2014北科計(jì)算機(jī)組成原理試題

1、北京科技大學(xué)2014年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題試題編號：869試題名稱：計(jì)算機(jī)組成原理（共9頁）適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)（專業(yè)學(xué)位）、軟件工程（專業(yè)學(xué)位）說明：所有答案必須寫在答題紙上，做在試題或草稿紙上無效。一、填空（滿分40分，每題2分）.存儲程序原理是指,它是型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的核心思想。.設(shè)浮點(diǎn)數(shù)長16位，高8位是階碼，含1位階符，低8位是尾數(shù)，含1位數(shù)符，階碼和尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示，基值（底）為2,尾數(shù)為規(guī)格化、無隱藏位，機(jī)器數(shù)為FC60H的十進(jìn)制真值是，十進(jìn)制真值11/128的規(guī)格化浮點(diǎn)編碼是（16進(jìn)制助記形式）o已知x補(bǔ)=X0.X1X2.Xn,貝U-X補(bǔ)=04

2、.設(shè)機(jī)器數(shù)長8位，定點(diǎn)小數(shù)，最高位是符號位，竺的原碼是,1283535的補(bǔ)碼是。5. 64若浮點(diǎn)數(shù)格式中階碼的底一定，且尾數(shù)采用規(guī)格化表示法，則浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決丁位數(shù)，而精度取決丁位數(shù)。.半導(dǎo)體隨機(jī)讀寫存儲器包括和,前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。.存儲系統(tǒng)中，CPU能直接訪問和,但不能直接訪問磁盤和光盤。8. 設(shè)主存儲器容量為64K32位，則CPU中用做主存接口的寄存器MAR勺位數(shù)是,MBR勺位數(shù)是。9.中斷周期前的CPU工作周期是，中斷周期后的CPU工作周期At.o10.移碼表示法主要用丁表示，以利丁在加減運(yùn)算的操作中比較大小。11.某機(jī)指令字長24位，定長操作碼，共能完成12

3、9種操作，采用單地址格式可直接尋址的范圍是,采用二地址格式指令，可直接尋址范圍是。用74181和74182組成64位多重進(jìn)位運(yùn)算器，則需興74181和片74182。12. 寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)存放在,寄存器中存放的CPLM出一條指令并執(zhí)行這條指令的時(shí)間稱為?13. 微程序中的微指令是指。當(dāng)前正在執(zhí)行的指令保存在CPL勺寄存器中，運(yùn)算結(jié)果如溢出、為負(fù)、為零等狀態(tài)標(biāo)志保存在CPL勺寄存器中。14. 設(shè)相對尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一字節(jié)是操作碼，第二字節(jié)是用補(bǔ)碼表示的相對位移量，若轉(zhuǎn)移指令地址為200aH，要求轉(zhuǎn)移到2002H,則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)內(nèi)容為。15. 為運(yùn)算器構(gòu)造的簡單性，運(yùn)

4、算方法中常采用口減法、除法或補(bǔ)碼乘除法。組合邏輯控制器的基本思想是：某一微操作控制信號是碼輸出，信號和各種狀態(tài)信號的邏輯函數(shù)。16. 組合邏輯控制器所采用的三級時(shí)序是指:日脈沖等三級。1. 二、選擇(滿分30分，每題1分)一個(gè)8位的二進(jìn)制整數(shù)，若采用補(bǔ)碼表示，且由3個(gè)“1”和5個(gè)“0”組成,貝U最小值為。2. -127B.-32C.-125D.-3下列數(shù)中最大的數(shù)是。3. (10011001)2B.(227)8C.(98)16D.(152)10若浮點(diǎn)數(shù)用補(bǔ)碼表示，則判斷運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)的方法是A. 階符與數(shù)符相同為規(guī)格化數(shù)B. 階符與數(shù)符相異為規(guī)格化數(shù)C. 數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相

