二十套计算机组成原理题库及答案

北京科技大学计算机组成原理题库试卷一一选择题（每小题1分，共20分）1目前我们所说的个人台式商用机属于_。A巨型机B中型机C小型机D微型机2（2000）10化成十六进制数是_。A（7CD）16B（7D0）16C（7E0）16D（7F0）163下列数中最大的数是_。A（10011001）2B（227）8C（98）16D（152）104_表示法主要用于表示浮点数中的阶码。A原码B补码C反码D移码5在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是_。ABCD码B16进制C格雷码DASC码6下列有关运算器的描述中，_是正确的。A只做算术运算，不做逻辑运算B只做加法C能暂时存放运算结果D既做算术运算，又做逻辑运算7EPROM是指_。A读写存储器B只读存储器C可编程的只读存储器D光擦除可编程的只读存储器8INTEL80486是32位微处理器，PENTIUM是_位微处理器。设X补1X1X2X3X4,当满足_时，X1/2成立。X1必须为1，X2X3X4至少有一个为1X1必须为1，X2X3X4任意X1必须为0，X2X3X4至少有一个为1X1必须为0，X2X3X4任意10CPU主要包括_。A控制器B控制器、运算器、CACHEC运算器和主存D控制器、ALU和主存11信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为_。A串行传输B并行传输C并串行传输D分时传输12以下四种类型指令中，执行时间最长的是_。ARR型BRS型CSS型D程序控制指令13下列_属于应用软件。A操作系统B编译系统C连接程序D文本处理14在主存和CPU之间增加CACHE存储器的目的是_。A增加内存容量B提高内存可靠性C解决CPU和主存之间的速度匹配问题D增加内存容量，同时加快存取速度15某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用_作为存储芯片。ASRAMB闪速存储器CCACHED辅助存储器16设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为_。AEAXDBEAXDCEAXDDEAXD17在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为_。A隐含寻址B立即寻址C寄存器寻址D直接寻址18下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是_。APPU外围处理机方式B中断方式CDMA方式D通道方式19系统总线中地址线的功能是_。A用于选择主存单元地址B用于选择进行信息传输的设备C用于选择外存地址D用于指定主存和I/O设备接口电路的地址20采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用_的时间。A一个指令周期B一个机器周期C一个时钟周期D一个存储周期二填空题（每空1分，共20分）1数控机床是计算机在A_方面的应用，邮局把信件自动分拣是在计算机B_方面的应用。2汉字的A_、B_、C_是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。3闪速存储器特别适合于A_微型计算机系统，被誉为B_而成为代替磁盘的一种理想工具。4主存储器的性能指标主要是A_、B_、存储周期和存储器带宽。5条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于A_类指令，这类指令在指令格式中所表示的地址不是B_的地址，而是C_的地址。6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_。7运算器的两个主要功能是A_，B_。8PCI总线采用A_仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求和总线授权两条信号线与B_相连。9直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对A_的控制，数据交换不经过CPU,而直接在内存和B_之间进行。三简答题（每小题5分，共20分）1说明计算机系统的层次结构。2请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。3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4请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。四应用题（每小题5分，共40分）1机器数字长为8位（含1位符号位），当X127（十进制）时，其对应的二进制表示，X原表示，X反表示，X补表示，X移表示分别是多少2已知X01011,Y00101,求XY,XY3用16K8位的SRAM芯片构成64K16位的存储器，要求画出该存储器的组成逻辑框图。4提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。5若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。6举例说明存储器堆栈的原理及入栈、出栈的过程。7试画出三总线系统的结构图。