2010年下半年网络学院计算机原理作业2

2010 年下半年网络学院计算机原理 作业 2 一. 选择题： 1计算机的存储系统是指_D_； A.RAM B.ROM C.主存储器 D.cache，主存储器和外存储器 2. 主存储器和 CPU 之间增加 cache 的目的是_A_； A.解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题 B.扩大主存储器的容量 C.扩大 CPU 中通用寄存器的数量 D.既扩大主存容量又扩大 CPU 中通用寄存器的数量 3. 某机器字长 32 位，存储容量 1MB，按字编址，它的寻址范围是 _C_。 A. 1M B. 512KB C. 256K D. 256KB 4某计算机字长是 16 位，它的存储容量是 64KB，按字编址，它的寻址范围是_A_ A.32K B.32KB C.64K D.64KB 5某 RAM 芯片，其存储容量为 102416 位，该芯片的地址线和数据线数目分别为_B_； A.20,16 B.10,16 C.10,24 D.1024,16 6. 计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是_D_ A.便于读写数据 B.减小机箱的体积 C.便于系统升级 D.解决存储容量，价格和存取速度之间矛盾 7. 相联存储器是按_C_进行寻址的存储器。 A. 地址指定方式 B. 堆栈存取方式 C. 内容指定方式 D. 地址指定与堆栈存取方式结合 8. 在 cache 的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到 cache 内的任意一块的位置上，则这种方法称为_A_ 。 A. 全相联映射 B. 直接映射 C. 组相联映射 D. 混合映射 9. 对于存储器中某个操作数的寻址称为_A_寻址。 A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接 10. 程序控制类指令的功能是_C_。 A. 进行算术运算和逻辑运算 B. 进行主存与 CPU 之间的数据传送 C. 进行 CPU 和 I/O 设备之间的数据传送 D. 改变程序执行的顺序 11. 若使 8 bit 寄存器 A 最高位清 0，可采用 _B_； A. B. 7FH80AH C. D. 12指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是_D_； A.可直接访问外存 B.提供扩展操作码并降低指令译码难度 C.实现存储程序和程序控制 D.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性 13. 微程序存放在_C_中。 A. 控制存储器 B. RAM C. 指令寄存器 D. 内存储器 14. 微周期指的是_C_所需要的时间； A. 执行一条微命令 B. 执行一条微指令 C. 执行一段微程序 D. 执行一条机器指令 15. 能够改变程序执行顺序的是_D_； A. 数据传送类指令 B. 移位操作类指令 C. 输入输出类指令 D. 转移类指令 16. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是_C_； A. RR 型 B. RS 型 C. SS 型 D. 程序控制指令 17. 指令周期是指_C_。 A. CPU 从主存取出一条指令的时间 B. CPU 执行一条指令的时间 C. CPU 从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D. 时钟周期时间 18. 同步控制是_B_。 A. 只适用于 CPU 控制的方式 B. 只适用于外围设备控制的方式 C. 由统一时序信号控制的方式 D. 所有指令控制时间都相同的方式 19下列指令中，_D_是用户不能使用的。 A. 堆栈操作指令 B. 移位操作指令 C. 特权指令 D. 字符串处理指令 20堆栈常用于_B_； A. 数据移位 B. 保护程序现场 C. 程序转移 D. 输入输出 二. 填空题： 1. CPU 中，保存当前正在执行的指令的寄存器为_ PC 程序计数器_ ，保存下条指令地址的寄存器为_ IR 指令寄存器_ ，保存 CPU 访存地址寄存器为_内存地址寄存器 AR _。 2. 计算机系统中的存储器分为_ 主存储器_和_辅助存储器_。在 CPU 执行程序时，必须将指令存放在 _主存储器 _中。 3. 在同一微周期中_ 指不能同时或不能在同一个节拍内并行执行的微操作_的微命令，称之为互斥的微命 令；在同一微周期中_可以编码指能够同时或在同一个节拍内并行执行的微操作_的微命令，称之为相容的 微命令。显然，_必须各占一位_不能放在一起译码。 4. 计算机存储器的最小单位为_位_，1KB 容量的存储器能够存储_位_个这样的基本单位。 5. 对存储器的要求是_ 容量大_、_速度快_、_成本低_；为了解决这三方面的矛盾， 计算机采用_分级存储器结构 _体系结构。 6Cache 介于主存和 CPU 之间，其速度比主存 _高速_，容量比主存小很多，它的作用是弥补 CPU 与主存在 _数据交换_上的差异。 7. 指令的格式是由_操作码_和_ 地址码 _组成的。 8. 计算机指令系统往往具有多种寻址方式，操作数就是指令的一部分称为_立即寻址_寻址，操作数地址在指令中 称为_寻址，当操作数地址在寄存器中，就采用_隐含寻址 _寻址方式。 