5、異為規(guī)格化數(shù)4. 數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化數(shù)假定下列字符碼中有奇偶校驗(yàn)位，但沒有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，采用偶校驗(yàn)的字符碼A. 11001011B.11010110C.11001001D.110000015.計(jì)算機(jī)的存儲器采用分級方式是為了。A. 減少主機(jī)箱的體積B. 解決容量、速度、價(jià)格三者之間的矛盾C. 存儲大量數(shù)據(jù)方便6. 操作方便下面所述不正確的是。A. RAMT隨機(jī)存取信息，掉電后信息丟失B. 訪問RAM寸，訪問時(shí)間與單元的物理位置無關(guān)C. 內(nèi)存中存儲的信息均是不可改變的7 隨機(jī)存儲器和只讀存儲器可統(tǒng)一編址.某計(jì)算機(jī)字長32位，存儲容量為4MB若按半字編址，它的尋址范圍是8 4MB

6、.3MC.2MD.1M.在定點(diǎn)二進(jìn)制運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般通過來實(shí)現(xiàn)。A. 原碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器B.補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器9. C.補(bǔ)碼運(yùn)算的十進(jìn)制加法器D.補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制加法器在向下生成的堆棧中，如果入棧指令PUSH湘勺操作定義為：SP(SP)+1,M(SP)M(X),則出棧指令POPX應(yīng)定義為。A. S2(SP)-1,M(X)M(SP)B.S(SP)+1,M(X)M(SP)10. C.M(X)M(SP),S(SP)-1D.M(X)M(SP),S(SP)+1以下四種類型指令中，執(zhí)行時(shí)間最長的是。11. RRSB.RS型C.SS型D.SR型微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是A. 每一

7、條機(jī)器指令由一條微指令來執(zhí)行B. 每一條機(jī)器指令由一段微指令編寫的微程序來解釋執(zhí)行C. 每一條機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行12. 一條微指令由若干條機(jī)器指令組成從控制存儲器中讀取一條微指令并執(zhí)行相應(yīng)操作的時(shí)間叫A. CPl期B.微周期13. C.時(shí)鐘周期D.機(jī)器周期掛接在總線上的多個(gè)部件。A. 只能分時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并只能分時(shí)從總線接收數(shù)據(jù)B. 只能分時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可同時(shí)從總線接收數(shù)據(jù)C. 可同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并同時(shí)從總線接收數(shù)據(jù)14. 可同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但只能分時(shí)從總線接收數(shù)據(jù)單地址指令中為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外,另一個(gè)常需采用。A. 堆棧

8、尋址方式B.立即尋址方式15. C.隱含尋址方式D.間接尋址方式同步控制是。A. 只適用丁CPlfi制的方式B. 只適用丁外圍設(shè)備控制的方式C. 由統(tǒng)一時(shí)序信號控制的方式16. 所有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式為了便丁實(shí)現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的辦法是采用。17. A.通用寄存器B.堆棧C.存儲器D.外存下面浮點(diǎn)運(yùn)算器的描述中正確的句子是：。A. 尾數(shù)部件只進(jìn)行乘法和除法運(yùn)算B. 階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除四種運(yùn)算C. 階碼部件只進(jìn)行階碼相加、相減和比較操作尾數(shù)部件只進(jìn)行乘法和減法運(yùn)算18.在定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算中產(chǎn)生溢出的原因是。A. 運(yùn)算過程中最高位產(chǎn)生了進(jìn)位或借位B. 參加運(yùn)算的操作數(shù)超出了機(jī)

9、器表示的范圍C. 寄存器的位數(shù)太少，不得不舍棄最低有效位19. 運(yùn)算的結(jié)果超出了機(jī)器的表示范圍在浮點(diǎn)數(shù)加減法的對階過程中，。A. 將被加（減）數(shù)的階碼向加（減）數(shù)的階碼看齊B. 將加（減）數(shù)的階碼向被加（減）數(shù)的階碼看齊C. 將較大的階碼向較小的階碼看齊20. 將較小的階碼向較大的階碼看齊四片74181和1片74812器件相配合，具有如下進(jìn)位傳遞功能。A.申行進(jìn)位B.組內(nèi)先行進(jìn)位，組問先行進(jìn)位21 C.組內(nèi)先行進(jìn)位，組問申行進(jìn)位D.組內(nèi)申行進(jìn)位，組問先行進(jìn)位.指令系統(tǒng)采用不同尋址方式的目的是。A. 實(shí)現(xiàn)存貯程序和程序控制。B. 縮短指令長度，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性。C. 可直接訪問外存。

