(tǒng)  c雙總線系統(tǒng)   d多總線系統(tǒng) 13. 一個256k×8的dram芯片，其地址線和數(shù)據(jù)線總和為 a16     b18     c26     d30 14. 算術(shù)右移指令執(zhí)行的操作是_。 a符號位填0，并順次右移1位，最低位移至進位

16、標志位 b符號位不變，并順次右移1位，最低位移至進位標志位 c進位標志位移至符號位，順次右移1位，最低位移至進位標志位 d符號位填1，并順次右移1位，最低位移至進位標志位 15.微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是_。 a每一條機器指令由一段微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行 b每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行 c一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行 d一條微指令由若干條機器指令組成12. 指令寄存器的作用是_。   a. 保存當前指令的地址 

17、0;    b. 保存當前正在執(zhí)行的指令   c. 保存下一條指令       d. 保存上一條指令在下述指令中，_指令包含的周期數(shù)最多。          a. rr型           b. r

18、s型        c. ss型          d. 零地址指令 18. 為了便于實現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用_。 a. 通用寄存   b. 堆     c. 存儲器    d. 外存3設(shè)有

19、一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問：（3） 該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？ （4） 如果用512k×8位的sram組成，需多少片？ （5） 需要多少位地址作芯片選擇？ 3. 解：（1）32位字長為4b，220 = 1m = 1024k,存儲器容量為220×4b = 4mb，可存儲4m字節(jié)的信息 （2）sram芯片容量為512k×8位 = 512kb = 0.5mb &

20、#160;   所需芯片數(shù)目為：4mb ÷ 0.5mb = 8片 （3）因為219 = 512k，即芯片片內(nèi)地址線19位，存儲器容量為1m,地址線為20位，故需1位地址線作芯片片選選擇（cs），用a19選第1個模塊，用a19選第2個模塊。 算術(shù)/邏輯運算單元74181alu可完成_。 a16種算術(shù)運算功能     b16種邏輯運算功能  c16種算術(shù)運算功能和16種邏輯運算功能 

21、0;d4位乘法運算功能和除法運算功能多個用戶共享主存時，系統(tǒng)應(yīng)提供a._。通常采用的方法是b._保護和c._保護，并用硬件來實現(xiàn)。3. 有一個1024k×32位的存儲器，由128k×8位的dram構(gòu)成。 問：（1）總共需要多少dram芯片?    （2）采用異步刷新，如果單元刷新間隔不超過8ms，則刷新信號周期是多少？ 答案:（1）dram芯片容量為128k×8位 = 128kb   存儲器容量為1024k×32位 =

22、0;1024k×4b =4096kb 所需芯片數(shù) 4096kb÷128kb = 32片（2）對于128k×8位的dram片子，選擇一行地址進行刷新，取刷新地址a8a0，則8ms內(nèi)進行512個周期的刷新。按此周期數(shù)，512×4096 = 128kb，對一行上的4096個存儲元同時進行刷新。采用異步刷新方式刷新信號的周期為 8ms÷512 = 15.6s 4. 解：（1）雙字長二地址指令，用于訪問存儲器。 （2）操作碼字

23、段op為6位，可以指定64種操作。 （3）一個操作數(shù)在源寄存器（共16個），另一個操作數(shù)在存儲器中（由基值寄存器和位移量決定），所以是rs型指令。5. 在機器數(shù)_中，零的表示形式是唯一的。    a原碼     b補碼     c移碼     d反碼假設(shè)下列字符碼中有奇偶位校驗，但沒有數(shù)據(jù)錯誤，采用偶校驗的字符碼是_。   a. 11001011&

24、#160;    b. 11010110     c. 11000001     d. 11001001  4. 設(shè)x補 = 1.x1x2x3x4,當滿足_時，x>-1/2成立。   a. x1必須為1,x2x4至少有一個為1    b. x1必須為1，x2x4任意 

25、60; c. x1必須為0,x2x4至少有一個為1    d. x1必須為0，x2x4任意 5在主存和cpu之間增加cache存儲器的目的是_。   a. 增加內(nèi)存容量                        b.提高內(nèi)存的可靠性&#