8若显示工作方式采用分辨率为1024768，颜色深度为3B,桢频为72HZ,计算刷新存储器带宽应是多少试卷一答案一选择题1D2B3A4D5D6D7D8D9A10B11A12C13D14C15B16A17B18B19D20D二填空题1A自动控制B人工智能2A输入编码（或输入码）B内码（或机内码）C字模码3A便携式B固态盘4A存储容量B存取时间5A程序控制类B操作数C下一条指令6A寄存器寄存器型B寄存器存储器型7A算术运算B逻辑运算8A集中式B中央仲裁器9A总线BI/O设备（或输入输出设备）三简答题1计算机系统可分为微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级。2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）。3SRAM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。4程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些。四应用题1二进制表示为01111111X原11111111X反10000000X补10000001X移000000012X补001011X补001011Y补111011Y补000101000110010000XY00110XY产生溢出3存储器容量为64K16位，其地址线为16位（A15A0），数据线也是16位（D15D0）SRAM芯片容量为16K8位，其地址线为14位，数据线为8位，因此组成存储器时须字位同时扩展。字扩展采用24译码器，以16K为一个模块，共4个模块。位扩展内存中线采用两片串接。图C114措施有采用高速器件，采用CACHE（高速缓冲存储器），采用多体交叉存储器，采用双端口存储器，加长存储器的字长。5操作码需用6位，操作数地址码需用10位。格式如下6101010OPD1D2D3OP操作码6位D1第一操作数地址，10位D2第二操作数地址，10位D3第三操作数地址，10位6所谓存储器堆栈，是把存储器的一部分用作堆栈区，用SP表示堆栈指示器，MSP表示堆栈指示器指定的存储器的单元，A表示通用寄存器。入栈操作可描述为（A）MSP,SP1SP出栈操作可描述为（SP1）SP,MSPA7三总线结构如下图所示系统总线内存总线I/O总线CPU内存IOP（通道）I/O接口I/O接口图C128解刷存所需带宽分辨率每个像素点颜色深度刷新速率，故刷存带宽为10247683B72/S165888KB/S162MB/S试卷二一选择题（每空1分，共20分）1将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有利用价值的信息，我们称其为_。A数值计算B辅助设计C数据处理D实时控制2目前的计算机，从原理上讲_。A指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放B指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放C指令和数据都以二进制形式存放D指令和数据都以十进制形式存放3根据国标规定，每个汉字在计算机内占用_存储。A一个字节B二个字节C三个字节D四个字节4下列数中最小的数为_。A（101001）2B（52）8C（2B）16D（44）105存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于_。A存放程序B存放软件C存放微程序D存放程序和数据6设X01011，则X补为_。A11011B10100C10101D110017下列数中最大的数是_。A（10010101）2B（227）8C（96）16D（143）108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_。A巴贝奇B冯诺依曼C帕斯卡D贝尔9在CPU中，跟踪后继指令地指的寄存器是_。A指令寄存器B程序计数器C地址寄存器D状态条件寄存器10PENTIUM3是一种_。A64位处理器B16位处理器C准16位处理器D32位处理器11三种集中式总线控制中，_方式对电路故障最敏感。A链式查询B计数器定时查询C独立请求12外存储器与内存储器相比，外存储器_。A速度快，容量大，成本高B速度慢，容量大，成本低C速度快，容量小，成本高D速度慢，容量大，成本高13一个256K8的存储器，其地址线和数据线总和为_。A16B18C26D2014堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元。如果进栈操作的动作顺序是（A）MSP，SP1SP。那么出栈操作的动作顺序应为_。AMSPA，SP1SPBSP1SP，MSPACSP1SP，MSPADMSPA，（SP）1SP15当采用_对设备进行编址情况下，不需要专门的I/O指令组。A统一编址法B单独编址法C两者都是D两者都不是16下面有关“中断”的叙述，_是不正确的。A一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求BCPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序C中断方式一般适用于随机出现的服务D为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程序，必须进行现场保存操作17下面叙述中，_是正确的。