微机原理复习题(CPU).doc

1. CPU对存储器或I/O端口完成一次读/写操作所需的时间称为一个（ B）。A、指令周期B、总线周期C、时钟周期D、传输周期2. 冯诺依曼基本思想主要是提出了（ b ）。A、CPU和存储器 B、二进制和存储程序原理C、二进制和存储器 D、存储器和输入输出设备3. 同CISC相比，下面哪一项不属于RISC处理器的特征（ a ）。A、RISC处理器都采用哈佛结构B、减少指令数，使控制部件简化，加快执行速度C、数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率，同时简化处理器的设计D、采用固定长度的指令格式，指令规整、简单、寻址方式少4. 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5. 若下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，那么采用偶校验的字符码是（ c ）。A、11111011B、11010110C、11100001D、111010016. 若采用ARM微处理器的GPIO来构造一个60键的矩阵键盘，最少需要（ c ）个GPIO引脚。A、6B、10C、16D、607. 程序计数器PC通常用于存放（ d ）。A、数据B、指令C、正在执行的指令地址 D、待取指的指令地址8. 下列各种方式的数据传输过程中，无需CPU执行指令的方式是（c ）传输。A、无条件B、查询C、DMAD、中断9. 关于“指令”， 正确的说法是（ d ）。A、指令就是计算机语言B、指令是全部命令的集合 C、指令是专门用于人机交互的命令D、指令通常由操作码和操作数组成10. 某微处理器的结构之所以称为超标量结构，是因为该微处理器（ b ）。A、不仅能进行32位运算,也能进行64位运算B、内部含有多条指令流水线和多个执行部件C、数据传输速度很快,每个总线周期最高能传送4个64位数据D、芯片内部集成的晶体管数超过100万个,功耗很大11. 单纯从理论出发，计算机的所有功能都可以交给硬件实现。而事实上，硬件只实现比较简单的功能，复杂的功能则交给软件完成。对于用软件实现复杂功能，以下哪一项不是这样做的理由（ a ）。A、提高运算速度B、降低成本C、增强计算机的适应性，扩大应用面D、易于制造12. 同CISC相比，下面哪一项不属于RISC处理器的特征（ a ）。A、RISC处理器都采用哈佛结构B、减少指令数，使控制部件简化，加快执行速度C、数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率，同时简化处理器的设计D、采用固定长度的指令格式，指令规整、简单、寻址方式少13. 以下所列提高微机系统性能的技术，说法不正确的是（ a ）。A、采用流水线结构后每条指令的执行时间明显缩短B、增加Cache存储器后CPU与内存交换数据的速度得到提高C、引入虚拟存储技术后扩大了用户可用内存空间D、提高主频时钟频率后加快了指令执行速度14. 微处理器中运算器的主要功能是进行（ d ）。A、逻辑运算B、算术预算C、更新标志位D、以上所有15. 若构造一个104键的矩阵键盘，最少需要（ c ）个IO引脚。A、10B、20C、21D、2216. 若只使用一条指令使某寄存器中的高4位不变，低4位清0，则应使用（ a ）操作指令。A、与B、或C、非D、位取反B A A B CC D C D BA A A D C A 1. 计算机体系结构是指（程序员角度看到的计算机结构），计算机组成是指（计算机各部件的逻辑结构及连接方式）。在设计一个计算机系统时指令集结构的确定属于以上两个方面中的（体系结构 ）范畴。2. MIPS（每秒百万条指令）是用来描述（ 计算机运行速度 ）的单位。3. 一个字数据0x6B19存放在0x8000处，若该字是按照大端格式存放的，则高字节数据0x6B的存放地址是（ 0x8000 ）。见书 P324. CPU是用大规模或超大规模集成电路技术制成的半导体芯片，其中主要包括（ 运算器 ）、（ 控制器 ）和（ 寄存器组 ）三大部分。5. CPU内部的数据通路宽度也即字长，体现了CPU的（ 单次传送和处理数据 ）能力。6. 在相同的器件技术水平上，可通过时间重叠、资源（ 重复 ）和资源（ 分享 ）等有效途径开发并行性以提高计算机性能。分析题：1 微处理器设计中采用RISC或CISC架构时，有何根本区别？ARM处理器采用的是何种架构？试例举ARM处理器采用这种架构所具备的一些典型特征。（1）从设计的各方面比较如下： RISCCISC设计重点降低指令执行的硬件复杂度，但对编译器有更高的要求侧重指令执行的硬件功能性，控制器的硬件设计复杂指令集指令种类少，长度固定，且执行简单，可在单时钟周期完成指令复杂，长度通常不固定，执行也需要多个周期流水线指令处理过程可被拆分成能够被流水线并行执行的规则步骤指令执行通常需要调用微程序寄存器有更多的通用寄存器专用寄存器较多。load-store结构为避免耗时的访存操作，把访存与数据处理分开。处理器能够直接处理内存中的数据。（2）ARM处理器采用了RISC架构，具备的典型RISC特征有：指令种类少，长度固定；采用多级流水；具有较多的通用寄存器；使用专用的LDR/STR存储器访问指令。2. 试从设计开销和性能两个方面详细比较随机逻辑体系结构和微码体系结构的优缺点。答：（1）指令集的改变导致不同的硬件设计开销： 在设计随机逻辑结构时，指令集和硬件必须同步设计和优化，因此设计随机逻辑的结构比设计微码结构复杂得多，而且硬件和指令集二者中任意一个变化，就会导致另外一个变化。在微码结构中，指令设计通过为微码ROM编写微码程序来实现的，指令集的设计并不直接影响现有的硬件设计。因此，一旦修改了指令集，并不需要重新设计新的硬件。（2）从性能上比较：随机逻辑在指令集和硬件设计上都进行了优化，因此在二者采用相同指令集时随机逻辑结构要更快一些。但微码结构可以实现更复杂指令集，因此可以用较少的指令完成复杂的功能，尤其在存储器速度受限时，微码结构性能更优。3. 某非流水式处理器时钟周期为4ns，其平均CPI是4。若对此处理器进行升级，引入了5级流水线，但时钟周期增加了1ns。对一典型程序，采用了流水线的新版处理器所实现的加速比是多少？新、旧两版处理器的MIPS各是多少？答：（1）