计算机组成原理试题库

计算机组成原理一、选择题1若十进制数据为137625，则其二进制数为（B）。A1000100111B10001001101C10001011101D10111111012如果X补11110011，则X补是（D）。A11110011B01110011C00001100D000011015原码乘法是（A）。A先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理B用原码表示操作数，然后直接相乘C被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘D乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘6动态半导体存储器的特点是（C）A在工作中存储器内容会产生变化B每次读出后，需要根据原存内容重新写入一遍C每隔一定时间，需要根据原存内容重新写入一遍D在工作中需要动态地改变访存地址7主存储器和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是（A）。A解决CPU和主存之间的速度匹配问题B扩大主存储器的容量C扩大CPU中通用寄存器的数量D既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量8指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（B）。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译码难度9单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常采用（C）。A堆栈寻址B立即寻址C隐含寻址D间接寻址10从控制存储器中读取一条微指令并执行相应操作的时间叫（B）。ACPU周期B微周期C时钟周期D机器周期11微程序控制器比组合逻辑控制器速度要慢，主要是由于增加了从（B）读取微指令的时间。A主存储器B控制存储器C高速缓存D指令寄存器12串行接口是指（C）。A主机和接口之间、接口和外设之间都采用串行传送B主机和接口之间串行传送，接口和外设之间并行传送C主机和接口之间并行传送，接口和外设之间串行传送D系统总线采用串行总线13“总线忙”信号由（A）建立。A获得总线控制权的设备B发出“总线请求”的设备C总线控制器DCPU14在调频制记录方式中，是利用（D）来写0或1。A电平高低的变化B电流幅值的变化C电流相位的变化D电流频率的变化15磁盘存储器的等待时间是指（B）。A磁盘旋转一周所需的时间B磁盘旋转半周所需的时间C磁盘旋转2/3周所需的时间D磁盘旋转1/3周所需的时间16CPU包括（C）两部分。A、ALU和累加器B、ALU和控制器C、运算器和控制器D、ALU和主存储器17计算机运算速度的单位是（B）。A、MTBFB、MIPSC、MHZD、MB18若十六进数微ACB，则其十进制数为（C）。A、25454B、2763C、1726875D、17262519若十进制数据为1375则其八进制数为（B）。A、898B、2114C、2115D、101111110120若X补01101010，则X原（D）。A、10010101B、10010110C、00010110D、0110101021若脂用双符号位，则发生正溢的特征是双符号位为（B）。A、00B、01C、10D、1122补码加法运算是指（A）。A、操作数用补码表示，连同符号位一起相加B、操作数用补码表示，根据符号位决定实际操作C、将操作数转化为原码后再相加D、取操作数绝对直接相知，符号位单独处理23原码乘法是（A）。A、先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理B、用原码表示操作数，然后直接相乘C、被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘D、乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘24原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此（C）。A、不存在恢复余数的操作B、当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作C、仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作D、当某一步余数为负时，做恢复余数的操作25浮点加减中的对阶的方法是（A）。