微机原理及接口技术试卷及答案

一、(合计30分钟)1.(10分钟)(1)将十进制数107/128设为二进制数、八进制数、十六进制数(3点)(2)什么是二-十进制代码，什么是权利代码，什么是权利代码，分别举出你知道的权利代码和权利代码的例子吗？ (7分)2 .已知的X=0.1101、Y=-0.0101、原码乘以一位数X*Y=？ 要求写计算过程。 (10分)3 .说明汉明可以实现纠错的基本原理吗？ 为什么能发现并修正一位错，也能发现二位错，奇偶校验位和数据位在位数上应该满足什么样的条件？ (5分)4 .是否以运算器的ALU通常能够提供的至少5个运算功能为例进行说明？ 在运算器中使用多个累加器的优点是什么？ 乘客收银台的基本功能是什么？ (5分)二、(合计30分钟)1 .设计指挥系统时，通常应该从哪四个方面来考虑？ (各得两分，合计8分)2 .简单说明减法指令SUB R3、R2和子程序调用指令的执行顺序(每4点，合计8点)3 .微程序的控制器通常有5种获取下列指令地址的方式。 (第2分，合计10分)4 .是否简要说明复合逻辑控制器应该构成的功能部件？ (4分)三、(共22分钟)1 .静态存储器和动态存储器设备的特性有什么主要差异？ 各自主要被应用在哪里？ (7分)2.CACHE有哪三种基本影像方式，各自的主要特征是什么？ 衡量高速缓存性能的最重要指标是什么？ (10分)3 .使用阵列磁盘的目的是什么？ 阵列磁盘的RAID0、RAID1、RAID4和RAID5具有什么样的灵活性？ (5分)四、(一共18分钟)1 .比较程序控制方式、程序中断方式、直接内存访问方式，比较输入输出操作完成时的优点和缺点。 (9分)2 .比较针式打印机、喷墨打印机、激光打印机各自的优缺点和主要应用场所。 (9分)答案一、(共计30分钟)1.(10分钟)(1) 10=(/)2=(0. )2=(0.153 )8=(6b ) 16(2)作为二-十进制码的8421码，即4个基本2码比特的权重从高到低分别为8、4、2、1，其中，使用基本码的1001、1001、1001、1001这10种组合分别为0到9 4位的基本二进制代码之间满足二进制规则，十进制位之间满足十进制规则。权利代码是指十进制的4位的基本2代码的各位确定的权利。 没有权限的代码是指没有确定十进制的4位基本的2代码的权利。 前者的例子是二十进制码(BCD )码，后者的例子是馀3码。2 .已知的X=0.1101、Y=-0.0101、原码乘以一位数X*Y=？ 要求写计算过程。 (10分)3 .回答：基本原理：在k个数据上加上r个奇偶校验位，形成k r位的新码字，均匀加宽新码字的码字间距。 如果将数据的每个二进制比特分配给多个不同的奇偶校验比特组合，如果一个比特是错误的，则关联的几个奇偶校验比特的值可能改变，这可能发现错误，这将指示是哪个错位，并可纠正错误。奇偶校验位和数据位必须满足条件。2 r-1k r在这个条件下，不仅可以发现和改善重排，还可以同时发现二重排。4 .回答：运算器的ALU通常可提供五种功能，即算术加法、算术减法、逻辑或运算、逻辑或运算和异或运算。 运算器通过使用多个累加器，可以简化指令的执行步骤。 乘法寄存器的基本功能是乘法除法完成时可以左右移位。二、(合计30分钟)1.a :(1)指令系统完备，常用指令完备，编程方便(2)命令系统的效率性、程序的占有内存容量少，执行速度快。(3)命令系统的规律性，命令和数据使用规则统一简化，便于记住(4)指令系统的兼容性，同一系列低速计算机的程序可以直接在新的高级机上运行。2.a:(1)减法指令SUB R3、R2的执行顺序： ARPC读取存储器，IR读取的内容，PCPC 1 R3R3R2，保存状态信息结束，检查中断请求，没有中断请求，前进到下一个指令的执行过程。