A总线一定要和接口相连B接口一定要和总线相连C通道可以替代接口D总线始终由CPU控制和管理18在下述指令中，I为间接寻址，_指令包含的CPU周期数最多。ACLABADD30CSTAI31DJMP2119设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式（含一位符号位）。对应于十进制数27，寄存器内为_。A27HB9BHCE5HD5AH20某存储器芯片的存储容量为8K12位，则它的地址线为_。A11B12C13D14二填空题（每空1分，共20分）1计算机软件一般分为两大类一类叫A_,另一类叫B_。操作系统属于C_类。2一位十进制数，用BCD码表示需A_位二进制码，用ASCII码表示需B_位二进制码。3主存储器容量通常以KB表示，其中KA_硬盘容量通常以GB表示，其中GB_。4RISC的中文含义是A_,CISC的中文含义是B_。5主存储器的性能指标主要是存储容量、A_、B_和C_。6由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在A_和B_两方面进行扩充才能满足实际需求。7指令寻址的基本方式有两种，A_方式和B_方式。8存储器和CPU连接时，要完成A_的连接；B_的连接和C_的连接，方能正常工作。9操作控制器的功能是根据指令操作码和A_，产生各种操作控制信号，从而完成B_和执行指令的控制。三简答题（每题5分，共20分）1指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。2什么是指令周期什么是机器周期什么是时钟周期三者之间的关系如何3简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。4在寄存器寄存器型，寄存器存储器型和存储器存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长哪类指令的执行时间最短为什么四应用题（每题5分，共40分）1求十进制数113的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用8位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为7位）。2某机指令格式如图所示OPXD15109870图中X为寻址特征位，且X0时，不变址；X1时，用变址寄存器X1进行变址；X2时，用变址寄存器X2进行变址；X3时，相对寻址。设（PC）1234H，（X1）0037H,X21122H，请确定下列指令的有效地址（均用十六进制表示，H表示十六进制）14420H22244H31322H43521H56723H3将十进制数354转换成二进制数、八进制数、十六进制数和BCD数。4浮点数格式如下1位阶符，6位阶码，1位数符，8位尾数，请写出浮点数所能表示的范围（只考虑正数值）。5现有一64K2位的存储器芯片，欲设计具有同样存储容量的存储器,应如何安排地址线和数据线引脚的数目，使两者之和最小。并说明有几种解答。6异步通信方式传送ASCII码，数据位8位，奇校验1位，停止位1位。计算当波特率为4800时，字符传送的速率是多少每个数据位的时间长度是多少数据位的传送速率是多少7已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，采用4K4位的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条形式，问（1）若每个模块条为32K8位，共需几个模块条（2）每个模块条内有多少片RAM芯片（3）主存共需多少RAM芯片CPU需使用几根地址线来选择各模块使用何种译码器8画出中断处理过程流程图。试卷二答案一选择题1C2C3B4A5D6C7B8B9B10A11A12B13C14B15A16A17B18C19C20C二填空题1A系统软件B应用软件C系统软件2A4B73A210B2304A精简指令系统计算机B复杂指令系统计算机5A存取时间B存储周期C存储器带宽6A字向B位向7A顺序寻址方式B跳跃寻址方式8A地址线B数据线C控制线9A时序信号B取指令三简答题1时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。从空间上讲，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器）。2指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。31外设发出DMA请求；（2）CPU响应请求，DMA控制器从CPU接管总线的控制；（3）由DMA控制器执行数据传送操作；（4）向CPU报告DMA操作结束。主要优点是数据数据速度快4寄存器寄存器型执行速度最快,存储器存储器型执行速度最慢。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。四应用题1原码11110001反码10001110补码10001111移码000011112（1）0020H（2）1166H（3）1256H（4）0058H（5）1257H3（1）（354）10（162A）16（2）（354）10（1011000101010）2（3）（354）10（5425）8（4）（354）10（001101010100011000100101）BCD4最小值2111111000000001最大值21111110111111115设地址线X根，数据线Y根，则2XY64K2若Y1X17Y2X16Y4X15Y8X14因此，当数据线为1或2时，引脚之和为18共有2种解答6每个字符格式包含十个位，因此字符传送速率4800波特/10480字符/秒每个数据位时间长度T1/48000208MS数据位传送速率84803840位/秒72188）/（32K8）8，故需8个模块32K8）/（4K4）16，故需16片芯片共需816128片芯片为了选择各模块，需使用38译码器即3根地址线选择模条。