计算机组成原理.doc

试卷结构与考试题型：填空题（ 10/10% ）选择题（20/40%），简答题（4/20%），综合应用题（3/30%），计算机组成原理一、选择1、 计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是_B_。A.巴贝奇 B.冯. 诺依曼 C.帕斯卡 D.贝尔2、 计算机硬件能直接识别和执行的语言是 C A高级语言 B汇编语言 C机器语言 D符号语言3、控制器、运算器和存储器合起来一般称为 D AI/O部件 B内存储器 C外存储器 D主机4、. 设X=0.1011，则补为_ C_。A1.1011 B 1.0100 C1.0101 D 1.10015、如果X为负数，由X补求-X补是将（D）。 A X补各值保持不变 BX补符号位变反，其它各位不变 C X补除符号位外，各位变反，未位加1 D X补连同符号位一起各位变反，未位加16、在定点二进制运算器中，减法运算一般通过(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 补码运算的十进制加法器 D 补码运算的二进制加法器 7、若某数x的真值为-0.1010，在计算机中该数表示为1.0110，则该数所用的编码方法是 B 码 A原 B补 C反 D移8、常用的虚拟存储系统由_A_两级存储器组成。 A主存辅存 B快存主存 C快存辅存 D通用寄存器主存9、半导体静态存储器 SRAM 的存储原理是（A）。A依靠双稳态电路B依靠定时刷新 C依靠读后再生D信息不再变化10、采用虚拟存储器的主要目的是(B )。A、提高主存储器的存取速度 B、扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度C、提高外存储器的存取速度D、扩大外存储器的存储空间11、采用虚拟存储器的主要目的是 D A提高主存储器的存取速度 B提高外存储器的存取速度C扩大外存储器的存储空间 D扩大主存的存储空间，并能进行自动管理和调度12、存储周期是指为 A存储器的读出时间 B存储器的写入时间C存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔D存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔13、存储器主要用来 B 。A存放程序 B存放数据 C存放微程序 D存放程序和数据15、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于_B_。A基值寄存器内容加上形式地址（位移量）B堆栈指示器内容加上形式地址（位移量）C变址寄存器内容加上形式地址（位移量）D程序记数器内容加上形式地址（位移量）16、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种，采用跳跃寻址方式，可以实现 D A堆栈寻址 B程序的条件转移 C程序的无条件转移 D程序的条件转移或无条件转移17、程序控制类指令的功能 D 。A. 进行算术运算和逻辑运算B. 进行主存和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18、寄存器间接寻址方式中，操作数处在 D 。A.通用寄存器 B.程序计数器 C.堆栈 D.主存单元19、 采用直接寻址方式，则操作数在（C）中。A 主存 B 寄存器C 直接存取存储器D 光盘20、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式，采用跳跃寻址方式可以实现( )。A、堆栈寻址 B、程序的条件转移 C、程序的无条件转移D、程序的条件或无条件转移21、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22、CPU组成中不包括 。A指令寄存器 B地址寄存器 C指令译码器 D地址译码器23、程序计数器PC在 中。A运算器 B控制器 C存储器 DI/O接口24、指令周期是( )。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25、.微地址是指微指令（ ）。A.在主存的存储位置 B.在堆栈的存储位置C.在磁盘的存储位置 D.在控制存储器的存储位置26、 微程序放在 中。A指令寄存器 BRAM C控制存储器 D内存27、在微程序控制方式中，机器指令和微指令的关系是（ ）。A.每一条机器指令由一条微指令来解释执行B.每一条机器指令由一段（或一个）微程序来解释执行C.一段机器指令组成的工作程序可由一条微指令来解释执行D.一条微指令由若干条机器指令组成28、微地址是指微指令（ ）。A.在主存的存储位置 B.在堆栈的存储位置C.在磁盘的存储位置 D.在控制存储器的存储位置29、在微型机系统中,外围设备通过_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30、 波特率表示传输线路上（ ）。A.信号的传输速率 B.有效数据的传输速率C.校验信号的传输速率 D.干扰信号的传输速率31、挂接在总线上的多个部件（）。