計算機組成原理期末考試試題及答案

計算機組成原理期末考試試題及答案----一、選擇題(共2０分,每題１分)1.零地址運算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址,它的操作數(shù)來自_＿___＿。Ａ.立即數(shù)和棧頂;B.暫存器;C．棧頂和次棧頂;D.累加器。２.＿_____可區(qū)分存儲單元中存放的是指令還是數(shù)據(jù)。Ａ.存儲器；Ｂ．運算器；Ｃ.控制器;Ｄ．用戶。3．所謂三總線結(jié)構(gòu)的計算機是指_＿_＿＿＿。Ａ.地址線、數(shù)據(jù)線和控制線三組傳輸線。B．I/O總線、主存總統(tǒng)和ＤＭA總線三組傳輸線；C．I／Ｏ總線、主存總線和系統(tǒng)總線三組傳輸線；Ｄ.設備總線、主存總線和控制總線三組傳輸線.。4.某計算機字長是3２位，它的存儲容量是256KB，按字編址，它的尋址范圍是______。A.128K；B.6４K;C．64KＢ;D．1２8KB5.主機與設備傳送數(shù)據(jù)時，采用＿____＿，主機與設備是串行工作的。A.程序查詢方式;B．中斷方式;C.DＭＡ方式;D．通道。6.在整數(shù)定點機中,下述第___＿__種說法是正確的。A．原碼和反碼不能表示-1,補碼可以表示-1;B.三種機器數(shù)均可表示－１；C.三種機器數(shù)均可表示-1，且三種機器數(shù)的表示范圍相同;D．三種機器數(shù)均不可表示－1。7.變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址是_____＿。A.基址寄存器內(nèi)容加上形式地址（位移量);B.程序計數(shù)器內(nèi)容加上形式地址;C.變址寄存器內(nèi)容加上形式地址；Ｄ．以上都不對。8．向量中斷是＿___＿＿。A．外設提出中斷；B.由硬件形成中斷服務程序入口地址;Ｃ．由硬件形成向量地址,再由向量地址找到中斷服務程序入口地址D.以上都不對。9．一個節(jié)拍信號的寬度是指＿_＿__＿。A.指令周期；B.機器周期；C.時鐘周期；D.存儲周期。10．將微程序存儲在EＰROM中的控制器是______控制器。A．靜態(tài)微程序；B.毫微程序;C.動態(tài)微程序；D．微程序。11．隱指令是指_＿＿＿_＿。A.操作數(shù)隱含在操作碼中的指令;Ｂ．在一個機器周期里完成全部操作的指令;C．指令系統(tǒng)中已有的指令;D．指令系統(tǒng)中沒有的指令。12．當用一個16位的二進制數(shù)表示浮點數(shù)時，下列方案中第_＿_＿_種最好。Ａ.階碼取４位（含階符1位）,尾數(shù)取12位(含數(shù)符1位）;B．階碼取5位(含階符1位）,尾數(shù)取11位(含數(shù)符1位）；C．階碼?。肝唬êA符1位），尾數(shù)取8位（含數(shù)符1位);D．階碼?。段唬êA符1位),尾數(shù)取12位(含數(shù)符1位)。1３．DＭA方式__＿___。A．既然能用于高速外圍設備的信息傳送,----也就能代替中斷方式;B.不能取代中斷方式;Ｃ．也能向CPU請求中斷處理數(shù)據(jù)傳送；D.內(nèi)無中斷機制。1４.在中斷周期中，由______將允許中斷觸發(fā)器置“0”。Ａ．關中斷指令;B．機器指令；C．開中斷指令；Ｄ．中斷隱指令。１5．在單總線結(jié)構(gòu)的ＣPU中,連接在總線上的多個部件___＿__。A.某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù),并且只有一個可以從總線接收數(shù)據(jù)；B.某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù),但可以有多個同時從總線接收數(shù)據(jù);C．可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù),并且可以有多個同時從總線接收數(shù)據(jù);D.可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有一個同時從總線接收數(shù)據(jù)。16．三種集中式總線控制中，_＿＿___方式對電路故障最敏感。Ａ．鏈式查詢;B．計數(shù)器定時查詢；C.獨立請求；Ｄ．以上都不對。17.一個1６K某8位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是____＿＿。A．48；Ｂ．46；Ｃ．17；Ｄ.２２．18．在間址周期中,______。Ａ．所有指令的間址操作都是相同的;B．凡是存儲器間接尋址的指令，它們的操作都是相同的;C.對于存儲器間接尋址或寄存器間接尋址的指令,它們的操作是不同的;D.以上都不對。1９.下述說法中_＿＿＿_＿是正確的。Ａ.EPROM是可改寫的，因而也是隨機存儲器的一種;Ｂ．EPＲOM是可改寫的，但它不能用作為隨機存儲器用;C.EPＲＯM只能改寫一次,故不能作為隨機存儲器用;D.ＥPRＯＭ是可改寫的，但它能用作為隨機存儲器用。20.打印機的分類方法很多,若按能否打印漢字來區(qū)分,可分為_＿_＿__。A.并行式打印機和串行式打印機；B.擊打式打印機和非擊打式打印機；C.點陣式打印機和活字式打印機；D．激光打印機和噴墨打印機。