8中断处理过程流程图如图C21所示。否是中断周期中断服务子程序图C21试卷三一选择题（每小题1分，共20分）1完整的计算机系统应包括_。A运算器、存储器、控制器B外部设备和主机C主机和实用程序D配套的硬件设备和软件系统2下列数中最小的数为_。取指令中断响应中断关中断，即“中断屏蔽”置位转移到中断服务子程序保存CPU现场设备服务恢复CPU现场开中断，即“中断屏蔽”复位执行指令A（101001）2B（52）8C（101001）BCDD（233）163设X01011，则补为_。A11011B10100C10101D110014机器数_中,零的表示形式是唯一的。A原码B补码C移码D反码5在计算机中，普遍采用的字符编码是_。ABCD码B16进制C格雷码DASC码6运算器的主要功能是进行_。A逻辑运算B算术运算C逻辑运算和算术运算D只作加法7存储器是计算机系统中的记忆设备,它主要用来_。A存放数据B存放程序C存放数据和程序D存放微程序8某计算机的字长16位,它的存储容量是64KB,若按字编址,那么它的寻址范围是_。A64KB32KC64KBD32KB9用32位字长（其中1位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值范围是_。A0N|1232B0N|1231C0N|1230D0N|122910用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为_寻址。A直接B间接C寄存器直接D寄存器间接11程序控制类指令的功能是_。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12中央处理器（CPU）是指_。A运算器B控制器C运算器、控制器和CACHED运算器、控制器和主存储器13计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时_。A减少了信息传输量B提高了信息传输的速度C减少了信息传输线的条数14在集中式总线仲裁中,_方式对电路故障最敏感。A链式查询B计数器定时查询C独立请求15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1635英寸软盘记录方式采用_。A单面双密度B双面双密度C双面高密度D双面单密度17为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方式是采用_。A通用寄存器B堆栈C存储器D外存18周期挪用方式多用于_方式的输入输出中。ADMAB中断C程序传送D通道19MO型光盘和PC型光盘都是_型光盘。A只读B一次C重写20并行I/O标准接口SCSI中，一个主适配器可以连接_台具有SCSI接口的设备。A6B715C8D10二填空题（每小题1分，共20分）1存储A_并按B_顺序执行,这是冯诺依曼型计算机的工作原理。2计算机的A_是计算机B_结构的重要组成部分,也是计算机不同于一般电子设备的本质所在。3一个定点数由A_和B_两部分组成。4CPU能直接访问A_和B_,但不能直接访问磁盘和光盘。5指令格式是指令用A_表示的结构形式,通常格式中由操作码字段和B_字段组成。6主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、A_和B_。7RISC机器一定是A_CPU,但后者不一定是RISC机器,奔腾机属于B_机器。8计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用A_传送、B_传送和C_传送。9软磁盘和硬磁盘的A_记录方式基本相同,但在B_和C_上存在较大差别。三简答题（每小题5分，共20分）1说明计数器定时查询工作原理。2什么是刷新存储器其存储容量与什么因素有关3外围设备的I/O控制方式分哪几类各具什么特点4什么是指令周期什么是机器周期什么是时钟周期三者有什么关系四应用题（每小题5分，共40分）1已知X01011,Y00101,求X/2补,X/4补X补，Y/2补,Y/4补，Y补2机器数字长8位（含1位符号位），若机器数为81（十六进制），当它分别表示原码、补码、反码和移码时，等价的十进制数分别是多少3用16K16位的SRAM芯片构成64K32位的存储器。要求画出该存储器的组成逻辑框图。4指令格式如下所示，其中OP为操作码，试分析指令格式特点15107430OP源寄存器目标寄存器5CPU结构如图所示，其中一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器和其它四个寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。1标明图中四个寄存器的名称。2简述指令从主存取到控制器的数据通路。3数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。