组成原理复习资料.doc

第一章简答题1. 冯.诺依曼体制的要点是什么？1采用二进制代码表示数据和指令 2存储程序 3计算机有运算器存储器控制器输入输出设备组成 2. 何谓字长？何谓字节？参与一次定点运算的操作数位数3. 什么是数据通路宽度？数据总线一次能并行传送的数据位数4. 何谓总线？一组能为多个部件分时共享的信息传送线第二章一、 单项选择题1. 若二进制数为10010.01，则相应十进制数为（ 1 ）。 18.25 21.25 21.05 18.0562. 若真值X=-1011，则X补=（ 2 ）。 1.0101 10101 1.0100 1.1003. 若十六进制数为A3.5，则相应的十进制数为（ 3 ）。 172.5 179.3125 163.3125 188.54. 在( 4）条件下，规格化浮点数尾数的最高数位为1 所有浮点数 浮点数为正 浮点数为负 阶码以2为底的正数5. 在补码一位乘法中，若YnYn+1=10，则应执行（ 2 ）。+X，然后右移一位 - X，然后右移一位 右移一位 左移一位6. 在原码不恢复余数除法中（ 4 ）。不存在恢复余数的操作 仅当某步等数为负时，才作恢复余数操作 只在最后一步才恢复余数 仅当最后一步余数为负时，作恢复余数操作10. 当采用双符号位时，发生正溢的特征是双符号位为( 2 )。 00 01 10 1111. 当采用双符号位时，发生负溢的特征是双符号位为( 3 )。 00 01 10 1112. 补码加法运算是指（ 2 ）。取操作数绝对值直接相加，符号位单独处理 操作数用补码表示，连用符号位一起相加 操作数用补码表示，根据符号位决定实际操作 操作数转化为原码后，再相加19. 原码乘法运算是指（ 2 ）。用原码表示乘数与被乘数，直接相乘取操作数绝对值相乘，符号位单独处理符号位连同绝对值一起相乘取操作数绝对值相乘，乘积符号与乘数符号相同21. 在浮点加减运算中（ 3 ）.阶码部分与尾数部分分别进行加减运算阶码与尾数作为一个整体相加减阶对齐后，尾数相加减尾数单独加减，取二数中最大阶码值作为结果的阶码值二、填空题1. 设某机字长16位，其定点小数能表示的最大正小数为（ 1-2-15 ）。2. 某浮点数字长16位，其中阶码含阶符共4位，以2为底，移码表示，尾数含1位数符，共12位，补码表示，现有一浮点数代码为1010011010000000，其真值为（ 3.25 ）。3. 某机字长32位，其定点小数能表示的最小正数为（ 2-31 ）。9. 运算器的核心部件是（ ALU ）。10. 运算器一般应具有（ 算术 ）与（ 逻辑 ）两大类运算能力。11. 在补码一位乘中，乘数Y的末位应增加一位（ 附加位 ），其初值为（ 0 ）。四、 简答题1. 什么是并行进位链？请举一例。进位传递逻辑称为进位链 并行的形成各级进位，各进位之间不存在依赖关系，这种进位传递逻辑称为并行进位链。并行加法器2. 什么是传送进位？请列出其逻辑表达式。逐级形成各位进位，每一级进位依赖于前一级进位 C1=G1+P1C0 C2=G2+P2C1。Ci=Gi+PiCi-1 3. 溢出和进位有何不同？溢出是运算结果超出允许的表示范围，进位是低位运算超出本位表示范围则向向高位进1，进位不一定引起溢出4. 简述浮点数加减法的运算步聚，哪几步操作要考虑溢出问题？检查能否简化操作 对阶(阶码相同) 尾数相加减 结果规格化 最后一步的时候考虑5. 浮点数采用规格化表示，是何意义？浮点数尾数采用定点小数表示，其绝对值大于等于1/2而小于1充分利用尾数部分有效位数，提高精确度。左归1 不同时 阶码+16. 简述原码一位乘的运算规则。绝对值参加运算，符号位单独处理，cn=1 (A+B)/2, cn=0 A/27. 在补码不恢复余数除法中，什么情况下商1，下一步做何操作？什么情况下商0？