10、D. 提供擴(kuò)展操作碼的可能并降低指令譯碼的難度。22 .系統(tǒng)總線地址的功能是。A. 選擇主存單元地址B. 選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備C. 選擇外存地址23. 指定主存和I/O設(shè)備接口電路的地址算術(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(jìn)位標(biāo)志位B. 符號位不變，并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位C. 進(jìn)位標(biāo)志位移至符號位，順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位24. 符號位填1,并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位某寄存器中的值有時(shí)是地址，因此只有計(jì)算機(jī)的才能識別它。25. A.譯碼器B.判斷程序C.指令D.時(shí)序信號在虛擬存貯器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時(shí)，由成地址映射。A.程序

11、員B編譯器C裝入程序D.操作系統(tǒng)26.周期挪用方式常用于式的輸入/輸出中。27. A.DMAB.中斷C.程序傳送D.通道至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息仍以二進(jìn)制方式表示的理由是。A.節(jié)約元件B.運(yùn)算速度快28. C.物理器件的性能決定D.信息處理方便下列敘述中正確的是。A. 只有I/O指令可以訪問I/O設(shè)備。B. 在統(tǒng)一編址下，不能直接訪問I/O設(shè)備。C. 訪I可存儲器的指定不能訪I可I/O設(shè)備。D. 在具有專門I/O指令的計(jì)算機(jī)中，I/O設(shè)備才可以單獨(dú)編址。29.在各種I/O方式中，中斷方式的特點(diǎn)是。A. CPS外設(shè)申行工作，傳送與主程序申行工作。B. CPS外設(shè)并行工作，傳送與主程序申行工作

12、。C. CPS外設(shè)申行工作，傳送與主程序并行工作。D. CPS外設(shè)并行工作，傳送與主程序并行工作。30.某計(jì)算機(jī)的控制器采用微程序控制方式，微指令中的操作控制字段采用分段直接編碼法，共有26個(gè)微命令，構(gòu)成4個(gè)互斥類，分別包含3、5、12和6個(gè)微命令，則操作控制字段至少有。A.4B.12C.15D.26三、簡答題（滿分30分，每題5分）1.什么是軟件與硬件的邏輯等效性，并舉出兩個(gè)實(shí)例。2. 畫出微程序控制器的構(gòu)成框圖，并說明各部分的功能。3. 某四位加法器的四位進(jìn)位信號分別為G、G、G、C,低位來的信號為C0,請分別按下述兩種方式寫出Q、G、G、G的邏輯表達(dá)式。4. （1）申行進(jìn)位方式（2）并行

13、進(jìn)位方式當(dāng)指令系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)確定后，給出組合邏輯控制器的設(shè)計(jì)步驟。比較組合邏輯控制器和微程序控制器的特點(diǎn)。5. 以打印機(jī)輸出為例說明中斷的全過程，并比較中斷方式和DMM式的特點(diǎn)。6. 比較Cache和虛擬存儲器，說明它們的相似點(diǎn)與不同。1. 四、綜合題（共50分）（6分）（1）定點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算溢出判斷的三種方法是什么？分別列出邏輯表達(dá)式并加以說明。（2）已知機(jī)器字長8位,x=-0.0111100,y=+0.1100100，求x補(bǔ)，-x補(bǔ),y補(bǔ)，-y補(bǔ)，x+y=?,x-y=?要求給出運(yùn)算器的計(jì)算過程，并用溢出判別方法判斷結(jié)果是否溢出。2. （4分）已知X=0.1010,Y=-0.1101,用

