计算机组成原理试题和答案.doc

河 北 大 学 课 程 考 核 试 卷 20112012学年第一学期 2008 级 信管 专业（类）考核科目 计算机组成原理 课程类别 必修课 考核类型 考查 考核方式 开卷 卷别 A （注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）一、单项选择题：（共30分，每小题2分）1在机器数（ B ）中，零的表示形式是唯一的。A. 原码 B. 补码C. 移码 D 反码2定点8位字长的字，采用补码表示时，一个字所能表示的整数范围是（ A ）。A .128 +127 B. 127 +127 C. 129 +128 D. -128 +1283系统总线中地址线的功能是（ D ）。A.选择主存单元地址 B. 选择进行信息传输的设备C. 选择外存地址 D. 指定主存和I/O设备接口电路的地址4存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来（ C ）。A 存放数据 B存放程序 C 存放数据和程序 D 存放微程序5寄存器间接寻址方式中，操作数处在（ B ）中。A. 通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈6微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（ B ）。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指令编写的微程序来解释执行C. 每一条机器指令组成的程序可由一条微指令来执行D. 一条微指令由若干条机器指令组成7指令周期是指（ C ）A CPU从主存中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CPU 执行这条指令的时间D 时钟周期时间8采用虚拟存贮器的主要目的是（ B ）。A. 提高主存贮器的存取速度 B. 扩大主存贮器的存贮空间，并能进行自动管理和调度 C. 提高外存贮器的存取速度 D. 扩大外存贮器的存贮空间9在微型机系统中，外围设备通过（ A ）与主板的系统总线相连接。A. 适配器 B. 设备控制器 C. 计数器 D. 寄存器10计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程，但从系统结构上来看，至今绝大多数计算机仍属于（ D ）型计算机。A. 实时处理 B. 智能化 C. 并行 D. 冯.诺依曼11某SRAM芯片，其存储容量为64K16位，该芯片的地址线和数据线数目分别为（ D ）A. 64，16 B. 16，64 C. 64，8 D. 16，1612指令寄存器的功能是（C ）A. 产生时序信号 B.指令译码 C.暂存当前指令 D. 发出控制信号13存储单元是指（ C ）A. 存放一个二进制信息位的存储元B. 存放一个机器字的所有存储元集合C. 存放一个字节的所有存储元集合D. 存放两个字节的所有存储元集合14在定点二进制运算器中，减法一般通过（ D ）来实现。A 原码运算的二进制减法器 B 补码运算的二进制减法器 C 原码元算的二进制加法器 D 补码运算的二进制加法器15完整的计算机系统应包括（ D ）。A. 运算器、存储器、控制器 B. 外部设备和主机 C. 主机和实用程序 D. 配套的硬件系统和软件系统二、填空题（ 共14分 每空2分）1、指令的基本格式，必须包含两个基本部分： 操作码 和 操作数 。2、处理器由运算器和 控制器 两部分组成。3、计算机中常用的两种控制器设计方法：组合逻辑控制器 和 微程序控制器 。4、存储 程序 并按 地址 顺序执行，这是冯.诺依曼型计算机的工作原理。三、简答题：（共20分，每小题5分）1通用计算机的分类？ 答：是指各行业、各种工作环境都能使用的计算机，学校、家庭、工厂、医院、公司等用户都能使用的就是通用计算机。通用计算机按其规模、速度和功能等又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机及单片机。这些类型之间的基本区别通常在于其体积大小、结构复杂程度、功率消耗、性能指标、数据存储容量、指令系统和设备、软件配置等的不同。一般来说，巨型计算机的运算速度很高，可达每秒执行几亿条指令，数据存储容量很大，规模大结构复杂，价格昂贵，主要用于大型科学计算。它也是衡量一国科学实力的重要标志之一。单片计算机则只由一片集成电路制成，其体积小，轻，结构十分简单，性能介于巨型机和单片机之间的就是大型机、中型机、小型机和微型机。它们的性能指标和结构规模则相应的依次递减。个人计算机或称微型机这是目前发展最快的领域。2指令周期、机器周期、时钟周期三者之间的关系如何？ 指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为 CPU 周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间） 。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或 T 周期，是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。3、 简述计算机的层次结构？答:数字逻辑层 微体系结构层 指令系统层 OS层和汇编语言层计算机系统由硬件和软件两大部分所构成，而如果按功能再细分，可分为7层第零级是硬联逻辑级，这是计算机的内核，由门，触发器等逻辑电路组成。第一级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序，一般是直接由硬件直接执行的。第二级是传统机器级，这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。第三级是操作系统级，从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。第四级是汇编语言级，这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。第五级是高级语言级，这集的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。第六级是应用语言级，这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此这一级语言就是各种面向问题的应用语言。把计算机系统按功能分为多级层次结构，就是有利于正确理解计算机系统的工作过程，明确软件，硬件在计算机系统中的地位和作用。4、 输入设备同CPU交换数据的过程？(1)CPU把一个地址值放在地址总线上，这一步将选择某一输入设备；(2)CPU等候输入设备的数据成为有效；(3)CPU从数据总线读入数据，并放在一个相应的寄存器中三、综合应用题：（共36分）1已知x = -0.01111，y = +0.11001 求x补，-x补，y补，-y补，x+y, x-y。（12分）答：x原=1.01111 x补=1.10001 所以-x补=0.01111y原=0.11001 y补=0.11001 所以-y补=1.00111x补 + y补= 11.10001+00.11001= x+y补 = 00.01010所以 x+y=+0.01010x补+ -y补 = 11.10001+11.00111= x-y补 = 10.11000因为符号位相异，所以结果发生溢出。2 用16K16位的SRAM芯片构成64K32位的存储器。要求给出芯片组成方案，并画出该存储器的组成逻辑框图。（10分）一共要8片，两个一组，四组 。用两片SRAM，其中一片的16根数据线接32根数据线的高16位，其中一片的16根数据线接32根数据线的低16位，这两片的地址线14根都接CPU地址线的低14根 。其他几组也这么接 。然后，片选信号，根据高位两根译码产生 比如00的时候，第一组两个sram的片选根片选信号连上 。类推读写信号这个要看sram读写机理了，如果都是低有效的话，把R/W 接入写，反向后接入读就好了3CPU结构如下图所示，其中有一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。（4分）标明图中四个寄存器的名称。a 为数据缓冲寄存器 DR，b 为指令寄存器 IR，c 为主存地址寄存器，d 为程序计数器PC。4 某硬盘驱动器使用10个记录面，每面有80道，每道75扇区，每个扇区存储5