下一步做何操作？+余数与除数同号 商1 2A-B 异号 商0 2A+B 除数被除数同好商符0 减 异号 商符1 加 原码（余数正 商1 2A-B 反之商0 2A+B 8. 试写出一种判断溢出的逻辑表达式。Cf C Cf符号位产生的进位 C最高位产生的进位五、 计算题1. 已知x= -0.0101，Y=0.0011，用原码一位乘求XY=？请分步列出运算过程，并给出完整的乘积。1.000011112. 用补码一位乘（比较法）求（0.1101）*（-0.1011）=?并列出分步运算情况及乘积。1.01110001第三章一、 单项选择题1. 在调频制的记录方式中，若连续写“1”或“0”，则两个相邻作单元交界处（ 2 ）。 电流都不发生变化 电流都要变化一次 电流正向变化一次 电流负向变化一次2. 磁表面存储器的记录方式是指（ 2 ）。 记录项的组成方式 写入电流波形的组成方式 数据块的记录方式 写入文件的组成方式3. 磁盘存储器多用作（ 3 ）。 主存 高速缓存 辅存 固存4. 目前软盘中常用的磁记录方式是（ 1 ）。 M2F制 不归零一1制 调相制 调频制5. 在磁盘接口中（ 4 ）。 采用直接程序传送方式（查询等待方式） 只采用中断方式 只采用DMA方式 既有DMA方式也有中断方式6. 在下列存储器中，（ 2 ）属于磁表面存储器。 主存 磁盘 固存或光盘 高速缓存7. 在调相制记录方式中（ 3 ）。相邻位单元交界面处必须变换磁化电流方向 相邻位单元交界处，电流方向不变 当相邻两位数值相同时，交界处变换电流方向 当相邻两位数值不同时，交界处变换电流方向8. 主存储器一般（ 1 ）。 采用奇偶校验 采用海明校验 采用CRC校验 需同时采用两种校验9. 动态RAM的特点是（ 4 ）。 每次读出后，需要根据原存内容重写一次 工作中需要动态地改变访存 工作中存储器的内容会变化 每隔一定时间，需要根据原存内容重写一遍。10. 地址总线A0（高位） A15（低位），用4Kx4的存储器蕊片组成16KB存储器，则加至各存储器蕊片上的地址线是（ 4 ）。 A16A15 A0A11 A0A11 A4A1511. 地址总线A0（高位） A15（低位），用4Kx4的存储器蕊片组成16KB存储器，则应由（ 1 ）译码产生片选信号。 A2A3 A0A1 A12A15 A0A512. 地址总线A15（高位）A0（低位），用1Kx4的存储器蕊片组成4KB存储器，则加至各存储器蕊片上的地址线是（ 2 ）。 A15A0 A9A0 A12A15 A10A013. 同上题，问应由（ 4 ）译码产生片选信号。 A9A0 A1A0 A15A14 A11A1014. 表示主存容量，通常以（ 2 ）为单位。 数据块数 字节数 扇区数 记录项数15. 在下述存储器中，允许随机访问的存储器是（ 4 ）。 磁带 磁盘 磁鼓 半导体存储器16. 在下列存储器中，（ 3 ）存取时间的长短与信息所在的位置有关。 主存 高速缓存 磁带 固存17. 磁表面存储器所记录的信息（ 1 ）。 能长期保存 不能长期保存 读出后，原存信息即被破坏 读出若干次后要重写18. 在调频制纪录方式中，记录0时，写电流（ 2 ）变化一次。 只在存储单元中间位置处 只在本单元起始位置处 在本单元起始位置处负向 在本单元起始位置和中间位置处各改变一次19. 按存储介质分类，属于磁表面存储器的有（ 2 ）。 主存 磁盘 Cache 光盘20. 静态RAM的特点是（ 2 ）。 写入信息静止不变 在不停电的情况下，信息能长期保存不变 只读不写，因而信息不再变化 停电后，信息仍能长久保持不变21. 在下列存储器中，速度最快的是（ 1 ）。 半导体存储器 磁带存储器 磁盘存储器 光盘存储器22. 在下列外存储器中，工作速度最快的是（ 3 ）。 