《計算機組成原理》(答案已補全)

《計算機組成原理》模擬題1一、名詞解釋總線指令系統(tǒng)微指令溢出二、填空題諾依曼設(shè)計原則，其硬件是由（（（（）和（）組成。計算機系統(tǒng)是由（）和（）兩大部分構(gòu)成。計算機最主要的三大性能指標(biāo)是（（、和（。一個完善的指令系統(tǒng)應(yīng)滿足（（（、和（）的要求。第1頁共2頁堆棧的硬件是由（）和（）構(gòu)成，存取是按（）原則。通?？刂破鞯脑O(shè)計可分為（）和（，前者采用的核心器件是（的核心器件是（。主機與外設(shè)的連接方式有（（）和（。目前在微型機中主機與外設(shè)廣泛采用的信息交換方式是（）和（。三、簡答題簡述中斷的處理過程。它與程序查詢方式有何不同點？按通道的工作方式，通道分哪幾類？簡述其特點。參考答案：中斷的處理過程大致可分為五個步驟：1）中斷請求2）中斷排隊3）中斷響應(yīng)4）中斷處理5）中斷返回與程序查詢方式的不同點：設(shè)是串行工作的。第2頁共2頁能力。答案要點：多路通道三種類型。特點：字節(jié)多路通道：1）有多個子通道，設(shè)備間可（分時）并行操作。2）數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位交叉?zhèn)魉汀?）適合于連接大量的低速設(shè)備。選擇通道：1）被選中的外設(shè)采用獨占方式使用通道。2）數(shù)據(jù)以成組（數(shù)據(jù)塊）方式進(jìn)行傳輸。3）適合于連接高速外設(shè)。數(shù)組多路通道：是將前二者的優(yōu)點結(jié)合在一起的一種通道結(jié)構(gòu)。數(shù)組多路通道含有多個子通道，可同時執(zhí)行多個通道程序，數(shù)據(jù)以成組方式進(jìn)行傳送。既具有多路并行操作能力，又有很高的數(shù)據(jù)傳輸率，可用來連接多臺中高速的外設(shè)。存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)如圖所示：CPUCPU高速緩存主存儲器I/O控制磁鼓磁盤磁帶輔助存儲器速度匹配；存儲容量較小。成本高。第3頁共2頁較高，每位價格介于高速緩存和輔存之間。容量極大而速度較低，單位成本低。四、計算題已知x=-0.10101,y=+0.11011，符號用雙符號位表示。求1．[X]=？[Y]=？原 原2．[X]=？[Y]=？補 補3．[X+Y] =？[X-Y] =補 補寫出補碼一位乘的運算步驟。與原碼乘法運算有何不同？寫出補碼乘法運算器的基本部件。參考答案：已知x=-0.10101,y=符號用雙符號位表示答案要點：1．[X]=11.10101 [Y]=00.11011原 原2．[X]=11.01011

=00.11011補3．[X+Y]補

=[X]補

+[Y]