26、160; c. 解決cpu與內(nèi)存之間的速度匹配問題   d.增加內(nèi)存容量，同時加快存取速度 6采用虛擬存儲器的主要目的是_。   a. 提高主存儲器的存取速度          b. 擴大存儲器空間，并能進行自動管理   c. 提高外存儲器的存取速度        &#

27、160; d. 擴大外存儲器的存儲空間 7存儲器是計算機系統(tǒng)的記憶設(shè)備，主要用于_。   a. 存放程序  b. 存放軟件   c. 存放微程序    d. 存放程序和數(shù)據(jù) 8在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本身的尋址方式，稱為_。   a. 隱含地址   b.立即尋址   c.寄存器尋址

28、0;  d. 直接尋址2cpu執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數(shù)為1900次，主存完成存取的次數(shù)為100次，已知cache存取周期為50ns,主存存取周期為250ns,求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時間。 2. 解：h=nc/(nc+nm)=1900/(1900+100)=0.95       r=tm/tc=250ns/50ns=5        e=1/(r+(1-r)h)=1/

29、(5+(1-5)× 0.95)=83.3%        ta=tc/e=50ns/0.833=60ns 寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在_。 a. 通用寄存器 主存單元. 程序計數(shù)器. 堆棧12. 水平型微指令與垂直型微指令相比，_。 a. 前者一次只能完成一個操作 b. 后者一次只能完成一個操作 c. 兩者都是一次只能完成一個操作 d. 兩者都

30、能一次完成多個操作risc機具有以下特點：（1）選取使用頻率最高的一些簡單指令，以及很有用但不復(fù)雜的指令。 （2）指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。 （3）只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲器，其余指令的操作都在寄存器之間進行。 （4）cpu中通用寄存器數(shù)量相當多。 （5）大部分指令在一個機器周期內(nèi)完成。其意是指在采用流水線組織時每個機器周期內(nèi)能完成一條指令功能，而并不是說一條指令從取指到完成指定功能只要一個機器周期。 （6）以硬布線控制為主，不用或少用微指令碼控制。 （7）一般用高級語言編程，特別重視編譯優(yōu)化工作，以減少程序執(zhí)行

31、時間。5. risc cpu是在克服cisc機器缺點的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它具有三個基本要素（1）一個有限的a._ 、(2)cpu配備大量的b._、(3)強調(diào)c._的優(yōu)化。6. 在計算機系統(tǒng)中，cpu對外圍設(shè)備的管理除了程序查詢方式、程序中斷方式外，還有a._方式、b._方式和c._方式。 5.原碼加減法是指_。           a. 操作數(shù)用原碼表示，連同符號位直接相加減    &#

32、160;      b. 操作數(shù)取絕對值，直接相加減，符號位單獨處理           c. 操作數(shù)用原碼表示，尾數(shù)直接相加減，符號位單獨處理           d. 操作數(shù)用原碼表示，根據(jù)兩數(shù)符號決定實際操作，符號位單獨處理12. 為了確定下一條微指令的地址，通常采用斷定方

33、式，其基本思想是_。 a. 用程序計數(shù)器pc來產(chǎn)生后繼微指令地址 b.通過微指令順序控制字段由設(shè)計者指定或由設(shè)計者指定的判別字段控制            產(chǎn)生后繼微指令地址 c.用微程序計數(shù)器pc來產(chǎn)生后繼微指令地址 d.通過指令中指定一個專門字段來控制產(chǎn)生后繼微指令地址13. 操作控制器的功能是_。 a.從主存取出一條指令 b.完成指令操作碼譯碼 c.產(chǎn)生時序信號 d.從主

34、存取出指令，完成指令操作碼譯碼，并產(chǎn)生有關(guān)操作控制信號，以解釋執(zhí)行該指令 14. cpu從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時間叫做_。 a.機器周期     b.指令周期     c.時鐘周期     d.總線周期19. 屬于發(fā)生中斷請求的條件的是_。   a. 一次邏輯運算結(jié)束          b. 一次dma操作結(jié)束   c. 一次算術(shù)運算結(jié)束          d.一條指令執(zhí)行結(jié)束四. 簡答題（共20分） 1.什么叫指令？什么叫微指令？二者有什么關(guān)系？