14、原碼一位乘法計(jì)算X*Y=?其中寄存器、加法器的寬度均為4位，要求寫出詳細(xì)計(jì)算過程與說明。角車:X原=Y原=X*Y原=X*Y=實(shí)現(xiàn)的具體過程：C（進(jìn)位觸發(fā)器）P（部分積寄存器）Y（除數(shù)寄存器）說明3. （6分）已知X=-0.0110101X211,Y=0.1100100X2-11（此處數(shù)均為二進(jìn)制）。浮點(diǎn)數(shù)階碼用4位移碼，尾數(shù)用8位補(bǔ)碼表示（含符號位），（1）寫出X,Y的浮點(diǎn)數(shù)表示（要求格式：數(shù)符階碼尾數(shù)）。（2）計(jì)算X+Y要求給出運(yùn)算過程（舍入采用0舍1入法）。（3）如何判斷浮點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算是否溢出？并說明發(fā)生溢出時(shí)如何處理？并判斷上述運(yùn)算結(jié)果是否溢出。3. （7分）有一個(gè)全相聯(lián)Cache系統(tǒng)

15、，Cache由8個(gè)塊構(gòu)成，CPUX出的主存地址流序列分別為：14、18、14、18、8、4、8、10,求（1）每次訪問后，Cache的地址分配情況。（2）當(dāng)Cache的容量換成4個(gè)塊，地址流為6、15、6、13、11、10、8、7時(shí),求采用先進(jìn)先出替換算法的相應(yīng)地址分配和操作。4. （3分）設(shè)指令字長為16位，每個(gè)操作數(shù)的地址碼為6位，指令有零地址、一地址、二地址3種格式。（1）設(shè)指令系統(tǒng)的操作碼長度和位置固定，若零地址指令有M種，一地址指令有N種，則二地址指令最多有幾種？（2）采用擴(kuò)展操作碼技術(shù)，二地址指令最多有幾種？（3）采用擴(kuò)展操作碼技術(shù)，若二地址指令有P條，零地址指令有Q條，則一地址指

16、令最多有幾種？5. （6分）設(shè)某機(jī)存儲字長、指令字長和機(jī)器字長均相等，該機(jī)的指令格式如下：538OPMA其中，A為形式地址，補(bǔ)碼表示（包括一位符號位）；M為尋址方式，M=0立即尋址；M=1直接尋址（此時(shí)A視為無符號數(shù)）；M=2間接尋址（此時(shí)A視為無符號數(shù)）；M=3變址尋址（A為位移量，變址寄存器為R）;M=4相對尋址。求：（1）該指令格式能定義多少種不同的操作？立即尋址操作數(shù)的范圍是多少？（2）寫出各種尋址方式（M=t2、3、4）計(jì)算有效地址的表達(dá)式。（3）當(dāng)M=t2、4時(shí)，能訪問的最大主存空間為多少機(jī)器字？6. （8分）某半導(dǎo)體存儲器容量4KX8位。其中固化區(qū)2KX8位（低地址），用1KX8位的EPRO咻片組成；隨機(jī)讀寫區(qū)2KX8位（高地址），由2KX4位的SRAM芯片組成。地址總線Ai-A,雙向數(shù)據(jù)總線D7-D0,R/W控制讀寫。試問：（1）數(shù)據(jù)緩沖寄存器多少位？地址寄存器多少位？（2）二種芯片各需多少片？求每片芯片的片選邏輯式與地址分配完成下表。（3）設(shè)計(jì)并完成該存儲器邏輯圖，注明芯片與地址總線、數(shù)據(jù)總線和R/W信號線的聯(lián)結(jié)，并實(shí)現(xiàn)片選邏輯。芯片編虧芯片類型芯片容量芯片地址片選邏輯表認(rèn)式地址范圍1二EPROM:1KA9A)CS=2CS2=3CS3=41CS4=邏輯