10-11(1)计算机组成原理练习题.doc

一、单项选择题 (20分, 每小题2分)1运算器虽由许多部件组成，但核心部件是_ _。A数据总线B算术逻辑运算单元C多路开关D累加寄存器2目前在小型和微型计算机里最普遍采用的字符编码是_。ABCD码 B海明码CASCII码D十六进制码3某机字长16位，其中1位符号位，15位表示尾数，若用定点整数表示，则最大正整数是_。A216 B2161C2151 D2154执行一条一（内存）地址加法指令共需要_次访问主存。A1B2C3D45在寄存器间接寻址方式中，操作数应在_中。A寄存器 B堆栈栈顶C累加器D主存单元6两补码数相加，采用1位符号位，当_时，表示结果溢出。A符号位有进位B符号位进位和最高位进位异或结果为0 C符号位为1D符号位进位和最高位进位异或结果为17存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间称为_。A存取周期B存取时间CCPU周期D机器周期8动态RAM的刷新是以_为单位进行的。A存储单元B存储位C行D列9在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是_。AIRBARCPCDPSW10 主机与设备传送数据时，采用_，主机与设备是串行工作的。A程序查询方式B中断方式CDMA方式D通道方式二、判断题 (10分，每小题1分)1_在I/O接口电路中，主机和接口一侧的数据传送总是并行的。2_有符号阵列乘法可用无符号阵列乘法器和求补器实现。3_磁带和磁盘都是直接存储设备。4_操作控制器的功能是完成指令操作的译码。5_微指令的操作控制字段采用字段编码时，兼容的微命令应该安排在同一段中。6_随机存储器都需要定时地进行刷新。7_浮点数对阶的原则是：大阶向小阶看齐。.8_在一条机器指令中可能出现不止一种寻址方式。9_若X补Y补，则XY。10_单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用立即寻址方式。三、填空题 (20分，每空2分)1一个8位二进制整数，若采用补码表示且由4个1和4个0组成，则最小值的真值为_ _。2某计算机字长32位，其存储容量为16MB，若按字编址，它的寻址空间是_ _。3推算16K1位双译码结构存储芯片的存储体阵列的行数和列数是_ _。若使用的存储芯片为动态RAM，设该存储器的刷新周期为0.5s，该存储器的实际刷新时间为_ _。4微机A的CPU主频为8MHz，则A机的CPU时钟周期是_ _。若A机的平均指令执行速度为0.4MIPS，则A机的平均指令周期是_ _。5一个512KB8的存储器，其地址线和数据线的总和是_ _。6CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns。cache的命中率h=_ ，cache与内存的速度比r=_ 。7采用流水线执行以下指令：I1 ADD R1，R2，R3 ；(R2)(R3)-R1 I2 SUB R4，R1，R5 ； (R1)(R5)-R4 存在_ 类型的数据相关冲突。得分四、浮点运算题（10分）有以下两浮点数（阶码和尾数都用补码表示） X 阶码 0000 尾数 0.10000111Y 阶码 1111 尾数 0.11100100求XY之值。五、机器码填表（10分） 已知一个数的真值、原码、反码或补码，填写其余的值及补码的奇校验位。真值原码补码反码补码的奇校验位(1位)0.10100.00001.11110.11110.0100 六、存储器设计题（15分）完成图中地址线、数据线和控制线的连接，要求EPROM的地址从1000H开始，RAM的存储空间与EPROM的存储空间连续，EPROM为低地址，RAM为高地址。RAM的地址范围是多少？EPROM的地址范围是多少？整个存储空间共有多少个字节？七、微指令设计题（15分） 如图所示，双总线结构CPU的数据通路，图中IR为指令寄存器，DR为数据缓冲寄存器，PC为程序计数器，M为存储器，AR为地址寄存器，R0R3为通用寄存器，R/W为存储器读写控制，A总线与寄存器的输入相联，B总线与寄存器的输出相联，指令LAD (R1)，R0 的含义是 (R1)R0（将R1间址的存储单元的内容送R0）。(1) 画出该指令的微指令周期流程图，标出各个微操作信号序列。（10分）(2) 设LAD (R1)，R0的操作码为0100，根据指令流程图和微操作序列，按下列微指令格式，设计出微代码，填到控制存储器的表格里，并将每条微指令地址标在指令流程图上。微指令24位，其中顺序字段A3A2A1A0为下微地址，P1、P2为测试字段，P1=1表示按指令操作码进行微地址转移，P2这里取0。要求：取指微指令从0000连续存放，本条机器指令的解释微指令也连续存放。（5分）微地址A3A0微指令PCi PCo ARi R/WDRi DRo IRi IRoR0iR0oR1iR1oxi yi ALoG P1P2A3A00000000100100011010001010110011110001001一、单项选择题 (20分, 每小题2分)1主存贮器和CPU之间增加cache的目的是_。