光盘 软盘 硬盘 磁带23. CPU可直接编程访问的存储器是（ 1 ）。 主存储器 虚拟存储器 磁盘存储器 磁带存储器24. 在下面的结论中，正确的是（ 2 ）。 主存是主机的一部分，不能通过单总线被访问 主存可以和外围设备一样，通过单总线被访问 主存是主机的一部分，必须通过专用总线被访问 主存是主机的一部分，必须通过内总线被访问25. 奇校验的编码原则是（ 2 ）。 让待编信息为1的个数为奇数 让编成的校验码为1的个数为奇数 让待编信息为0的个数为奇数 让编成的校验码为0的个数为奇数26. CPU可直接访问的存储器是（ 1 ）。 主存 辅存 磁盘 磁带27. 存取速度最快的存储器是（ 2 ）。 主存 缓存（Cache） 磁盘 磁带28. 顺序存取存储器只适用于作（ 4 ）。 主存 缓存（Cache） ROM 辅存32. 在磁盘的各磁道中（ 2 ）。 最外圈磁道的位密度最大 最内圈磁道的位密度最大 中间磁道的位密度最大 所有磁道的位密度一样大二、 填空题1. 在存储系统的层次结构中，CPU可直接访问的存储器是（ 主存储器 ）和（高速缓存cache ）。2. 六管静态MOS存储单元是依靠（ 双稳态触发器 ）存储信息。3. 静态RAM靠（ 双稳态触发器的两个稳定状态 ）存储信息。4. 磁盘存储器的速度指标一般包括（平均寻道时间）、（平均旋转延迟时间）、（数据传输率）等三项。 5. 按存取方式分类，磁带属于（顺序）存储器。磁盘（直接存取存储器（虚拟存储器）6. 动态MOS存储器的刷新周期安排方式有（集中刷新）、（分散刷新）和（异步刷新）三种。7. 磁盘中常用的校验方法是（ crc ）。四、 简答题1. 请举出两种用来描述主存储器容量的指标。字节数 字数x位数2. 在存储器系统中为什么设置主存与辅存这样层次？因为主存储器随机访问，工作速度快但是存储容量较小，可用于存储要执行的程序和数据，外存，存储容量大，价格便宜，但是存取速度较慢，可以用来扩充存储器容量，用来存储需要联机保存但是暂不执行的程序和数据。3. 何谓动态RAM的最大刷新周期？一般需多大？动态存储器中芯片上的所有存储单元全部刷新一遍所允许的最大时间间隔 对动态存储器中原有信息为1的电容补充电荷 2ms4. 磁带采取何种存取方式？磁盘又采取何种存取方式？试比较它们的应用场合。磁带采用顺序存取，磁盘采用直接存取 磁带存取时间慢用作外存，磁盘存取时间比磁带快 可做主存的直接后援，直接存取可做虚拟存储器的外存支持。5. 虚拟存储技术的基本思想是什么？地址空间与物理内存区分开来 寻址的字数依靠地址数 可能实际的内存空间远远小于可寻址空间。6. 何谓随机存取？何谓顺序存取？何谓直接存取？p186可按地址随即访问任一存储单元 访问各单元所需时间相同，与地址无关（主存）信息是按记录块组织，顺序存放的，访问时间与信息存放位置有关（磁带）直接存取存储器先直接将读写部件指到某小区域，再顺序查找，访问时间与信息存放位置有关（磁盘）7. 动态存储器的刷新周期安排方式有哪几种？集中刷新 分散刷新 异步刷新8. 若待编信息为（10110），分别用海明校验和CRC校验法求校验码。设CRC校验法的生成多项式为X3+X1+X0码距一种码制中各合法码字间的最小距离叫做，码距五、 设计题1. 用2Kx4存储器芯片构成一个8KB存储器，请画出粗框图，注明各芯片的地址线、数据线、片选逻辑式。地址线A15（高）A0（低）数据线D7D0（低）。2. 用1Kx8位/片的存储器芯片构成4KB存储器，地址线A15（高）-A0（低），请回答：加至各芯片的地址线是哪几位？分别写出四个片选信号的逻辑式。3. 某机的主存储器与外设统一编址，内存空间从0号单元开始的56KB连续空间（其中ROM为16K8位，占用低端部分，RAM为40KB8位），外设占用高端地址的8KB连续空间。