计算机组成原理模拟题

中国地质大学 北京 继续教育学院 2014 年 12 课程考 试 第 1 页 共 5 页 计算机组成原理计算机组成原理 模拟题 补 模拟题 补 一 一 填空题填空题 1 设指令中形式地址为 D 基址寄存器为 BX 则基址寻址方式时 有效地址 E BX D 2 集中式总线仲裁的三种方式中 响应速度最快的是 独立请求方式 存在单点故障 的方式是 串行链接方式 3 若被传送的数据为 11011011 假设采用奇校验技术 则校验位 C 1 4 CPU 的数据总线双向传输 这句话描述了总线的 电气特性 特性 5 定点小数的反码表示法中 0 有两种表示 设计算机的字长为 4 位 则 0 反 0 000 0 反 1 111 6 浮点数的表示范围取决于 阶码的位数 精度取决于 尾数的位数 7 定点数运算采用双符号位补码溢出检测 当运算结果中两个符号位为 01 表明发生了正溢出 8 动态存储器的刷新是按行进行 若存储单体的行地址译码器的输入地址为 A0 A9 则刷 新地址计数器的模为 10 9 设 SP 为堆栈指针 A 为通用寄存器 Msp 为 SP 所指向的存储单元 数据进栈的操作为 A Msp SP 1 SP 数据出栈操作为 SP 1 SP 和 Msp A 10 CPU 内保存当前正在执行指令的寄存器是 IR 11 不存在死时间的动态存储器的刷新方式是 分散刷新 和 异步刷新 次序可交换 12 某计算机字长 32 位 主存容量为 256MB 若采用 32M 8 位的存储芯片组成 需要 32 片这种芯片 二 不定项选择题 下列各题可能有二 不定项选择题 下列各题可能有 1 1 个或多个正确答案 请选出正确的 错选或漏选均个或多个正确答案 请选出正确的 错选或漏选均 不得分不得分 1 下列各部件中 属于微程序控制器的主要部件有 C D A Cache B PC C 控制存储器 D 微指令寄存器 2 若机器字长 16 位 主存容量为 16MB 若按字编址 其寻址范围为 C A 0 4M B 0 2M C 0 8M D 0 16M 3 不同速度设备之间传送数据 C A 必须采用同步控制 B 必须采用异步控制 C 可以选用同步 也可以选用异步 D 必须采用应答方式 4 下列校验码中 奇校验正确的有 C A 110100111 B 001000111 C 010110011 D 110100111 5 控制器的功能包括 A C 中国地质大学 北京 继续教育学院 2014 年 12 课程考 试 第 2 页 共 5 页 A 操作控制 B 算术运算 C 时间控制 D 逻辑运算 6 根据传送的信息的种类不同 总线可以分为 B A 地址线和数据线 B 地址线 数据线和控制线 C 地址线 数据线和响应线 D 数据线和控制线 7 中断向量的地址是 C A 子程序的入口地址 B 中断服务程序入口地址 C 中断服务程序入口地址的地址 D 例行程序的入口地址 8 下列存储器中 速度最快的是 A A 控存 B 主存 C 磁盘 D 磁带 9 4 片 16K 8 位的存储芯片可以设计出 A B D 容量的存储器 A 32K 16 位 B 16K 32 位 C 32K 8 位 D 64K 8 位 三 名词解释三 名词解释 1 指令系统 计算机指令的集合 它是人操作和使用计算机的接口 能表征计算机的特征 与计算机的硬件 软件和功能及性能均有一定的关系 2 先行进位 在多位数的运算过程中 低位向相邻高位的进位位同时进行运算的一种快速 进位方法 此时 各进位至于参加运算的数和最低位的进位位有关 3 微程序 存放在控制存储器中的实现指令的若干条微指令的集合 四 判断下列命题正误并改正四 判断下列命题正误并改正 1 在取指阶段也能把数据从主存取到 CPU 中 2 动态存储器的刷新地址由 CPU 给出 3 间接寻址的目的是为了加快指令的执行速度 4 从逻辑功能上看 硬件和软件的功能等价 5 所有的机器数表示中 负数的符号位都用 1 表示 6 IR 是运算器的组成部件之一 参考答案 1 对 如直接寻址就通过取指阶段把数据取到了 CPU 内 2 错 改成 动态存储器的刷新地址由刷新地址计数器给出 3 错 改为 间接寻址的目的是为了扩大寻址范围 4 对 5 错 改成 常用的原码 反码和补码三种机器数中负数的符号才用 1 表示 6 错 改成 IR 是控制器的组成部件之一 五 简答与论述题 五 简答与论述题 1 计算机和外围设备之间常见的信息交换 控制 方式有哪几种 各有何特点 分别应用在 什么场合 参考答案 参考答案 程序查询式 主要用于简单外设场合 程序中断 用于数据量不大 且对实时性要求高的场合 DMA 方式 用于大量数据传输的场合 中国地质大学 北京 继续教育学院 2014 年 12 课程考 试 第 3 页 共 5 页 通道方式 数据传输率高的中型计算机场合 外围处理机方式 数据传输率高的中 大型计算机场合 2 简要说明采用层次结构存储系统的目的和原理 目前存储系统分哪几个层次 它们在存 储系统中所起的作用是什么 参考答案 参考答案 目的是为了解决对存储系统大容量 高速度 低价格的要求 原理 局部性原理 又包括时间局部性和空间局部性 