图C316总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段若采用同步定时协议，画出读数据的同步时序图。7举出三种中断向量产生的方法。8CDROM光盘的外缘有5MM的范围因记录数据困难，一般不使用，故标准的播放时间为60分钟。请计算模式2情况下光盘存储容量是多少试卷三答案一选择题1D2C3C4B、C5D6C7C8B9B10C11D12C13C14A15A16C17B18A19C20B二填空题1A程序B地址2A软件B系统3A符号位B数值域4ACACHEB主存5A二进制代码B地址码6A存储周期B存储器带宽7A流水BCISC8A并行B串行C复用9A存储原理B结构C性能三简答题1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。2为了不断提供刷新图像的信号，必须把一帧图像信息存储在刷新存储器，也叫视频存储器。其存储容量由图像灰度级决定。分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。3外围设备的I/O控制方式分类及特点（1）程序查询方式CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单（2）程序中断方式一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。（3）直接内存访问（DMA）方式数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。（4）通道方式可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了CPU的工作效率。（5）外围处理机方式通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机。4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）。四应用题1解X补01011X/2补001011X/4补0001011X补10101Y补11011Y/2补111011Y/4补1111011Y补001012原码1，补码127，反码126，移码1。3所需芯片总数（64K32）（16K16）8片因此存储器可分为4个模块，每个模块16K32位，各模块通过A15、A14进行24译码图C324解（1）操作数字段OP可以指定64种基本操作（2）单字长（16位）二地址指令（3）源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器（各指定16个），所以是RR型指令，两个操作数均在通用寄存器中（4）这种指令结构常用于算术/逻辑运算类运算指令，执行速度最快。5答（1）A为数据缓冲寄存器DR，B为指令寄存器IR，C为主存地址寄存器AR，D为程序计数器PC；（2）PCAR主存缓冲寄存器DR指令寄存器IR操作控制器（3）存储器读MDRALUAC存储器写ACDRM6分五个阶段总线请求，总线仲裁，寻址（目的地址），信息传送，状态返回（或错误报告）。时序图图C337（1）由编码电路实现，直接产生。（2）由硬件产生一个“位移量”，再加上CPU某寄存器里存放的基地址（3）向量地址转移法由优先级编码电路产生对应的固定地址码，其地址中存放的是转移指令，通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。8解扇区总数606075270000模式2存放声音、图像等多媒体数据，其存储容量为2700002336/1024/1024601MB试卷四一、填空题，每空一分，本题共15分1若X补11101100单符号位，则X/2补_，X补的模为_。2动态存储器的刷新是按_填行或列进行；若存储单体的容量为64K，采用双译码且地址线平均送到两个译码器中,则刷新地址计数器的模为_。3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_。4若被传送的数据为11011011，假设采用偶校验技术，则校验位C_。5“地址线单双向传输”这句话描述了总线的_特性。6冯偌依曼计算机的基本原理包括_和_。7磁盘的平均存取时间由_时间和平均等待时间组成，对于7200转的磁盘而言，其平均等到时间约为_MS取整数。8、在微指令格式设计过程中，有8个互斥型的微命令被分配到一组，当该组采用编码方法表示时，微指令格式的相关字段至少需要_位。9设计一个64位全并行的ALU需要_片先行进位部件74182。10片选信号为101时，选定一个128K8位的存储芯片，则该芯片的所在存储单元空间的首地址为，末地址为。二、名词解释，每题2分，共10分1、中断2、组相联映射3、指令系统4、规格化5、水平型微指令三、简答与论述题,本题共34分L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分别是什么8分2什么是总线总线的仲裁方式解决什么问题简述常见的控制方式及其特点。（8分）3什么是寻址方式计算机系统为什么需要采用多种寻址方式画出间接寻址方式的寻址示意图。（8分）4简述微程序控制器的设计思想。10分四、判断正误并改正你认为错误的命题只能修改画线部分155分1、CACHE对系统程序员透明（）2、浮点数的精确度由阶码的位数决定3、控存中存放解释指令执行的微程序和数据4、指令操作码字段的位数决定了指令系统中指令的数量5、多操作数指令可以是单字长指令）五、计算题,本题共21分1、设X27（29/32），Y25（5/8），阶码为3位，尾数为5位均不包含符号位，用变形补码计算XY，要求按照计算机中浮点数的运算方法写出详细运算步骤。