A、将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同B、将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同C、将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同D、将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同26在下列几种存储器中，CPU可直接访问的是（A）。A、主存储器B、磁盘C、磁带D、光盘27若存储周期100NS，每次读出一个字节，则该存储器的数据传输率为（D）。A、32106位/秒B、8106位/秒C、80MB/秒D、80106位/秒28静态半导体存储器SRAM指（C）。A、在工作过程中，存储内容保持不变B、在断电后信息仍能维持不变C、不需动态刷新D、芯片内部有自动刷新逻辑29半导体静态存储器SRAM的存储原理是（A）。A、依靠双稳态电路B、依靠定时刷新C、依靠读后再生D、信息不再变化30高速缓冲存储器CACHE一般采取（A）。A、随机存取方式B、顺序存取方式C、半顺序存取方式D、只读不写方式31虚地址是（B）。A、不存在的地址B、用户编程可使用的地址C、主存地址D、磁盘地址32堆栈指针SP的内容是（B）。A、栈顶单元内容B、栈顶单元地址C、栈底单元内容D、栈底单元地址33为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（D）。A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址34如果按变址方式读取操作数，则有效地址是指（B）。A、指令中直接给出的地址B、变址计算获得的地址C、变址寄存器中存放的地址D、基址寄存器中存放的地址35在向上生长的堆栈中，如果出栈指令POPX的操作定义为M（X）M（SP）；SP（SP）1则入栈指令PUSHX应定义为（C）。A、M（SP）M（X）；SP（SP）1B、M（SP）M（X）；SP（SP）1C、SP（SP）1；M（SP）M（X）D、SP（SP）1；M（SP）M（X）36在微程序控制的计算机中，若要修改指令系统，只要（D）。A、改变时序控制方式B、改变微指令格式C、增加微命令个数D、改变控制存储器的内容37在不同速度的设备之间传送数据，（C）。A、必须采用同步控制方式B、必须采用异步控制方式C、可以选用同步方式，也可选用异步方式D、必须采用应答方式38挂接在总线上的多个部件（B）。A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据B、只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C、可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据39总线的数据通路宽度是指（A）。A、能一次并行传送的数据位数B、可依次串行传送的数据位数C、单位时间内可传送的数据位数D、可一次传送的数据的最大值40串行接口是指（C）。A、接口与系统总线之间串行传送，接口与I/O设备之间串行传送B、接口与系统总线之间串行传送，接口与I/O设备之间并行传送C、接口与系统总线之间并行传送，接口与I/O设备之间串行传送D、接口与系统总线之间并行传送，接口与I/O设备之间并行传送二、名词解释41基数在浮点数据编码中，对阶码所代表的指数值的数据，在计算机中是一个常数，不用代码表示。42CACHE位于CPU与主存之间的高速缓存，用来存放当前频繁访问的内容。43段页式管理一种虚拟存储器的管理方式，将存储空间按逻辑模块分成段，每段又分成若干个页。44随机存取方式可按随机地址直接访问任一存储单元，存取时间与单元位置无关。45DRAM动态随机存取存储器，即需要采取动态刷新的RAM。46虚拟存储器依靠操作系统和磁盘的支持，用户编程时可以使用一个比真实内存大得多的存储器，该存储器称为虚拟存储器。47逻辑地址程序员编程时使用的，与内存物理地址无固定对应关系的地址。48堆栈按先进后出（也就是后进先出）顺序存取的存储的存储组织（区）。49立即寻址方式操作数直接在指令中给出（或紧跟指令给出），在读出指令时可立即获得操作数。50直接寻址由指令直接给出操作数的存储地址。60寄存器间址由指令给出寄存器号，指定寄存器中存放者操作数据的存储地址。61RISC精简指令系统计算机，只采用使用频度高、简单、执行速度快的指令类型。