JXNU计算机组成原理期末考试题目PPT课件.ppt

1 解释冯 诺依曼计算机的特点 冯 诺依曼计算机的特点 计算机由五大部件组成 指令和数据以同等地位存于存储器可按地址寻访 指令和数据用二进制表示 指令由操作码和地址码组成 存储程序 以运算器为中心 2 8位无符号整数和8位定点原码整数的表示范围分别是多少 8位无符号整数的范围 0 255 8位定点原码整数的范围 127 127 3 已知 x 原 10110101 求真值x及其x的补码和反码 1 真值 0110101 2 X 补 11001011 3 X 反 110010104 解释虚拟存储器和Cache存储器与主机匹配的差别 Cache存储器采用与CPU速度匹配的快速存储元件来弥补主存和CPU之间的速度差距 而虚拟存储器的主要功能是弥补了主存和辅存之间的容量差距 1 5 指令和数据都存于存储器中 计算机如何区分它们 解 计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据 即 取指周期 或取指微程序 取出的既为指令 执行周期 或相应微程序 取出的既为数据 另外也可通过地址来源区分 从PC指出的存储单元取出的是指令 由指令地址码部分提供操作数地址 6 半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种 有何特点 解 半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种 线选法 单译码方式 和重合法 双向译码方式 线选法 单译码方式 地址译码信号只选中同一个字的所有位 结构简单 费器材 重合法 双向译码方式 地址分行 列两部分译码 行 列译码线的交叉点即为所选单元 这种方法通过行 列译码信号的重合来选址 也称矩阵译码 可大大节省器材用量 是最常用的译码驱动方式 7 一个完善的指令系统应满足哪几方面的要求解一个完善的指令系统应满足如下四方面的要求 完备性 有效性 规整性 兼容性 2 8 什么是微程序设计技术答 微程序设计技术是利用软件方法进行硬件设计的一门技术 采用微程序设计思想的微程序控制器 同组合逻辑控制器相比较 具有规整 灵活 易维护等一系列优点9 什么叫刷新 为什么要刷新 说明刷新有几种方法 解 刷新 对DRAM定期进行的全部重写过程 刷新原因 因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充 因此安排了定期刷新操作 常用的刷新方法有三种 集中式 分散式 异步式 集中式 在最大刷新间隔时间内 集中安排一段时间进行刷新 分散式 在每个读 写周期之后插入一个刷新周期 无CPU访存死时间 异步式 是集中式和分散式的折衷 3 10 设指令字长等于存储字长 均为24位 若某指令系统可完成108种操作 操作码长度固定 且具有直接 间接 一次间址 变址 基址 相对 立即等寻址方式 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A位 寻址特征位占B位 可直接寻址的范围是C 一次间址的范围是D 解 A 7B 3C 214D 22411 已知接收到的海明码为0100111 按配偶原则配置 试问要求传送的信息是什么 纠错过程如下P1 1 3 5 7 0P2 2 3 6 7 1P4 4 5 6 7 1 P4P2P1 110第6位出错 可纠正为0100101 故要求传送的信息为010112 一个容量为16K 32位的存储器 其地址线和数据线的总和是多少 解 地址线和数据线的总和 14 32 46根 4 设计分析与计算1 设机器数字长为24位 欲表示 3万的十进制数 试问在保证数的最大精度的前提下 除阶符 数符各取1位外 阶码 尾数各取几位 解 214 16384215 32768 15位二进制数可反映 3万之间的十进制数满足最大精度可取阶码m 4位 尾数n 18位2 证明减法运算的公式 补 补 补 补 补 5 设计分析与计算1 设机器数字长为24位 欲表示 3万的十进制数 试问在保证数的最大精度的前提下 除阶符 数符各取1位外 阶码 尾数各取几位 解 214 16384215 32768 15位二进制数可反映 3万之间的十进制数满足最大精度可取阶码m 4位 尾数n 18位2 证明减法运算的公式 补 补 补 补 补 6 3 某机主存容量为1M 16位 且存储字长等于指令字长 若该机的指令系统具备65种操作 操作码位数固定 且具有直接 间接 立即 相对 变址五种寻址方式 1 画出一地址指令格式并指出各字段的作用 2 该指令直接寻址的最大范围 十进制表示 3 一次间址的寻址范围 十进制表示 4 相对寻址的位移量 十进制表示 解 一地址指令格式为OP操作码字段 共7位 可反映65种操作 M寻址方式特征字段 共3位 可反映5种寻址方式 A形式地址字段 共16 7 3 6位直接寻址的最大范围为26 64由于存储字长为16位 故一次间址的寻址范围为216 65536相对寻址的位移量为 32 31 7 4 运算器中R0 R3为通用寄存器 机器指令 STOR1 R2 实现的功能是 将寄存器R1中的数据写入到以 R2 为地址的数存单元中 机器指令 ADDR1 R2 实现的功能是 将寄存器R1中的数据加入到R2中 请画出以上两指令周期流程图 8 PC AR ABUSDBUS DR IRPC 1 译码或测试 R1 DRR2 AR ABUSDR DBUS R1 R2 R2 解 STO WE ADD 9 5 设CPU共有16根地址线 8根数据线 并用作访存控制信号 低电平有效 用作读写控制信号 高电平为读 低电平为写 现有下列存储芯片 1K 4位RAM 4K 8位RAM 2K 8位ROM 以及74138译码器和各种门电路 如图所示 画出CPU与存储器连接图 要求 1 主存地址空间分配 A000H A7FFH为系统程序区 A800H AFFFH为用户程序区 2 合理选用上述存储芯片 说明各选几片 并写出每片存储芯片的二进制地址范围 3 详细画出存储芯片的片选逻辑