芯片采用16K8位RAM，8K8位RAM，16K8 ROM。地址总线16位A15A0（低），数据总线8位D7D0 ，芯片的片选信号CS为低电平有效，R/W为读写信号线，CS为低并且PD/PGM为低时允许ROM输出数据，试计算：（1） 需要各种芯片多少片？（2） 计算各种芯片需要多少条地址线？分别为哪些？（3） 试画出存储器芯片与CPU连线的逻辑结构示意图，并且注明片选逻辑。第四章一、 单项选择题1. 将外围设备与主存统一编址，一般是指（ 4 ） 每台设备占一个地址码 每个外围接口占一个地址码 接口中的有关寄存器各占一个地址码 每台外设由一个存储单元管理2. 指令格式中的地址结构是指（ 1 ） 指令中给出几个地址，给出哪些地址 指令中采用几种寻址方式 指令中如指明寻址方式 地址段占多少位3. 减少指令中地址数的方法是采用（ 1 ） 隐地址 寄存器寻址 寄存器间址 变址寻址4. 采用隐式I/O指令是指用（ 3 ）实现I/O操作。 P67 I/O指令 通道指令 传送指令 硬件自动5. 为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采用（ 4 ） 立即寻址 变址寻址 间接寻址 寄存器寻址6. 零地址指令是采用（ 3 ）方式的指令。 立即寻址 间接寻址 堆栈寻址 寄存器寻址7. 单地址指令（ 3 ）。 只能对单操作数进行处理 只能对双操作数进行处理既能对单操作数进行处理又能对双操作数进行处理 无处理双操作数功能8. 在以下寻址方式中，哪一种可缩短地址字段的长度（ 4 ）。 立即寻址 直接寻址 存储器间址 寄存器间址9. 隐地址是指（ 4 ）的地址。 用寄存器号表示 存放在主存单元中 存放在寄存器中 事先约定，指令中不必绐出。11. 堆栈指针SP的内容是（ 1 ）。 栈顶地址 栈底地址 栈顶内容 栈底内容三、 简答题1. 何谓堆栈？说明堆栈指针SP的作用。是一种按后进先出的存取顺序进行存取的存储结构。Sp就是栈顶单元的地址，实现出栈跟跟入栈功能，保证先进后出的存取顺序。2. 直接寻址和寄存器直接寻址有何不同？直接寻址，指令给出操作数的地址，根据地址直接从主存中读取操作数，寄存器直接寻址则是给出寄存器号，寄存器中就是操作数。3. 举例说明变址寻址方式的寻址过程。指令给出形式地址，并指定一个寄存器为变址寄存器，与其内容相加得到操作数地址。4. 何为隐式I/0指令？其主要特点是什么？p67通过传送指令实现I/O操作，I/o指令隐含在传送指令之中所以称为。 外围设备与主存单元统一编址，启动需要数据总线向接口传送出命令字，传送指令不包含启动命令5. 何谓扩展操作码？指令的操作码可以根据实际情况改变，地址部分多时，操作码位数少，反之，操作码位数多。6. 设置Cache有什么作用？分析Cache的组相连映像方式。解决CPU与主存之间的速度匹配问题分为两个Cache，一个在CPU内 一个在外，分别执行指令代码和数据代码高速缓存 将cache与主存分组，主存中各页与cache组号有固定映像关系，可自由映像到对应Cache组的任一页 （直接 全相联 组相联映像）7. 何谓堆栈？举出二种堆栈的用途。子程序调用与返回 中断处理8. 主机调用外围设备，外设编址可采用哪几种方式？外围设备单独编址，外围设备与主存储器统一编址第五章一、单项选择题1. 在同步控制方式中（ 2 ） 各指令的执行时间相同 由统一的时序信号对各项操作进行同步控制进行控制各指令占用的节拍数相同 CPU必须采用微程序控制方式2. 异步控制方式常用于（ 3 ）。 CPU控制 微程序控制 系统总线控制 CPU内部总线控制3. 组合逻辑控制器与微程序控制器相比（ 2 ）。 组合逻辑控制器的时序比较简单 微程序控制器的时序比较简单 两者的时序系统相同 可能组合逻辑控制器时序简单，也可能是微程序控制器时序简单4. CPU（ 2 ）才能响应DMA请求。 