A只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据B只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据32、系统总线中地址线的功能是 。A用于指定主存和I/O设备接口电路的地址 B用于选择进行信息传输的设备C用于选择外存地址 D用于选择主存单元地址33、在大多数磁盘中（C）。A.各磁道的位密度相同 B.最外圈磁道的位密度最大C.最内圈磁道的位密度最大D.写入时选择较高的位密度，以增加记录信息；读出时选择低的位密度，以提高可靠性34、磁表面存储器记录信息是利用磁性材料的（A）。A.磁滞回归线特性 B.磁场渗透特性C.磁场分布特性 D.磁场吸引力特性35、在大多数磁盘中（ ）。A.各磁道的位密度相同B.最外圈磁道的位密度最大C.最内圈磁道的位密度最大D.写入时选择较高的位密度，以增加记录信息；读出时选择低的位密度，以提高可靠性36、 中断向量地址是_。A子程序入口地址 B中断服务例行程序入口地址C中断服务例行程序入口地址的指示器 D中断返回地址37、在微型机系统中,外围设备通过_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38、计算机的外围设备是指_。A输入/输出设备 B外存储器C远程通信设备 D除了CPU 和内存以外的其它设备39、中断向量地址是：_。A 子程序入口地址 B 中断服务例行程序入口地址C中断服务例行程序入口地址的指示器 D 中断返回地址40、采用DMA方式传递数据时，每传送一个数据就要占用一个 时间。A指令周期 B时钟周期 C机器周期 D存储周期二、填空1、构成中央处理器的两大部件是 CPU 和 控制器 。2、冯诺依曼型计算机的基本原理可以概括为 存储程序 。3、根据小数点位置不同，定点数有 纯小数 和 纯点数 两种表示方法 .4、对阶时，使 小 阶向 大 阶看齐。5、DRAM靠电容电荷存储信息。电容电荷容易泄漏，需定期补充电荷以保持信息不变，补充电荷的过程称为刷新过程6、 泄漏完毕之前如不能补充电荷，存储信息发生丢失，信息存储到信息泄漏完毕之间必须完成刷新过程，称为最大刷新周期，7、 从上一次对存储器刷新结束到下一次对整个存储器刷新结束所需要的时间称为刷新周期，刷新一块芯片所需的刷新周期数由芯片矩阵的行数决定。8、常用的半导体存储器芯片有多字一位片和多字多位(4位、8位)片，如16M位容量的芯片可以有16M l位和4M 4位等种类。9、位扩展指的是用多个存储器器件对字长进行扩充。 位扩展的连接方式是将多片存储器的地址、片选CS、读写控制端RW相应并联，数据端分别引出。10、字扩展指的是增加存储器中字的数量。静态存储器进行字扩展时，将各芯片的地址线、数据线、读写控制线相应并联，而由片选信号来区分各芯片的地址范围。11、实际存储器往往需要字向和位向同时扩充。一个存储器的容量为M N位，若使用L K位存储器芯片，那么，这个存储器共需要 个存储器芯片。12、一个存储芯片容量为20488，说明它有8条数据线，2048个单元，地址线的条数为klog2（2048）log2（211）11。再如一个存储芯片有20条地址线和4条数据线，那么，它的单元数为2在菊花链方式下，越 靠近CPU 的设备优先级越高201M，容量为1M4（4兆位）。 13、地址线A15A0（低），若选取用16K1存储芯片构成64KB存储器则应由地址码 A15，A14 译码产生片选信号。14、若某存储器芯片的容量为16K8，则该芯片的地址线数为_2的n次幂减去16k _。15、连续两次启动访问存储器操作之间必须间隔的时间称为 访问周期 。 16、形成指令地址的方式，称为指令寻址方式，有 顺序 寻址和 跳跃 寻址两种。17、CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫 指令周期 ， 18、微地址是指微指令_在控制存储器的存储位置_ 。 19、系统总线是用来连接 微机各功能部件 的总线。 20、三种集中式总线控制中， 链式查询 方式对电路故障最敏感， 独立响应 方式响应时间最快。21、按照传输定时的方法划分，总线数据通信方式可分为 同步 通信和 异步 通信两类。22、 在菊花链方式下，越 靠近CPU 的设备优先级越高。三、简答1、冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。2. 存储系统有关概念，随机读写存储器及只读存储器的结构、工作原理和设计原理，闪速存储器、高速存储器、cache存储器、 虚拟存储器的相关知识。 3、DRAM存储器为什么要刷新？答：因电容泄露而引起的DRAM所存的信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作4、在“Cache主存辅存”三级存储体系中，“Cache主存”结构与“主存辅存”结构的引入各为了解决什么问题。答：“Cache主存”结构解决了主存速度不足的问题 “主存辅存”结构解决了主存容量不足的问题5、不算CPU中的寄存器级）存储系统一般由哪三级组成？请分别简述各层存储器的作用（存放什么内容）及对速度、容量的要求。