(2)子程序调用命令CALL执行流程 ARPC读取存储器，IR读取的内容，PCPC 1 ARSP1写入内存，把PC的内容放入堆栈中保存 PCZI程序入口地址结束，检查中断请求，没有中断请求，进入下一个指令的执行过程。3.a :在微程序控制系统中，通常有得到以下5个微指令地址的方式(1)微程序依次执行时，以下地址在本条的微地址上加1。(2)当微程序必须转移到某个微地址时，可以向微命令中的相关字段提供该地址值。(3)根据微命令(上一条或本条)的某个执行结果的状态，选择是按顺序执行，还是转向某个地址。(4)从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序的中断点的返回地址，用于微子程序的返回处理。(5)根据条件，判断转移到多个微指令地址中的某一地址控制。4.a:复合逻辑控制器必须由四个功能部件组成(1)程序计数器PC用于保存在存储器中存储有一个指令的地址(2)保存从存储器中读出的指令内容的指令寄存器IR(3)脉冲源和起停控制逻辑、节拍产生器，前者向计算机的各部件提供连续(单一)主振动脉冲，后者用于标记各指令的执行过程的相对顺序关系。(4)定时控制信号生成单元，形成并提供用于计算机的各部的当前时刻的控制信号。三、(共22分钟)1.a :静态存储器和动态存储器设备的特性有主要差异静态存储器SRAM主要用于高速缓冲存储器Cache，动态存储器主要用于主存储器。2.a:cache有全相相关影像方式、直接影像方式、多组相关影像方式3种影像方式。所谓完全相关图像方式，是指主存储内的任何单词(模块)都可以写入到Cache内的任何单词(模块)中的方式。 其优点是具有最大的灵活性。 缺点是，为了确定所读取信息是否位于Cache，必须将原始读取的主存储器地址与整个Cacha的每个单元的标记字段进行比较，并且电路太复杂，从而导致成本高。直接图像模式是指主要存储的一个单词(模块)仅映射到Cache单词和模块。 为了指定要读取的信息是否位于Cache中，将原本的主存储器地址与标记字段进行比较的线路简单且成本低的优点是Cache的使用不灵活，从而影响命中率。多重组相关映射方式是全相相关映射方式和直接映射方式的折中处理方案。 与直接图像方式的不同之处在于，各主存储器块可以从多个(例如，2、4、8个，而不是1个)主体中选择一个来完成向Cache的写入，与完全图像的相似之处在于，在将一个主存储器字写入Cache时不仅具有高命中率，比较线路也不那么复杂。测量Cache性能的最重要指标是命中率。3.a :采用磁盘阵列技术的目的：通过多个磁盘的并行操作，提高装置整体的性能和可靠性。合理地在多个磁盘之间整理数据，得到比较理想的容错能力，多取出一定的存储容量(冗馀)，保存检测纠错的信息。RAID0模式(数据分布)只用于扩展容量、同时执行读写以及提高数据的输入/输出能力。 因为没有容错能力，所以没有容错能力。RAID1模式(磁盘镜像)用于备份两个磁盘，向用于配对的两个磁盘写入相同的数据。 用于备份数据，即使磁盘出现故障，也可以从另一个磁盘读取数据.RAID4模式(数据保护)提供容错能力，如果N 1个磁盘中的一个磁盘发生故障，则根据剩馀n个磁盘的内容计算出故障磁盘的正确数据。RAID5模式(分布式数据保护)是RAID4的改进。 与RAID4一样，它具有容错性，可以从N 1个磁盘中的任一个磁盘发生故障，并根据其馀n个磁盘的内容计算故障磁盘的正确数据。四、(一共18分钟)1.a :程序直接控制方式在用户程序中直接使用I/O命令完成输入输出操作，它通过CPU查询设备的运行状态来控制数据传输过程。 其优点是控制简单，容易实现。 缺点是CPU生产效率低、实时性差、计算机系统可靠性低所谓程序中断方式，是指从读写设备积极地“报告”的CPU是否进入了准备状态，CPU不需要花时间去循环测试，而从外围设备接收到中断请求后转移到输入输出处