8分2、设X001011，Y001011，用变形补码计算2XY5分3、已知X01101Y01011用补码一位乘法求XY，要求写出详细过程（8分）六、已知CPU结构如下图所示，其中包括一个累加器AC、一个状态寄存器和其他几个寄存器。各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传递方向。试完成以下工作写出图中四个寄存器A、B、C、D的名称和作用；简述完成指令ADDY的数据通路（Y为存储单元地址，本指令功能为ACY（AC）。（15分）试卷四答案一、填空（每空1分，共15分）1MM主存储器CAACBD状态寄存器操作控制器ALUID数据部分按照参考答案,文字部分意思符合即可1）11110110，282）行，283）（BX）D405功能和电气6存储程序,程序控制7寻道,48495100A000H,0BFFFFH二、名词解释（每小题2分，共10分。）评分要求按照与所给参考答案的符合度给分1、中断是一种I/O方式,是指发生外部或异常时间后,暂时停止CPU执行的程序,并在保护断点后执行处理外部或异常时间的程序,并在该程序执行完毕后又返回被终止的程序的过程2、组相联映射是一种主存与CACHE之间数据映射的方法,该方法中主存和CACHE都分组,且CHACHE组内还分行,映射时,数据块所在主存的组和CHACHE的组之间按照直接映射方式进行,CACHE的组确定后,主存的该数据块则可以被映射到在该组的任意行3、指令系统任何计算机所包含的全部指令的集合指令系统与计算机的硬件结构和性能紧密相关4、规格化就是对浮点数尾数进行处理的一种方法,该方法规定,当浮点数的尾数双符号位与最高数据位不一致时候,采用左移或右移尾数,同时同步增大或减少阶码,直到将浮点数的尾数双符号位变化成最高数据位一致5、水平型微指令一次能定义并执行多个微操作的微指令称为水平型微指令,一般有操作控制字段、判别测试字段和直接地址字段三部分组成，相对于垂直型微指令而言具有灵活、并行操作能力强等优点。三、简答与论述题L要点1目的满足执行程序对高速度、大容量存储空间的需要（2分）2原理局部性原理2分3目前分成CHCHE主存辅存三个层次2分其中前者解决主存速度慢的问题，后者解决主存容量小的不足各1分,共2分2要点1总线是计算机各大部件之间的连接线，分为数据总线、地址总线和控制总线三类1分2总线的仲裁解决多部件争用总线的问题1分3常见的仲裁方式包括串行连接查询、计数器定时查询和独立请求三种方式，3分特点分别为系统容易扩展，但速度慢、优先级固定、单点故障明显；优先级灵活，没有单点故障，但速度慢；优先级灵活、响应速度快，没有单点故障。3分3要点1寻找操作数据或指令地址的方法1分2多种寻址方式的目标是为了解决指令中操作数字段位数不够,从而限制了寻址范围和操作数大小,另外,设置多种寻址方式也为程序设计提供了一定的灵活性4分3间接寻址图3分4要点在分析特定CPU结构和相关硬件环境的基础上这句话很重要,2分,仿照程序设计的方法，画出在特定硬件环境下每条指令的指令周期流程图2分,把完成每条指令所需要的操作控制信号进行优化和时间同步编写成微指令，然后存放到一个只读存储器控存中3分。每条机器指令对应一段微程序，当机器执行程序时依次读出每条指令所对应的微指令,执行每条微指令中规定的微操作,从而完成指令的功能,重复这一过程,直到该程序的所有指令完成2分微程序控制器的设计采用了存储技术和程序设计技术，使复杂的控制逻辑得到简化，从而推动了微程序控制器的广泛应用1分四、判断正误，（对错误命题只判断不改正或改正不正确均不得分每小题1分，共5分）1、2、修改成浮点数的精确度由尾数的位数决定或浮点数的范围由阶码的位数决定3、修改成控存中存放解释指令执行的微程序4、5、五、计算题（本题三道小题，共21分）1要点1设阶码和尾数均采用双符号位表示,则X补001110011101Y补00101001011分2求出阶差X阶码Y阶码001111101100010,阶差为2,移动Y的尾数与X对齐Y补0011100001011分3求出尾数和0011101000010101000102分4规格化并判断结果溢出因为尾数运算的双符号位不同,因此,需要对结果进行左移规格化,并将阶码加1,则XY补01000,00100102分由于阶码的双符号位不同,因此,该浮点运算结果发生溢出,且是正溢出2分2、要点解X补1110101,Y补00010112X补1101010,Y补11101012分2X补Y补10111112分结果的双符号位不同,故运算结果溢出。（1分）3、要点1X补01101,Y补01011,X补100111分2按照补码一位乘法的运算过程正确,且得到XY补0100011116分3求出真值1分六设计综合题（15分）1ADR数据缓冲寄存器，缓冲数据BIR指令寄存器，存放指令CAR（地址寄存器，存放访问主存的地址）DPC（程序计数器，用于表示指令地址得分要点指出了各代表的寄存器名称和相应的作用每项各1分，共8分2指令的数据通路IRBARCMMDRAALUAC7分得分要点只要通路正确,其他表现形式也可给分,但如果只用了A、B、C、D等来表示，则不给分。试卷五一选择题（每小题1分，共20分）1对计算机的产生有重要影响的是_。A牛顿维纳图灵B莱布尼兹布尔图灵C巴贝奇维纳麦克斯韦D莱布尼兹布尔克雷2定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示的整数范围是_。