9. 在寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在_寄存器中_中，而操作数存放在 _主存单元的地址号 _中。 10. 在机器的一个 CPU 周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条_ 微指令_ ，它由_操作控 制_和_顺序控制 _两部分组成。 11. 微程序控制器的核心部件是_控制存储器(CM）_，它是一种_来存放微程序_存储器。 12. CPU 周期也称为_ 机器周期_，一个 CPU 周期包含若干个_子指令周期 _。 三名词解释： 1Cache：高速缓冲存储器 一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。 2. 相联存储器：它 是 一 种 不 根 据 地 址 而 是 根 据 存 储 内 容 来 进 行 存 取 的 存 储 器 。 3. 全相联映像：在 全 相 联 Cache 中 ， 存 储 的 块 与 块 之 间 ， 以 及 存 储 顺 序 或 保 存 的 存 储 器 地 址 之 间 没 有 直 接 的 关 系 。 4. 组相联映像：组 相 联 Cache 是 介 于 全 相 联 Cache 和 直 接 映 像 Cache 之 间 的 一 种 结 构 。 5. 寻址方式：寻址方式就是寻找操作数或操作数地址的方式。 6. 指令系统：指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，它是软件和硬件的主要界面，从系统结构的角度看，它 是系统程序员看到的计算机的主要属性。 7. RISC：是一种执行较少类型计算机指令的微处理器，起源于 80 年代的 MIPS 主机（即 RISC 机） ，RISC 机中采用的微处 理器统称 RISC 处理器。 8. 微程序：它 是 实 现 程 序 的 一 种 手 段 ,具 体 就 是 将 一 条 机 器 指 令 编 写 成 一 段 微 程 序 。 每 一 个 微 程 序 包 含 若 干 条 微 指 令 ， 每 一 条 微 指 令 对 应 一 条 或 多 条 微 操 作 。 四. 问答题和计算题： 1. 试述主存和辅存的区别？ 答：主存即为内存，断电信息丢失，但存取数据块，他的容量大小直接影响计算机运行速度。 辅存即硬盘，光盘等，容量大，但存取数据慢，计算机都是先把辅存中要读的东西放到主存后处理，然后在依据情况是否写回。 2什么是指令？什么是微指令？试说明二者之间的关系。 答：控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令,通常把这种控制命令叫做微命令。计算机的指令有微指令 ,机器指令和 宏指令之分.微指令是微程序级的命令,它属于硬件;宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令, 它属于软件; 而机器指令则介于 微指令与宏指令之间,通常简称为指令,每一条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作.一台计算机支持(或称使用)的全 部指令构成该机的指令系统.指令系统直接与计算机系统的性能和硬件结构的复杂程度等密切相关 ,它是设计一台计算机的起始 点和基本依据。 3. 一个较完善的指令系统应包括哪几类指令？ 答：一个较完善的指令系统应包括数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、程序控制类指令、I/O 类指令、字符 串类指令、系统控制类指令。 4. 请用图示说明三级存储体系分别由那些部分组成，并比较 cache主存和主存辅存这两个存储层次的相同点和不同点。 答：缓存，内存，叶面文件 或者 寄存器，缓存，内存 解决高速的处理器和低速的外设间速度不匹配问题。 5. 简述存储器芯片中地址译码方式？ 答：单译码 适用于小容量存储器 一个地址译码器 双译码 适用于大容量存储器 X 向和 Y 向两个译码器 6. 设有一个 1MB 容量的存储器，字长为 32 位，问： 1）按字节编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ 2）按半字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ 3）按字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ 答：1)8 8 0-1023 2)16 16 0-511 3)32 32 0-255 7. 机器字长是 32 位，要求存储器能存入 4M 个字 1）存储容量有多少？ 2）需要多少片 2M8 位 RAM 芯片组成？ 3）若存储器以字节编址，则地址寄存器需多少位？ 答：1，可以存入 4M 个字，一个字为 2 个字节，4M 字为 8MB。 2，一片 2M*8bit RAM 可以提供 2MB 的容量，提供 8M，共需要 4 片。 3，按照字节编址 8MB 的容量需要寻址 8M 的空间，2 的 23 次方为 8M，共需要 23 根地址线，则地址寄存器需要 23 位。 8. 假设某计算机指令长度为 32 位，具有二地址，一地址，零地址 3 种指令格式，每个操作数地址规定用 8 位表示，若操作 码字段固定为 8 位，现已设计出 K