62运算器计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器构成。63海明距离在信息编码中，两个合法代码对应位上编码不同的位数。64微程序存储在控制存储中的完成指令功能的程序，由微指令组成。65消息传输方式总线的信息传输方式之一，将总线需要传送的数据信息、地址信息、和控制信息等组合成一个固定的数据结构以猝发方式进行传输。66多级中断CPU在执行中断服务程序的过程中可以响应级别更高的中断请求。67时钟周期由主频脉冲定义得一个定长的基本时间段，通常一个时钟周期完成一步操作。68微程序控制器将执行指令所需要的微命令以代码形式编成微指令序列（微程序），存入一个控制存储器，需要时从该存储器中读取。按这种方式工作的控制器称为微程序控制器。69硬连接控制器由组合逻辑构成的控制器，也称组合电路控制器。组合逻辑电路是由“与”门、“或”门以及“非”门等电路构成的不具有记忆能力的数字电路，70主设备申请并获得总线控制权的设备，在收发双方中主动的一方。71同步通信方式在采用这种方式的总线传输中，各设备从一个公共的（统一的）时序信号中获得定时信息（或由统一的时序信号进行同步定时。）或指出其明显特征是由一定频率的时钟信号定义了等间隔的时钟周期。72总线一组可由多个部件分时共享的信息传输线。73程序查询I/O方式启动I/O设备后，CPU程序查询，若未准备好则等待，若条件已具备则执行I/O操作。74DMA方式直接依靠硬件实现主存与外设之间的数据直接传输，传输过程本身不需CPU程序干预。75、微程序控制采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成，将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条指令包含一个或多个微操作命令。76、存储器带宽每秒从存储器进出信息的最大数量，单位可以用字/秒或字节/秒或位/秒来表示。77、RISCRISC是精简指令系统计算机，通过有限的指令条数简化处理器设计，已达到提高系统执行速度的目的。78、中断隐指令及功能中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。三、填空题79软件系统包括系统软件和应用软件。80从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为指令周期81按照传输数据格式不同划分，总线数据通信方式可分为串行总线和并行总线两类。82对I/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断方式、DMA方式、通道控制方式。83光盘的结构包括光盘基片、存储介质和密封层。84系统软件主要包括操作系统和语言处理程序及诊断程序等。85任何进位计数制都包含基数和位权两个基本要素。十六进制的基数为16，其中第I位的权为16I。868421BCD码中，十进制数字“5”的BCD码的前面加上奇校验位后，为10101。87设字长8位（含1位符号位），真值X1011，则X原10001011。88在浮点加法算中，当尾数需要右移时，应进行舍入处理。常用的舍入方法有0舍1入法和恒置1法这两种。89按照存储器的不同工作方式可以将存储器分为随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、顺序存取存储器（SAM）和直接存取存储器（D。90有静态RAM与动态RAM可供选择，在构成大容量主存时，一般就选择动态RAM。91与静态MOS型存储器相比，动态MOS型存储器的最大特点是存储信息需要不断地刷新。92主存储器进行两次连续、独立的操作（读/写）之间所需的时间称作主存读/写周期（TM。93程序访问的局部性原理为CACHE的引入提供了理论依据。94某机器指令系统中，指令的操作码为8位，则该指令系统最多可以有256种指令。95如果零地址指令的操作数在内存中，则操作数地址隐式地由堆栈指针（SP）来指明。96如指令中给出形式地址为D，则间接寻址方式获得操作数的有效地址为以D为地址的存储单元。97如果说变址寻址方式主要是面向用户的，那么基址寻址一般是面向系统的。98在CPU的状态寄存器中，常设置以下状态位零标志位（Z），负标志位（N），溢出标志位（V）和进位或借位标志位（。99在组合逻辑控制器中，当一条指令取出后，组合逻辑网络的输出分两部分，其主要部分是产生执行该指令所需的控制信号，另一部分送到时序计数器，以便在执行步骤较短的情况下，控制下缩短指令的执行时间。