補=11.01011+00.11011=00.00110結(jié)果的兩個符號位相同，補無溢出。[X-Y] =[X] +[-Y]=11.01011+11.00101=10.10000結(jié)果的兩個符號位不相同，補 補 補為10，產(chǎn)生下溢。2）與原碼乘法運算有何不同？答案要點：①補碼乘法：運算結(jié)果的符號位無需單獨處理；而原碼乘法：結(jié)果的符號位需單獨處理。②原碼乘法：位于乘數(shù)寄存器末位的乘數(shù)作為判斷位；而補碼乘法則是以乘數(shù)寄存器最末兩位作判斷位。第4頁共2頁③若乘數(shù)的有效尾數(shù)n位。原碼乘法須做n次加法，n次移位；而補碼乘法則需n+1次加法，n次移位。3）寫出補碼乘法運算器的基本部件。答案要點：所用的基本部件：①存放部分積累加和的寄存器；②存放乘數(shù)（具備移位功能）和被乘數(shù)的寄存器；③加法器；④移位器；⑤計數(shù)器。五、設(shè)計題32K×32的RAM128K×64的存儲器。畫出存儲器的邏輯框圖。參考答案：答 案 要 點 ：六、綜合應(yīng)用題在模型機的數(shù)據(jù)通路上，對于指令A(yù)DDX(R1)，(R2)+，回答下列問題：第5頁共2頁寫出指令的執(zhí)行流程。參考答案：答案要點：1、2）指令的執(zhí)行流程及目的周期的數(shù)據(jù)通路：↓0FT：M→MBR→IR0↓1FT：PC+1→PC1↓ST0：PC→MAR↓ST1：M→MBR→C↓ST2：PC+1→PC↓1ST3：C+R→MAR1↓ST4：M→MBR→C↓DT0：R2→MAR ；R2→A選擇器，S0-3，M，DM，CPMAR↓DT1：M→MBR→D；R/W，SMBR，MBR→B選擇器，S0-3，M，DM，CPD↓2 2 2 0-3 0 DT2：R+1→R ；R→A選擇器，M，C，DM，CPR2 2 2 0-3 0 ↓ET0：C+D→MBR↓ET1：MBR→M↓ET2：PC→MAR《計算機組成原理》模擬題2一、名詞解釋第6頁共2頁尋址方式指令周期虛擬存儲器3．多級中斷二、填空題計算機指令的基本格式應(yīng)包括（）和（）部分表示的是（；在相對尋址方式中，地址碼部分表示的是（。按功能分類，存儲器可以分為（（（）等。源數(shù)據(jù)為1001011，若采用奇校驗，則其校驗位是（。CPU響應(yīng)某中斷請求的條件是一條指令結(jié)束時且（（）和（。微指令的格式有（）（）型微指令和混合型微指令。第7頁共2頁輸入輸出設(shè)備的編址方式有（）和（。三、簡答題1．試分析比較DMA方式和中斷傳送方式的異同點，說明DMA替代中斷方式。2．何為三級存儲體系結(jié)構(gòu)？分析采用這種結(jié)構(gòu)的原因和優(yōu)點？3．簡要說明動態(tài)RAM的各種刷新方式及其特點。參考答案：相同點信息交換方式。2）兩種方式下主機和外設(shè)之間均可實現(xiàn)一定程度的并行工作。DMA方式則是用硬件代替軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。2）中斷傳送方式不僅適合于一般的信息換，對高速外設(shè)采用程序中斷方式傳送數(shù)據(jù)往往回丟失數(shù)據(jù)。DMA方式不能替代中斷方式的原因：2）在DMA方式的數(shù)據(jù)傳輸過程中，需用到中斷方式。答案要點：把各種不同存儲容量，不同存取速度的存儲器，按一定的體系結(jié)Cache--輔存存儲層次。這就是三級存儲體系結(jié)構(gòu)。采用Cache--主存存儲層次的原因和優(yōu)點：在速度方面，計算機的主存和CPU一第8頁共2頁CPUCacheCPU和主存之間設(shè)置成Cache-CPU采用主由于成本和工藝的原因，主存的存儲容量受到了限制，另一方面，系統(tǒng)程序、應(yīng)用程序及各種信息量要求主存容量越來越大。采答案要點：動態(tài)RAM的刷新方式有集中式刷新、分散式刷新、異步式刷新集中式刷新的特點：其優(yōu)點是系統(tǒng)的存取周期不受刷新工作的影響，讀寫操作和刷新工作在最大刷寫操作。這對主機而言是個“死區(qū)”異步式刷新的特點：結(jié)合了上述兩種方式的優(yōu)點，充分利用了最大刷新間隔。對因此，這種方式使用得比較多。透明式刷新的特點：該方式不占用CPU時間，對CPU而言是透明的操作；但控制線路復(fù)雜。四、計算題第9頁共2頁已知x=0.1011,y=-0.1101，符號用雙符號位表示。求1．[X+Y] =？[X-Y] =？并分別討論其溢出情況。補 補參考答案：已知x=0.1011,y=-0.1101，符號用雙符號位表示。答案要點：1．[X+Y] =[X]