二、填空（共20分，每空１分)１．設浮點數(shù)階碼為8位(含1位階符)，尾數(shù)為2４位(含1位數(shù)符）,則32位二進制補碼浮點規(guī)格化數(shù)對應的十進制真值范圍是：最大正數(shù)為A，最小正數(shù)為B,最大負數(shù)為C,最小負數(shù)為Ｄ2．指令尋址的基本方式有兩種，一種是A尋址方式，其指令地址由B給出,另一種是C尋址方式，其指令地址由D給出。3．在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中,假設四個過程段的時間分別是T1=6０ｎ﹑T2=5０nｓ﹑T3＝90n﹑T4=８0n則加法器流水線的時鐘周期至少為A如果采用同樣的邏輯電路,但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為B4．一個浮點數(shù)，當其尾數(shù)右移時，欲使其值不變，階碼必須A尾數(shù)右移1位，階碼B５．存儲器由m（m=1,2,4,8…）個模塊組成,每個模塊有自己的A和B寄存器,若存儲器采用C編址,存儲器帶寬可增加到原來的D倍。６．按序?qū)懗龆嘀刂袛嗟闹袛喾粘绦虬ˋ、Ｂ、Ｃ、----D和中斷返回幾部分。三、名詞解釋（共1０分，每題2分)1．微操作命令和微操作２．快速緩沖存儲器3．基址尋址4．流水線中的多發(fā)技術5.指令字長四、計算題(５分)設機器數(shù)字長為8位（含１位符號位),設A=649,B＝3213-，計算[A±B]補,并還原成真值。五、簡答題（共２0分)1.異步通信與同步通信的主要區(qū)別是什么,說明通信雙方如何聯(lián)絡。(４分）2.為什么外圍設備要通過接口與CPU相連接口有哪些功能（6分）六、問答題(共１5分)1.設CPU中各部件及其相互連接關系如下圖所示。圖中W是寫控制標志，Ｒ是讀控制標志,R1和Ｒ2是暫存器。（８分)(１）假設要求在取指周期由ALU完成（ＰC)＋１→ＰC的操作（即ALU可以對它的一個源操作數(shù)完成加1的運算）。要求以最少的節(jié)拍寫出取指周期全部微操作命令及節(jié)拍安排。（２)寫出指令ＡDＤ＃α(#為立即尋址特征,隱含的操作數(shù)在AＣC中)在執(zhí)行階段所需的微操作命令及節(jié)拍安排。２.ＤMA接口主要由哪些部件組成在數(shù)據(jù)交換過程中它應完成哪些功能畫出DＭA工作過程的流程圖(不包括預處理和后處理)七、設計題(１0分)設CPU共有16根地址線,8根數(shù)據(jù)線,并用MREQ作訪存控制信號(低電平有效）,用WR作讀寫控制信號(高電平為讀,低電平為寫）?，F(xiàn)有下列芯片及各種門電路(門電路自定）,如圖所示。畫出ＣPU與存儲器的連接圖，要求:(1)存儲芯片地址空間分配為：最大４K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū),相鄰的4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū),最小１6Ｋ地址空間為用戶程序區(qū)；(２）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量;（3)詳細畫出片選邏輯。----74138譯碼器DnD0RAM:1K某4位2K某8位8K某8位16K某1位4K某4位ROM:2K某8位8K某8位32K某8位AADnD0AA2AG2BG7Y0YG1，，為控制端C,B,A為變量控制端……為輸出端(1）主存地址空間分配：600０H～67FFＨ為系統(tǒng)程序區(qū)；68００Ｈ～6ＢFFH為用戶程序區(qū)。（2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片？（3）詳細畫出存儲芯片的片選邏輯圖。答案:一、選擇題(共2０分,每題１分）１．C2．C３．B４．B５.A6.B7．C8．C9.C10.Ａ11．D12.B13.B14．Ｄ１５．B16.A1７.D18．Ｃ19.B20．C二、填空（共２0分，每空1分)１.A．A．21２7（1－２-23)Ｂ.２－129Ｃ．2-１28(-2－1－2-２3)D.-212７2.Ａ．順序Ｂ.程序計數(shù)器Ｃ．跳躍D．指令本身3.Ａ．90nB.280ｎ4.Ａ.A.增加Ｂ．加１5．Ａ.地址Ｂ.數(shù)據(jù)Ｃ.模ｍD.m6.A．保護現(xiàn)場B.開中斷C．設備服務D.恢復現(xiàn)場三、名詞解釋(共10分,每題2分)1.微操作命令和微操作答：微操作命令是控制完成微操作的命令;微操作是由微操作命令控制實現(xiàn)的最基本操作。2．快速緩沖存儲器答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CＰU和主存之間增設的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調(diào)入緩存，這樣CＰU每次只須訪問快速緩存就可達到訪問主存的目的,從而提高了訪存速度。3.基址尋址答:基址尋址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的內(nèi)容。4．流水線中的多發(fā)技術答:為了提高流水線的性能,設法在一個時鐘周期(機器主頻的倒數(shù))內(nèi)產(chǎn)生更多條指令的結(jié)果,這就是流水線中的多發(fā)技術。