100在微程序控制中，一个节拍中所需要的一组微命令，被编成一条微指令。101系统总线是用来连接系统内部各大部件的总线。102输入输出的目的是实现CPU和外设之间的信息传送。103目前微机系统上使用的鼠标器有两种类型，一种是机械式的，另一种是光电式的。104在现有的外存储器中，启示密度最高的是光盘存储器。105可以根据中断源在系统中的位置，将中断源分为内部中断和外部中断两类。一般运算器除法错是内中断；键盘输入请求中断是外中断。106在不改变中断响应次序的条件下，通过改写中断屏蔽字可以改变中断处理次序。107在程序中断控制方式中，虽有中断请求，但为了保证禁止某些中断以提供某一特定的服务，这可以由CPU中的中断允许触发器和为中断源设置的中断屏蔽触发器控制实现。108通道程序在内存中的首地址由通道地址字给出。109、某浮点数基值为2，阶符1位，阶码3位，数符1位，尾数7位，阶码和尾数均用补码表示，尾数采用规格化形式，用十进制数写出它所能表示的最大正数127，非0最小正数1/512，最大负数1/5121/32768，最小负数128。110、变址寻址和基址寻址的区别是在基址寻址中，基址寄存器提供基地址，指令提供偏移量；而在变址寻址中，变址寄存器提供偏移量，指令提供基地址。111、影响流水线性能的因素主要反映在访存冲突和相关问题两个方面。112、设机器数字长为16位（含1位符号位）。若1次移位需10NS，一次加法需10NS，则补码除法需300NS时间，补码BOOTH算法最多需要310NS时间。113、CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫指令周期，它通常包含若干个机器周期，而后者又包含若干个时钟周期。机器周期组成多级时序系统。四、简答题114简述主存与CACHE之间的映象方式。【答案】主存与CACHE之间的映象方式有直接映象、全相联印象、组相联印象三种。直接映象是指主存储器中的每个块只能够映象到CACHE中唯一一个指定块的地址映象方式。全相联映象是指每个主存块都能够映象到任一CACHE块的地址映象方式。组相联印象是直接映象和全相联映象两种方式的结合，它将存储空间分成若干组，在组间采用直接映象方式，而在组内采用全相联印象方式。115简述存储器间接寻址方式的含义，说明其寻址过程。【答案】含义操作数的地址在主存储器中，其存储器地址在指令中给出。寻址过程从指令中取出存储器地址，根据这个地址从存储器中读出操作数的地址，再根据这个操作数的地址访问主存，读出操作数。116微程序控制器主要由哪几部分构成它是如何产生控制信号的【答案】微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器IR、微地址寄存器AR、地址转移逻辑等构成。操作控制信号的产生事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。117简述提高总线速度的措施。【答案】从物理层次1增加总线宽度；2增加传输的数据长度；3缩短总线长度；4降低信号电平；5采用差分信号；6采用多条总线。从逻辑层次1简化总线传输协议；2采用总线复用技术；3采用消息传输协议。118简述中断方式的接口控制器功能。【答案】中断方式的接口控制器功能能向CPU发出中断请求信号；能发出识别代码提供引导CPU在响应中断请求后转入相应服务程序的地址；CPU要能够对中断请求进行允许或禁止的控制；能使中断请求参加优先级排队。119CPU与DMA访问内存冲突的裁决的方法有哪些【答案】CPU等待DMA的操作；DMA乘存储器空闲时访问存储器；CPU与DMA交替访问存储器。1208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参考要点8位无符号整数的范围0255。8位定点原码整数的范围127127。121在浮点数中，阶码的正负和尾数的正负各代表什么含意对实际数值的正负与大小有何影响参考要点阶码为正，表示将尾数扩大。阶码为负，表示将尾数缩小。尾数的正负代表浮点数的正负。122SRAM依靠什么存储信息DRAM依靠什么存储信息何为存“0”何为存“1”参考要点SRAM依靠双稳态电路（内部交叉反馈）存储信息，其中一种稳态为0，另一种稳态则为1。DRAM依靠电容暂存电荷存储信息，充电至高电平为1，放电至低电平为0。123、静态存储器依靠什么存储信息动态存储器又依靠什么原理存储信息试比较它们的优缺点参考要点静态存储器以双稳态触发器为存储信息的物理单元，依靠内部交叉反馈保存信息。速度较快，不需动态刷新，但集成度稍低，功耗大。动态存储器依靠电容上暂存电荷来存储信息，电容上有电荷为1，无电荷为0。