必须在一条指令执行完毕 必须在一个总线周期结束 可在任一时钟周期结束 在判明没有中断请求之后5. 在同步控制方式中（ 1 ）。各个时钟周期（节拍）长度固定 各指令的时钟周期数不变 每个工作周期长度固存 各指令的工作周期数不变6. 同步控制是（ 3 ）的方式。 只适用于CPU内部控制 只适用于对外围设备控制 由统一时序信号控制 所有指令执行时间都相同7. 异步控制常用于（ 1 ）中，作为其主要控制方式。 单总线结构 微型计算机中的CPU控制 组合逻辑控制器 微程序控制器8. 采用同步控制方式的目的是（ 2 ）。 提高执行速度 简化控制时序 满足不同操作对时间的安排需要 满足不同设备对时间的安排需要9. 采用异步控制的目的（ 1 ）。 提高执行速度 简化控制时序 降低控制器成本 支持微程序控制方式13. 采用微程序控制的目的是（ 2 ）。 提高速度 简化控制器设计与结构 使功能很简单的控制器能降低成本 不再需要机器语言14. 在微程序控制中，机器指令和微指令的关系是（ 2 ）。 每一条机器指令由一条微指令来解释执行 每一条机器指令由一段微指令来解释执行 一段机器指令组成工作程序，可由一条微指令来解释执行 一条微指令由若干机器指令组成二、 填空题1. 微命令的含义是（机器指令：提供给使用者编制程序的基本单位。用机器指令编制的工作程序存放在主存储器中。微指令：为实现机器指令中一步操作的微命令组合。用微指令编制的微程序存放在控制存储器中。.微命令：构成控制信号序列的最小单位，又称微信号。（如同步打入、置位的控制脉冲等）微操作：由微命令控制实现的最基本的操作。（如开门、关门、打入等）。P852. 待执行的工作程序存放在（主存储器）中，而微程序存放在（ 控制存储器 ）中。3. 在CPU中采用（ 同步 ）的时序控制方式。4. 在同步控制方式中，一个操作结束并开始下一操作的依据是（时钟周期的自动切换）。5. 在异步控制方式中，操作间的衔接依靠（异步应答方式）的控制。6. 控制器的组成方式可归结为（组合逻辑控制方式）和（微程序控制方式）二种。7. 微命令一般分为（ 电位型 ）与（ 脉冲型 ）两种电信号形式。8. 数据通路宽度是指（数据总线能一次并行传送的数据位数）。四、 简答题1. 何谓同步控制？何谓异步控制？由发出统一的时序信号来对各项操作进行同步控制。各操作不受统一的时序信号约束，而根据实际需要安排不同时间。2. 各举一例说明同步控制与异步控制的应用场合。在CPU或设备内部用同步方式；在设备之间可以用同步或异步方式 系统总线控制： 异步3. 何谓中断？请说明它的适用场合（故障处理 实时处理复杂事态 和中低速I、O设备）。什么条件下CPU相应中断请求？实质 程序切换 计算机在运行过程中，突然发生某种随机事态，cpu暂停执行当前程序，转去执行中断处理程序，为该事态服务，服务完毕后，恢复原程序执行。又中断请求信号发生 该中断未被屏蔽 cpu开中断 没其他更重要事处理 cpu刚刚执行的不是停机指令 在一条指令结束时响应4. 何谓DMA方式？请说明它的适用场合。什么条件下DMA相应中断请求？DMA方式指直接依靠硬件在主存与高数I/O设备之间进行直接的简单数据传送，在传送期间不需CPU的程序干预。响应随机请求方式，实现主存与I/O设备间的快速数据传送；DMA传送的插入不影响CPU的程序执行状态，可以提高CPU利用率；但DMA方式本身只能处理简单的数据传送。用于主存与高速外设间的简单数据传送。磁盘、光盘等。2）主机通过通信设备与外部通信（3）大批量数据采集4）DRAM刷新DMA控制器在传送完所有字节时，通过中断请求线发出中断信号。CPU在接收到中断信号后，转入中断处理程序进行后续处理。5. 微程序控制思想的基本要点是什么？