A2152151B21512151C2151215D2152153下列数中最小的数是_。A（101001）2B（52）8C（2B）16D（44）104已知X作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。（5）通用寄存器（AC）当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。（6）状态条件寄存器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。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。2解连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方的请求。每次总线操作，只能有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个或多个从方。除CPU模块外，I/O功能模块也可以提出总线请求。为了解决多个主设备同时竞争总线控制权，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。一般来说，采用优先级或公平策略进行仲裁。在多处理器系统中对CPU模块的总线请求采用公平原则处理，而对I/O模块的总线请求采用优先级策略。3解分辨率是指显示器所能表示的像素个数。像素越密，分辨率越高，图像越清晰。分辨率取决于显像管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。同时刷新存储器要有与显示像素数相对应的存储空间，用来存储每个像素的信息。灰度级是指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。灰度级越多，图像层次越清楚逼真。4解1在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的。2外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。3外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。4当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。四应用题1解X补110001X补001111Y补011001Y补100111X补1110001X补1110001Y补0011001Y补110011100010101011000XY001010XY结果发生溢出2证明因为1X补1补X补1X0X1X2XN2N1X0X0所以1X补1X0X1X2XN2NX0X1X2XN2N3（1）DRAM芯片容量为128K8位128KB存储器容量为1024K32位1024K4B4096KB所需芯片数4096KB128KB32片（2）对于128K8位的DRAM片子，选择一行地址进行刷新，取刷新地址A8A0，则8MS内进行512个周期的刷新。按此周期数，5124096128KB，对一行上的4096个存储元同时进行刷新。采用异步刷新方式刷新信号的周期为8MS512156S4解（1）双字长二地址指令，用于访问存储器。（2）操作码字段OP为6位，可以指定64种操作。（3）一个操作数在源寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由基值寄存器和位移量决定），所以是RS型指令。5解图C71（1）控制存储器用来存放实现全部指令系统的所有微程序。（2）微指令寄存器用来存放由控制存储器读出的一条微指令信息。（3）地址转移逻辑在一般情况下，微指令由控制存储器读出后直接给出下一条微指令地址，这个微地址信息就存放在微地址寄存器中，如果微程序不出现分支，那么下一条微指令的地址就直接由微地址寄存器给出。当出现分支时，由地址转移逻辑自动完成修改微地址的任务。6解设总线带宽用DR表示，总线时钟周期用T1/F表示，一个周期传送的数据量用D表示，根据总线带宽定义，有DRD/TDF4B66106/S264MB/S7解图C7。28解扇区总数606075270000模式2存放声音、图像等多媒体数据，其存储容量为2700002336/1024/1024601MB试卷八一选择题（每题1分，共20分）1我国在_年研制成功了第一台电子数字计算机，第一台晶体管数字计算机于_年完成。A19461958B19501968C19581961D195919652PENTIUM微型计算机中乘除法部件位于_中。ACPUB接口C控制器D专用芯片3没有外存储器的计算机初始引导程序可以放在_。ARAMBROMCRAM和ROMDCPU4下列数中最小的数是_。A（101001）2B（52）8C（2B）16D（44）105在机器数_中，零的表示形式是唯一的。A原码B补码C移码D反码6在定点二进制运算器中，减法运算一般通过_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下列有关运算器的描述中_是正确的。A只作算术运算，不作逻辑运算B只作加法C能暂时存放运算结果D以上答案都不对8某DRAM芯片，其存储容量为512K8位，该芯片的地址线和数据线数目为_。A8，512B512，8C18，8D。