A扩大主存贮器的容量B扩大CPU中通用寄存器的数量C解决CPU和主存之间的速度匹配问题D既扩大主存的容量，又扩大CPU通用寄存器的数量2在cache的映射方式中不需要替换策略的是_。A全相联映射方式 B组相联映射方式C直接映射方式D所有方式3微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是_。A每一条机器指令由一条微指令来执行B每一条机器指令由一段微程序来解释执行C每一条微指令由机器指令来解释执行D每一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行4以下四种类型指令中，执行时间最长的是_。A程序控制指令BRR型指令CRS型指令DSS型指令5异步控制常用于_。ACPU访问外围设备时B微程序控制器中CCPU的内部控制中D主存的内部控制中6微程序控制器中一般采用二级时序体制，它们是_ 和节拍脉冲。A节拍电位 B主状态周期C时钟周期 D存储周期7在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是_。A主存地址寄存器B程序计数器C指令寄存器D状态条件寄存器8DMA方式是在_之间建立一条直接数据通路。AI/O设备和主存B两个I/O设备CI/O设备和CPUDCPU和主存9某机字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数，若用定点整数表示，则最大正整数是 。A231 B231 1C232 D232 110 对于集中式总线控制，_方式响应时间最快。A独立请求B计数器定时查询C链式查询D不能确定哪一种二、判断题 (10分，每小题1分)1_微程序控制器实际上是用软件方法实现CPU操作控制的一门技术。2_运算器不仅可以完成数据信息的算术逻辑运算，还可以作为数据信息的传送通路。3_定点二进制运算器中，减法运算一般通过补码运算的二进制减法器来实现。4_相联存储器是按地址指定方式进行寻址的存储器。5_四片74181ALU和一片74182CLA器件相配合，具有组内先行进位，组间先行进位传送功能。6_在中断服务程序中，保护和恢复现场之前需要关中断。7_通常，磁盘存储器每条磁道的存储容量是相同的。8_有符号阵列乘法可用无符号阵列乘法器和求补器实现。9_水平型微指令可以同时执行若干个微操作，所以执行机器指令的速度比垂直型快。10_在双符号位判断溢出的方案中，出现正溢出时，双符号位应当为10。三、填空题 (20分，每空2分)1微程序控制存储器容量为12836位，测试条件有4个，微指令采用水平格式，则对应的控制字段、测试字段和微地址字段长度分配各是_ 、 、 _位。2某计算机CPU可提供16条地址线，8条数据线，现用存储器容量为8KB。拟采用2KB4的芯片，需用芯片数目_ _片，采用_ _扩展的方法。3256K8的DRAM芯片内部采用行列相等的双译码结构，则行和列的数目均为_ ，若单元刷新间隔不超过4ms ，采用异步刷新方式，则刷新信号的间隔是_ s。4设字长和指令长度均为24位，若指令系统可完成108种操作，且具有6种寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占_ _位，可直接寻址的范围是_ _。5设相对寻址的转移指令占2个字节，第1个字节是操作码，第2个字节是相对位移量（用补码表示）。设当前PC的内容为2003H，要求转移到200AH地址，则该转移指令的第2个字节的内容应为_ _。6设计算机的存储器为64K16位，直接地址映像的cache容量为1KW（KW，千字），每块4字。cache字地址有_ 位，cache中可装入_ 块数据。得分四、浮点运算题（10分）已知X= 27/32和Y=31/32，用变形补码计算XY和XY，同时指出运算结果是否溢出？ 五、机器码填表（10分） 请根据表中给出数据的真值，或原码、反码、补码（8位）等，填写其余的数据。真值原码反码补码补码的十六进制表示00011001E7H0111111111111111-128六、存储器设计题（15分）用全译码法设计一个主存储器系统。主存储器系统的地址范围从0000H开始编址。其低地址为EPROM芯片，选用2732A芯片。高地址为SRAM芯片，选用6116芯片。完成图中地址线、数据线和控制线的连接，SRAM的地址范围是多少？EPROM的地址范围是多少？存储空间共有多少个字节？七、微指令设计题（15分） 如图所示，双总线结构CPU的数据通路，图中IR为指令寄存器，DR为数据缓冲寄存器，PC为程序计数器，M为存储器，AR为地址寄存器，R0R3为通用寄存器，R/W为存储器读写控制，A总线与寄存器的输入相联，B总线与寄存器的输出相联，指令SUB R1，R0 的含义是R0R1R0。 (1) 画出该指令的微指令周期流程图，标出各个微操作信号序列。(10分)(2) 设SUB R1，R0的操作码为0101，根据指令流程图和微操作序列，按下列微指令格式，设计出微代码，填到控制存储器的表格里，并将每条微指令地址标在指令流程图上。微指令24位，其中顺序字