高速缓冲存储层次 由 Cache 和主存构成 解决主存速度不够快的问题 虚拟存储层次 由主存和辅存构成 解决主存容量不足的问题 3 简述硬布线控制器的设计依据和设计过程 参考答案 1 操作控制器是产生控制信号的部件 它的设计依据是计算机的指令系统中所有指令的实 现流程中的所有控制信号序列 硬布线控制器的设计过程是 1 分析 CPU 的硬件结构 得到再该硬件结构下所有指令的指令周期流程图 2 在指令周期流程图上的每一步标出所需要的所有控制信号 3 对所有指令中所涉及到的所有控制信号进行逻辑综合 写出实现的逻辑表达式 4 对上述表达式进行逻辑化简 用逻辑电路实现所有逻辑表达式的逻辑功能 4 中央处理器的基本功能有哪些 它们由 CPU 内部的哪些部件实现 参考答案 参考答案 顺序控制 PC 操作控制 微程序控制器和相关的逻辑电路 时间控制 时间序产生逻辑和相关的逻辑电路 算术和逻辑运算 AC DR 运算器和条件状态寄存器 六 计算题六 计算题 1 设浮点数的阶码为 5 位 含阶符 2 位 尾数为 7 位 含尾符 2 位 X Y 中的指数项 小数项均为二进制真值 x 2 010 0 11011011 y 2 100 0 10101100 按浮点补码运算步骤 0 舍 1 入 计算 X Y 参考答案 参考答案 1 解 先用补码的形式表示 x 和 y X 补 00 010 00 11011011 Y 补 00 100 11 01010100 1 对阶 E 补 Ex 补 Ey 补 00010 11100 11 110 E 2 x 的阶码 小于 y 的阶码 将 x 的尾数向右移动 2 位 同时阶码加 2 对阶后的 x 为 X 补 00 100 00 0011011011 2 尾数的运算 00 00110110 11 中国地质大学 北京 继续教育学院 2014 年 12 课程考 试 第 4 页 共 5 页 11 01010100 11 1000101011 3 尾数规格化处理 尾数的形式为 11 1 故要向左规格化 即将结果的尾数 向左移动一位 同时 将结果的阶码减 1 规格化后的结果为 X Y 补 00 011 11 00010101 4 舍入 最后丢掉了 10 采用 0 舍 1 入的方法 故在结果的为数的最低位加 1 最后的结果为 X Y 补 00 011 11 00010110 X Y 0 11101010 2 011 七 设计题七 设计题 用 8K 8bit 的存储芯片设计一个 64K 8bit 的存储系统 且要求 4000H 5FFFH 为保留空间 暂时不用 1 计算需用多少 8K 8bit 芯片 2 画出存储器与 CPU 连接的结构框图 3 计算每一个存储单体在整个存储系统中的地址范围 参考答案 参考答案 解 4000H 5FFFH 为 8K 的存储空间 依题意该空间为保留空间 则本题中实 际需要扩展的存储空间为 64 8 56K 1 需要的存储芯片数量为 56K 8 8 8K8K 8 7 片 2 图略 要求正确画出片选 读写控制线以及保留出的片选线的序号 3 各片的地址空间分别为 0 0000H 01FFFH 1 2000H 3FFFH 2 4000H 5FFFH 保留 3 6000H 7FFFH 4 8000H 9FFFH 5 0A000H 0BFFFH 6 0C000H 0DFFFF 7 0E000H 0FFFFH 八 设机器字长八 设机器字长 4 4 位 位 X X 0 10110 1011 Y Y 0 1101 0 1101 用变形补码计算用变形补码计算 X YX Y 并判断是否溢出 并判断是否溢出 在此基础上 设计实现上述运算及溢出检测的逻辑电路图在此基础上 设计实现上述运算及溢出检测的逻辑电路图 参考答案 X 补 11 0101 Y 补 11 0011 X 补 Y 补 10 1000 所以发生了下溢 中国地质大学 北京 继续教育学院 2014 年 12 课程考 试 第 5 页 共 5 页 九 设微指令采用直接表示法时控制字段为九 设微指令采用直接表示法时控制字段为 5151 位 其中有位 其中有 3 3 个个 1515 位组中的微命令之间为位组中的微命令之间为 互斥微命令 若改用混合表示法 画出微指令的结构 并注明各字段的长度和产生微命令互斥微命令 若改用混合表示法 画出微指令的结构 并注明各字段的长度和产生微命令 的示意图 的示意图 参考答案 微指令的结构如下图所示 如图所示 微指令结构的控制字段被分成 4 组 其中前三组为 4 位 每组通过 4 16 译码 后产生互斥的 15 个微命令 其中假定该组的 4 位取全 0 时不使用该组的任何微命令 微指 令最后一个字段的 6 位为直接表示 采用混合表示方法后 微指令的控制字段的长度由采用直接表示方法的 51 位 变成了 18 位 大大缩短了微指令的长度 当然这是以降低微指令的执行速度为代价的 因为 在混 和方式下 共有 45 和互斥的微命令要通过译码器才能产生 Cn 2CnCf 0C1 C2 FAFAFA s f 1 s f 0 s n 1 s1 s0 FAFA Af 1Bf 1Af 0Bf 0A n 1Bn 1A