p150 微命令由微指令译码器产生 微命令产生方式：微命令以代码形式编成微指令，存在控制存储器中，执行程序时从控制存储器中读出微指令，其中包括微命令控制的相关操作，将存储逻辑引入cpu 微程序与机器指令关系 将机器指令操作分为若干微操作序列，每天微指令包含的为命令实现一步操作。若干条微指令形成微程序，执行一条机器指令6. 在采用DMA方式时，应进行哪些程序准备工作（初始化）？p290主机向DMA控制器和接口发送必要的传送参数，并启动DMA工作。1）指出数据传送方式2）指出数据块在主存的首地址3）指出数据块在外设的地址4）指出数据的传送量五、 设计题按教材中模型机的数据通路，写出下列各指令流程。 1. 写出传送指令MOV R0，（R1）的流程。2. 写出加法指令ADD （R0），（R1）的流程。3. 写出传送指令MOV x（R0），（R1）的指令流程。第七章一、 单项选择题不同工作速度的设备之间进行信息交换。2 必须采用异步控制 既可采用同步控制，也可采用异步控制 必须采用同步控制 不能使用时钟周期提供时间划分基准在异步控制的总线传送中，主设备是（ 4 ）。 要求发送数据的设备 要求接收数据的设备 申请控制总线的设备 3. 响应中断（ 3 ）。 可在任一时钟周期结束时 可在任一工作周期结束时 必须在一条指令执行完毕时 必须在执行完当前程序段时4. 外围接口是（ 2 ）的逻辑部件。 与系统总线之间 系统总线与外围设备之间 主存与外围设备之间 运算器与外围设备之间5. 串行接口是指（ 2 ）。 接口与系统之间采取串行传送 接口与外围设备之间采取串行传送 接口的两侧采取串行传送 接口内部只能串行传送6. 并行接口是指（ 1 ）。 接口与系统总线之间采取并行传送 接口与外围设备之间采取串行传送 系统总线采用并行传送 接口采用中断方式7、 向量中断的向量地址是（ 3 ）。 通过软件查询产生 由中断总服务程序统一产生 由中断源硬件产生 由处理程序直接查表获得二、 填空题1. 按时序控制方式，系统总线可分为（同步总线 ）与（异步总线）两大类。P2512. 常将外围设备的工作状态抽象地划分为（工作）、（空闲）和（结束）三种。3. 执行中断隐指令的含义是（ ）。4. 保存断点是指保存（程序计数器pc内容）。5. 主设备是指（ 申请并掌握总线控制权的设备 ）。6. 从设备是指（ 响应主设备请求，并与之通信的设备 ）。7. 与普通转子程序相比，中断方式的主要特点是具有（ 随机性 ）。8. 向量中断方式的优点是（能根据中断请求信号快速地、直接地转向对应的中断服务程序。）。9. 执行中断隐指令所完成的基本操作有（保护断点、寻找中断服务程序入口址以及硬件关中断的操作。）等。10. 外围接口是指位于（系统总线）与（外围设备）之间的逻辑部件。11. 总线仲裁：集中 竞争四、 简答题1. 系统总线上一般包含哪三种信息？地址 数据 控制2. 从信息交换的控制方式分，接口有哪几类？p254中断接口 DMA接口3. 如何使用通用传送指令控制外围设备工作？外围设备与主存统一编制，s cpu寄存器 d 接口寄存器 则为输出4. 在什么情况下，外设可以提出中断请求？外设请求需要 cpu没对该中断源屏蔽5. 比较多重中断处理与单级中断处理过程，有何不同？p278保护现场后送出屏蔽字后开中断，而但已由硬件关中断，1）单级中断： CPU响应后只处理一个中断源的请求，处理完毕后才能响应新的请求。 2）多重中断： 在某次中断服务过程中，允许响应处理更高级别的中断请求。隐含寻址的指令中不明确给出_操作数地址，而是隐含的指定，通常以寄存器号或堆栈作为隐含地址。指令 操作码 地址码向量中断 中断向量：采用向量化的响应中断方式，将中断服务程序的入口地址和程序状态字放在特定的存储区中，这些所有的入口地址和程序状态字就构成