19，89相联存储器是按_进行寻址的存储器。A地址指定方式B堆栈存取方式C内容指定方式D。地址指定与堆栈存取方式结合10指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是_。A实现存储程序和程序控制B缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C可以直接访问外存D提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度11堆栈寻址方式中，设A为累加寄存器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示器的栈顶单元，如果操作的动作是（A）MSP，（SP）1SP，那么出栈操作的动作为A（MSP）A，（SP）1SPB（SP）1SP，（MSP）AC（SP）1SP，（MSP）AD（MSP）A，（SP）1SP12在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是_。A主存地址寄存器B程序计数器C指令寄存器D状态条件寄存器13描述多媒体CPU基本概念中正确表述的句子是_。A多媒体CPU是带有MMX技术的处理器B多媒体CPU是非流水线结构CMMX指令集是一种单指令流单数据流的串行处理指令D多媒体CPU一定是CISC机器14描述FUTUREBUS总线中基本概念正确的表述是_。AFUTUREBUS总线是一个高性能的同步总线标准B基本上是一个同步数据定时协议C它是一个与结构、处理器技术有关的开发标准D数据线的规模不能动态可变15在_的微型计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不用I/O指令。A单总线B双总线C三总线D多总线16用于笔记本电脑的大容量存储器是_。A软磁盘B硬磁盘C固态盘D磁带17具有自同步能力的记录方式_。ANRZ0BNRZ1CPMDMFM18_不是发生中断请求的条件。A一条指令执行结束B一次I/O操作结束C机器内部发生故障D一次DMA操作结束19采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要用一个_。A指令周期B数据周期C存储周期D总线周期20并行I/O标准接口SCSI中，一块主适配器可以连接_台具有SCSI接口的设备。A6B715C8D10二填空题（每空1分，共20分）1在计算机术语中，将A_和B_和在一起称为CPU，而将CPU和C_合在一起称为主机。2计算机软件一般分为两大类一类叫A_，另一类叫B_。操作系统属于C_类。3主存储器容量通常以MB表示，其中MA_,BB_；硬盘容量通常以GB表示，其中GC_。4CPU能直接访问A_和B_，但不能直接访问磁盘和光盘。5指令字长度有A_、B_、C_三种形式。6计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用A_传送、B_传送、C_传送。7通道是一个特殊功能的A_，它有自己的B_专门负责数据输入输出的传输控制。8并行I/O接口A_和串行I/O接口B_是目前两个最具有权威性的标准接口技术。三简答题（每题5分，共20分）1一个较完善的指令系统应包括哪几类2什么是闪速存储器它有哪些特点3比较水平微指令与垂直微指令的优缺点。4CPU响应中断应具备哪些条件四应用题（每题5分，共20分）1已知X01011,Y00101,求X/2补,X/4补,X补,Y/2补,Y/4补,Y补。2设机器字长为16位，定点表示时，尾数15位，阶符1位。1定点原码整数表示时，最大正数为多少最小负数为多少2定点原码小数表示时，最大正数为多少最小负数为多少3X补Y补XY补求证Y补Y补4有一个16K16的存储器，由1K4位的DRAM芯片构成问（1）总共需要多少DRAM芯片（2）画出存储体的组成框图。5中断接口中有哪些标志触发器功能是什么6CPU结构如图所示，其中一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器和其它四个寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。1标明图中四个寄存器的名称。2简述指令从主存取到控制器的数据通路。3简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。图C817何谓DMA方式DMA控制器可采用哪几种方式与CPU分时使用内存8CDROM光盘的外缘有5MM的范围因记录数据困难，一般不使用，故标准的播放时间为60分钟。请计算模式1情况下光盘存储容量是多少试卷八答案一选择题1D2A3B4A5B,C6D7D8D9C10B11B12B13A14C15A16C,D17C18A19C20B二填空题1A运算器B控制器C存储器2A系统程序B应用程序C系统程序3A220B8位1个字节C2304ACACHEB主存5A单字长B半字长C双字长6A并行B串行C复用7A处理器B指令和程序8ASCSIBIEEE1394三简答题1包括数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等。2闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。从原理上看，它属于ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相