答：A、主存：存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大； B、Cache：存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。速度最快，容量较小； C、外存：存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。容量很大而速度较慢。6、请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）7、CPU中，指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）、状态条件寄存器（PSW）分别用来保存什么内容。答：1.指令寄存器（IR）用来保存当前正在执行的一条指令。2.程序计数器（PC）通常又称为指令计数器。在程序开始执行前，PC的内容即是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。3.状态条件寄存器（PSW）保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容，这些标志位通常分别由 1位触发器保存。状态条件寄存器还保存中断和系统工作状态等信息。因此，状态条件寄存器是一个由各种状态条件标志拼凑而成的寄存器。8、 微程序控制器如何产生微指令？微指令、微程序与机器指令之间的对应关系如何？答：1. 微程序控制器是从控制存储器中读取微指令，从而产生微指令2. 一条微指令包含的微指令控制实现一步（一个时钟周期）操作，若干微指令组成一段微程序解释执行一条机器指令，整个微程序实现指令系统功能9、DMA数据传送的过程可分为哪几个阶段？简述各阶段的工作过程。答：包括三个阶段： 初始化DMA控制器、正式传送、传送后的处理。在初始化阶段，CPU执行几条I/O指令，向DMA控制器中的地址寄存器送入设备号，向内存地址计数器中送入起始地址，向字计数器中送入传送的数据字个数并启动外设，CPU继续执行原来的主程序。 经CPU启动的外部设备准备好数据输入或接收数据时，它向DMA控制器发出DMA请求，使DMA控制器进入数据传送阶段。当外设发出DMA请求时，CPU在本机器周期结束后响应该请求，并放弃系统总线的控制权，而DMA控制器接管系统总线并向内存提供地址，使内存与外设进行数据传送，直至传送结束，DMA控制器向CPU发出中断请求，DMA操作结束。DMA数据传送后的处理工作是：CPU接到DMA中断请求后，转去执行中断服务程序，而执行中断服务程序的工作包括：数据校验及数据缓冲区的处理等工作。四、计算1、补码的运算已知x和y,用变形补码计算x+y、x-y，同时指出结果是否溢出。（1）x=0.11011 y=0.00011 (2) x=0.11011 y=-0.10101已知 X = -0.01111,Y = +0.11001, 求X补,-X 补,Y 补,-Y 补, X+Y 补=?,X-Y 补=? 解：X补=1.10001 -X 补=0.01111 Y 补=0.11001 -Y 补=1.00111X+Y=+0.01010 X-Y 结果发生溢出2、由Intel2114(1K 4位)芯片组成容量为4K 8位的主存储器的逻辑框图,说明地址总线和数据总线的位数，该存储器与8位字长的CPU的连接关系。解：此题所用芯片是同种芯片。（1）片数=存储器总容量（位）/芯片容量（位） =4K*8/（1K*4）=8（片）(2）CPU总线（由存储器容量决定） 地址线位数=log2(字数)=log2(4K)=12(位) 数据线位数=字长=8（位） （3）芯片总线（由芯片容量决定） 地址线=log2(1K)=10(位) 数据线=4（位）（4）分组（组内并行工作，Cs连在一起，组间串行工作，Cs分别连接译码器的输出） 组内芯片数=存储器字长/芯片字长 =8/4=2（片） 组数=芯片总数/组内片数=8/2=4（组）（5）地址分配与片选逻辑3、有一个存储体，其地址线15条，数据线8条，则1）该存储体能够存储多少个汉字？2）如果该存储体由2K4位的芯片组成，需要多少片？3）采用什么方法扩展？分析各位地址线的使用。（1）该存储体容量为2158=32KB，存储一个汉字需要二个字节，因此，它能够存储16384（16K）个汉字。（2）需要2K4位的芯片32片，（32K8）/（2K4）=32 。（3）可采用字位全扩展方法，由2片4位的芯片组成1组8位的存储单元，16组扩展成32K的8位存储体。芯片直接使用的地址线（片内地址）11根（A0-A10），另外需要4根高位地址，连接到4-16译码器输入端，产生16个译码信号用作16个芯片组的片选信号。剩余的地址线用来确定该存储体的首地址。4、有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1） 该存储器能存储多少个字节的信息？（2） 如果存储器由512K8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？（3） 需要多少位地址作芯片选择？答：1.因为2的20次方是1M 所以该存储器能够存储的信息为1M*32/8=4M2.（1024K/512K）*(32/8)=8(片)3.需要1位地址作为芯片选择，5、