5.指令字長答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數(shù)。四、(共5分)計算題答:[A+Ｂ］補=1.1011110，A＋B=（-１7/６4)［A-B]補=1．１00０11０，A-B＝（35/6４)五、簡答題(共2０分)１.(4分）答：同步通信和異步通信的主要區(qū)別是前者有公共時鐘,總線上的所有設備按統(tǒng)一的時序,統(tǒng)一的傳輸周期進行信息傳輸,通信雙方按約定好的時序聯(lián)絡。后者沒有公共時鐘,沒有固定的傳輸周期，----采用應答方式通信,具體的聯(lián)絡方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方?jīng)]有相互制約關系；半互鎖方式通信雙方有簡單的制約關系;全互鎖方式通信雙方有完全的制約關系。其中全互鎖通信可靠性最高。2.（6分,每寫出一種給1分,最多６分)答:外圍設備要通過接口與ＣPU相連的原因主要有：（1)一臺機器通常配有多臺外設,它們各自有其設備號(地址),通過接口可實現(xiàn)對設備的選擇。(２）Ｉ/O設備種類繁多，速度不一,與ＣPＵ速度相差可能很大,通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖，達到速度匹配。（3)Ｉ/O設備可能串行傳送數(shù)據(jù)，而CPＵ一般并行傳送，通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)串并格式轉(zhuǎn)換。(４）Ｉ/O設備的入/出電平可能與CPU的入/出電平不同，通過接口可實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。(5）CPＵ啟動I/O設備工作，要向外設發(fā)各種控制信號,通過接口可傳送控制命令。(６）I／O設備需將其工作狀況（“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷請求”等）及時報告CPＵ,通過接口可監(jiān)視設備的工作狀態(tài),并保存狀態(tài)信息,供CPU查詢?？梢姎w納起來,接口應具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設備狀態(tài)的功能以及傳送數(shù)據(jù)的功能（包括緩沖、數(shù)據(jù)格式及電平的轉(zhuǎn)換)。4.（5分）答：（1）根據(jù)IR和MDR均為１６位，且采用單字長指令,得出指令字長16位。根據(jù)1０5種操作,取操作碼７位。因允許直接尋址和間接尋址，且有變址寄存器和基址寄存器，因此取2位尋址特征，能反映四種尋址方式。最后得指令格式為:727其中ＯＰ操作碼，可完成105種操作;Ｍ尋址特征,可反映四種尋址方式；AD形式地址。這種格式指令可直接尋址2７=1２8,一次間址的尋址范圍是216=65５3６。（2）雙字長指令格式如下:7２7其中OP、M的含義同上;AD1∥AD2為23位形式地址。這種格式指令可直接尋址的范圍為2２3=８Ｍ。（3）容量為8MＢ的存儲器，MDR為16位，即對應4Ｍ某16位的存儲器。可采用雙字長指令,直接訪問4M存儲空間，此時MAR取22位;也可采用單字長指令,但R某和RB取22位,用變址或基址尋址訪問4M存儲空間。六、(共15分)問答題1.（８分）答:(1）由于(PＣ)+１→PＣ需由ALU完成，因此ＰC的值可作為ALU的一個源操作數(shù)，靠控制ALU做+1運算得到(PC)+1,結(jié)果送至與AＬU輸出端相連的Ｒ2，然后再送至PＣ。此題的關鍵是要考慮總線沖突的問題，故取指周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：T０PC→MAR,1→RT1M（ＭAR)→ＭDＲ，(ＰC)＋1→R２T２MDR→IＲ，OP(IR)→微操作命令形成部件T3R2→PC(2）立即尋址的加法指令執(zhí)行周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：T0Ad(ＩR)→Ｒ１;立即數(shù)→R1Ｔ1（R1）＋(ACC)→R2；ACC通過總線送ALUT２R２→ACC；結(jié)果→ACC2.(7分)答：DMＡ接口主要由數(shù)據(jù)緩沖寄存器、主存地址計數(shù)器、字計數(shù)器、設備地址寄存器、中斷機構(gòu)和DMA控制邏輯等組成。在數(shù)據(jù)交換過程中,DMA接口的功能有：（1)向ＣPU提出總線請求信號;(2）當CPU發(fā)出總線響應信號后，接管對總線的控制;（3）向存儲器發(fā)地址信號（并能自動修改地址指針）;（4)向存儲器發(fā)讀/寫等控制信號,進----行數(shù)據(jù)傳送;(５)修改字計數(shù)器，并根據(jù)傳送字數(shù)，判斷DMA傳送是否結(jié)束;（6)發(fā)DMA結(jié)束信號，向ＣＰU申請程序中斷,報告一組數(shù)據(jù)傳送完畢。ＤMA工作過程流程如圖所示。七、設計題(共1０分)答：(1）主存地址空間分配。(2分）Ａ15…A11…A７……A00000000000001111111111111110111100000000000111111111111111111111最