2013年9月份考试计算机组成原理第三次作业.doc

2013年9月份考试计算机组成原理第三次作业一、填空题（本大题共30分，共 15 小题，每小题 2 分）1. Cache与主存的地址映射方式有三种： _ 、 _ 和 _ 。2. 一个完整的指令系统应满足四个方面的要求，它们是 _ ； _ ； _ 和 _ 。3. 堆栈是一种特殊的数据寻址方式,它采用 _ 原理.按结构不同,分为 _ 堆栈和 _ 堆栈.4. 若浮点数格式中阶码的基数已定，且尾数采用规格化表示法，则浮点数的表示范围取决于 _ 的位数，而精度取决于 _ 的位数。5. 从操作数的物理位置来说，可将指令归结为三种类型：存储器-存储器型，A. _ ，B. _ 。6. 指令格式是指令用 _ 表示的结构形式,通常格式中由操作码字段和 _ 字段组成.7. 根据地址格式不同，虚拟存储器可分为 _ 、 _ 和 _ 。8. 字符信息处理属于 _ 数据领域的问题.国际上采用的字符系统是七单位的 _ 码.9. CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器是 _ ，保存下一条指令地址的寄存器是 _ 。10. 在进行浮点数的加减运算时，需要完成 _ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 等步骤。11. 半导体SRAM靠A. _ 存储信息，半导体DRAM靠B. _ 存储信息。12. 对存储器的要求是 _ ， _ ， _ 。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。13. 不同的CRT显示标准所支持的最大 _ 和 _ 数目是不同的.14. 要组成容量为4K8位的存储器，需要 _ 片4K1位的静态RAM芯片并联，或者需要 _ 片1K8位的静态RAM芯片串联。15. 为了解决多个 _ 同时竞争总线 _ ,必须具有 _ 部件。二、简答题（本大题共30分，共 6 小题，每小题 5 分）1. 集中式仲裁有几种方式？2. 请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处？3. 按补码运算规则，计算X+Y补及X-Y补，并判断结果是否溢出。 X=0.1100111，Y= 0.00111114. 说明计数器定时查询工作原理5. 动态随机存储器的刷新方式有哪一些？各自有什么特点？6. 简要说明程序中断接口中IM、IR、EI、RD、BS五个触发器的作用.三、问答题（本大题共40分，共 5 小题，每小题 8 分）1. 程序查询方式和程序中断方式都要由程序实现外围设备的输入/输出，它们有何不同？2. 试问控制器的功能是什么？它由哪些基本部件组成？3. 用641位的SRAM芯片设计一个总容量为1024字节的16位存储器，画出逻辑图并指出所需的所有输入和输出信号，要求该存储器既能以字节方式访问，又能以16位的字方式访问。4. 已知X补=0.10100,Y补=1.00100,求X/2补,-X补,Y/2补,-Y补.5. 在计算机中一般如何控制微程序的执行顺序？答案：一、填空题（30分，共 15 题，每小题 2 分）1. 参考答案：直接映射，全相联映射，组相联映射解题方案：CACHE地址映射及变换评分标准：2. 参考答案：完备性；有效性；规整性；兼容性。解题方案：指令系统评分标准：3. 参考答案：先进后出 寄存器 存储器解题方案：堆栈评分标准：4. 参考答案：阶码，尾数解题方案：浮点数评分标准：5. 参考答案：A.寄存器寄存器型 B.寄存器存储器型解题方案：操作数的物理位置评分标准：6. 参考答案：二进制代码 地址码解题方案：指令格式评分标准：7. 参考答案：段式、页式、段页式解题方案：虚拟存储器评分标准：8. 参考答案：非数值 ASCII解题方案：字符信息评分标准：9. 参考答案：指令寄存器，程序计数器 解题方案：CPU评分标准：10. 参考答案：对阶、尾数求和/差、规格化、舍入、判断溢出解题方案：浮点数的加减运算评分标准：11. 参考答案：A.触发器 B.电容解题方案：存储信息评分标准：12. 参考答案：容量大 速度快 成本低解题方案：存储器概述评分标准：13. 参考答案：分辨率 颜色解题方案：CRT显示标准评分标准：14. 参考答案：8 4 解题方案：存储器容量的扩展评分标准：15. 