=00.1011+11.0011=11.1110，結(jié)果的兩個符補 補 補號位相同，無溢出。[X-Y] =[X] +[-Y]=00.1011+00.1101=01.1000，結(jié)果的兩個符號位不相同，補 補 補為01，產(chǎn)生上溢。五、設(shè)計題采用4K×8的RAM芯片，構(gòu)成32K×16的存儲器。2．用十六進(jìn)制寫出該存儲器占用的地址空間。參考答案：答 案 要 點 ：第10頁共2頁；該存儲器占用的地址空間按字編址）六、綜合應(yīng)用題在模型機的數(shù)據(jù)通路上，對于指令SUBX(R1)，-(R2)1．寫出指令的執(zhí)行流程。2．寫出目的周期的全部數(shù)據(jù)通路。參考答案：答案要點：1、2）指令的執(zhí)行流程及目的周期的數(shù)據(jù)通路：↓0FT：M→MBR→IR0↓1FT：PC+1→PC1↓0ST：PC→MAR0↓1ST：M→MBR→C1↓2ST：PC+1→PC2↓3 ST：C+R→3 ↓4ST：M→MBR→C4↓0 2 2 2 0-3 0 DT：R-1→R； R→A選擇器，S ，M，C，DM，0 2 2 2 0-3 0 ↓1 2 2 DT：R→MAR； R→A選擇器，S ，M，DM1 2 2 ↓2 DT選擇器2 ↓0ET：D-C→MBR0↓1ET：MBR→M1↓2ET：PC→MAR2第11頁共2頁《計算機組成原理》模擬題3一、名詞解釋基本字長數(shù)據(jù)通路程序中斷5．灰度級二、填空題計算機指令的基本格式應(yīng)包括（）和（）其尋址方式：操作數(shù)在指令中為（）尋址方式，操作數(shù)的存儲單元地址在指令中，為（）尋址方式。存儲器地址譯碼電路的譯碼方式有（）和（）兩種方式。第12頁共2頁336）10 =（2 =（）1。4CPU（CPU（中斷周期結(jié)束后進(jìn)入（）周期。微指令的類型通常有（）（）型微指令和混合型微指令。通常控制器的設(shè)計可分為（）和（，前者采用的核心器件是（核心器件是（。主機與外設(shè)的連接方式有（（）和（。8．目前在微型機中主機與外設(shè)廣泛采用的信息交換方式是（）和（。三、簡答題簡述其中兩種補碼加減運算判別溢出方法的工作原理。第13頁共2頁字節(jié)多路通道和數(shù)組多路通道有何相同點？有何不同點？CPU參考答案：以下三種方法答對其中任意兩種方法即可。方法1：兩個符號相同的補碼數(shù)相加，如果和的符號與加數(shù)符號相反，或者符號相反的兩個補碼數(shù)相減，差的符號與減數(shù)符號相同，表明運算結(jié)果溢出。方法2：兩個補碼數(shù)實現(xiàn)加減運算時，若最高數(shù)值位向符號位的進(jìn)位值與符號位產(chǎn)生的進(jìn)位輸出值不相同，則表明運算結(jié)果產(chǎn)生了溢出。方法3：采用雙符號位方案。當(dāng)兩位符號位的值不相同時，則表明運算結(jié)果產(chǎn)生了溢出。不同點：字節(jié)多路通道 數(shù)組多路通道第14頁共2頁連接低速設(shè)備 連接中高速設(shè)備以字節(jié)為單位傳送 以數(shù)據(jù)塊為單位傳送設(shè)備間并行操作 一設(shè)備傳數(shù)，其它設(shè)備只作輔助操作IRMARMBR和狀態(tài)標(biāo)志寄存器等。PCMARIR通用寄存器及存儲器數(shù)據(jù)寄存器MBR的位數(shù)取決于操作數(shù)（或操作數(shù)地址）的基本字長。四、計算題1．已知x=0.10101,y=–0.11011用定點補碼一位乘法計算[x*y]，要求寫出計算步驟。補2．已知x=2–011ⅹ0.101100,y=2–010ⅹ（–0.100100）[x+y]補參考答案：1．已知x=0.10101,y=–0.11011。[x×y]=1.0111001001，詳細(xì)運算步驟略。補2．[X]=1.101，00.101100 [Y]=1.110，11.011100 浮點補碼格式補 補1）判零，對階右移階+1，[X]=1.110，00.010110 求和得11.110010尾 補2）規(guī)格化[X+Y] 左移2次階碼-2 [X+Y]=1.100，11.001000 無溢出尾 補五、設(shè)計題1M×4的RAM4M×8的存儲器。完成下列各題：畫出存儲器連線框圖，圖中標(biāo)明信號的種類、方向和信號線的條數(shù)。用十六進(jìn)制寫出存儲器占用的地址空間。第15頁共2頁參考答案：答 案 要 點 ：圖略；該存儲器占用的地址空間按字編址）六、綜合應(yīng)用題在模型機的數(shù)據(jù)通路上，對于指令A(yù)DD–(R1)，@(R2)+，回答下列問題：寫出指令的執(zhí)行流程。寫出取源操作數(shù)周期的全部數(shù)據(jù)通路。與MOV–(R1)，@(R2)+參考答案：答案要點：1、2）指令的執(zhí)行流程及目的周期的數(shù)據(jù)通路：↓0FT：M→MBR→IR0↓1FT：PC+1→PC1第16頁共2頁↓0 1 1 1 0-3 0 ST：R-1→R ； R→A（或B）選擇器，S ，M，C，DM0 1 1 1 0-3 0 ↓1 1 1 ST：R→MAR； R→A（或B）選擇器，S ，M，DM1 1 1 ↓2ST；