参考答案：主设备 控制权 总线仲裁解题方案：总线仲裁评分标准：二、简答题（30分，共 6 题，每小题 5 分）1. 参考答案：三种方式:链式查询方式,计数器定时查询方式,独立请求方式.解题方案：总线的仲裁评分标准：2. 参考答案：SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。解题方案：SRAM和DRAM评分标准：3. 参考答案：X=0.1100111，Y= 0.0011111 X补00.1100111， Y补11.1100001 Y补00.0011111 X+Y补X补Y补00.1100111+11.1100001=00.1001000（没有溢出） XY补X补Y补00.1100111+00.0011111=01.0000110 （溢出）解题方案：补码评分标准：4. 参考答案：计数器定时查询方式工作原理:总线上的任一设备要求使用总线时,通过BR线发出总线请求.总线控制器接到请求信号以后,在BS线为“0”的情况下让计数器开始计数,计数值通过一组地址线发向各设备.每个设备接口都有一个设备地址判别电路,当地址线上的计数值与请求总线的设备相一致时,该设备置“1”BS线,获得总线使用权,此时中止计数查询.解题方案：计数器定时查询评分标准：5. 参考答案：(1)、集中刷新方式。刷新控制器每隔一固定时间，安排一次刷新。 (2)、分散刷新方式。把系统周期分为两段，前段用来进行读/写操作，后段为刷新时间，每次刷新一行。 (3)、异步刷新方式。1、2结合起来就是异步刷新方式。 (4)、透明刷新方式。利用CPU在指令译码阶段而存储器空闲时插入刷新操作，则不占用CPU时间，对CPU透明，称为透明刷新方式。解题方案：刷新方式评分标准：6. 参考答案：它们的作用是: 中断屏蔽触发器（IM）:CPU是否受理中断或批准中断的标志.IM标志为“0”时,CPU可受理外界中断请求. 中断请求触发器（IR）:暂存中断请求线上由设备发出的中断请求信号.IR标志为“1”时表示设备发出了中断请求. 允许中断触发器（EI）:用程序指令来置位,控制是否允许某设备发出中断请求.EI为“1”时,某设备可以向CPU发出中断请求. 准备就绪的标志（RD）:一旦设备做好一次数据的接受或发送,便发出一个设备动作完毕信号,使RD标志为“1”. 工作触发器:（BS）:设备“忙”的标志,表示设备正在工作解题方案：中断接口评分标准：三、问答题（40分，共 5 题，每小题 8 分）1. 参考答案：程序查询方式是用户在程序中安排一段输入输出程序，它由I/O指令、 测试指令和转移指令等组成。CPU一旦启动I/O后，就进入这段程序，时刻查询I/O准备的情况若未准备就绪就踏步等待；若准备就绪就实现传送。在输入输出的全部过程中，CPU停止自身的操作。 程序中断方式虽也要用程序实现外部设备的输入输出，但它只是以中断服务程序的形 式插入到用户现行程序中。即CPU启动I/O后，继续自身的工作，不必查询I/O的状态。 而 I/O被启动后，便进入自身的准备阶段，当其准备就绪时，向CPU提出中断请求，此时若满足条件，CPU暂停现行程序，转入该设备的中断服务程序，在服务程序中实现数据的传送。 解题方案：输入输出系统评分标准：2. 参考答案：控制器的作用在于在程序运行的过程中，对全机进行控制，是 各部件在规定的时刻执行相应的操作。具体功能可以归结为两点。控制每条指令的具体执行。在执行一条指令时，先依据程序计数器的内容作为指令地址，并向存储器发出读命令，取出指令，放到指令寄存器中，再对指令进行译码，产生相应的控制信号，同时分析寻址方式，形成操作数地址，想存储器发出读命令，获取操作数，最后，按照指令的操作性质和CPU的状态字通过运算器，存储器等功能部件实现指令所要求的功能；控制程序的执行顺序，通常情况下程序是顺序执行的，有程序计数器产生下一条指令的地址，但是，转移指令和转子程序指令回改变指令执行的步骤，此时由地址形成部件形成下一条要执行的指令的地址。解题方案：控制器的功能评分标准：3. 参考答案：用BE1, BE0信号区分高低字节，地址A9-A7经译码后选片用，地址A6-A1作为芯片的地址输入如下图所示：解题方案：存储系统评分标准：4. 参考答案：已知X补求X/2补只需将X补的各位连同符号右移一位，符号位不变，所以X/2补=0.01010； 已知X补求-X补只需将X补各位连同符号位取反，再在末位加1，所以-X补=1.01100； 对Y同理，所以Y/2补=1.10010，-Y补=0.11100。 解题方