集成度高，功耗小，速度悄慢，需定时刷新。124存储器芯片中采用地址复用技术有什么优点参考要点要增加一存储器芯片的容量时，其所需的地址线也要随之增加，如果采用地址复用技术，将把地址分批送入芯片。这样可以保证不增加芯片的地址引脚，从而保证芯片的外部封装不变。125在“CACHE主存辅存”三级存储体系中，“CACHE主存”结构与“主存辅存”结构的引入各为了解决什么问题参考要点“CACHE主存”结构的引入是为了解决主存与CPU速度不匹配的问题。“主存辅存”结构的引入是为了解决主存储器容量不足的问题。126在CPU中，哪些寄存器属于控制用的指令部件它们各起什么作用参考要点程序计数器PC，提供取指地址，从而控制程序执行顺序。指令寄存器IR，存放现行指令，作为产生各种微操作命令的基本逻辑依据。状态寄存器SR，记录程序运行结果的某些特征标志，或用来设置程序运行方式与优先级。参与形成某些微操作命令。127微程序控制器如何产生微指令微指令、微程序与机器指令之间的对应关系如何参考要点微程序控制器是从控制存储器中读取微指令，从而产生微指令。一条微指令包含的微指令控制实现一步（一个时钟周期）操作，若干条微指令组成的一段微程序解释执行一条机器指令，整个微程序实现指令系统功能。128总线接口的分类方法有哪几类请分别按这几种方法说明接口的分类。参考要点按数据传送的格式分为串行接口、并行接口。按时序控制方式分为中断接口、DMA接口、程序查询方式接口。129何谓存储总线何谓I/O总线各有何特点参考要点存储总线是连接CPU和主存储器之间的专用总线，速度高。I/O总线是连接主机（CPU、M）与I/O设备之间的总线，可扩展性好。130何谓同步传送方式何谓异步传送方式参考要点同步方式数据传送由一个统一的时序信号同步定时（或从同一个公共的时钟信号中获得定时信号）。有固定的时钟周期、总线周期划分。异步方式数据传送用应答方式实现，没有时钟周期划分；总线周期根据实际需要而定，需长则长、能短则短。131计算机系统中异步控制方式的三个主要特点是什么参考要点系统中没有统一的时钟，各部件有自己的时钟信号，各个微操作的进行是采用应答方式工作。132在字符显示器中，何时访问一次字符发生器其地址码如何形成参考要点每当点（列）计数器一个计数循环后，就访问一次缓冲存储器，紧跟着访问一次字符发生器。由缓冲存储器读出的字符代码作为高位地址，线（行）计数器的计数值作为低位地址。133请说明常见的中断处理程序入口产生方法。参考要点现在普遍采用向量中断方式将各中断处理程序入口地址组织在中断向量表中，存在主存中的一段特定区域；获得批准的中断源向CPU送入一个编码（如中断类型码），CPU将它变换为一个向量地址；据此访问中断向量表，从中读取处理程序入口地址。134以DMA方式实现传送，大致可分为哪几个阶段参考要点DMA传送前的预置阶段（DMA初始化）数据传送阶段（DMA传送）传送后的结束处理135请比较说明中断方式与DMA方式的异同（产生方式、处理方式、应用场合等方面）。参考要点相同点二者都由随机请求引起。不同点中断方式通过执行处理程序进行处理，DMA方式直接依靠硬件实现数据直传。中断方式可处理复杂事件、控制中低速I/O操作，DMA方式适于简单的、高速的数据批量传送。五、计算题136将二进制数101101101转换为十进制数、八进制数和十六进制数。【答案】（1）先将101101101B展开成多项式101101101B12512312212012112345625（2）101101101B555O（3）101101101B2DAH137已知X原10110101，求真值X及其X的补码和反码。【答案】（1）真值0110101（2）X补11001011（3）X反11001010138某计算机字长为8位，X001011，要求用补码算术移位方法求得下列机器数（1）05X补（2）2X补（3）025X补【答案】X补11010100X补算术右移1位得1/2补11101010X补算术左移1位得2X补101010001/2X补算术右移1位得1/4X补11110101139已知X10101110，Y10010111，求（1）XY（2）XY【答案】（1）XY101011101001011110111111（2）XY101011101001011110000110140用原码加减交替除法求X/Y，X5，Y2。写出分步计算过程及答案（商、余数）。【答案】X5，则|X|00000101（扩展为8位）Y2，则|Y|0010、|Y|1110结果商00102210余0001141、用原码恢复余数法进行73运算。要求写出每一步运算过程及运算结果。【答案】7的原码0111，3的原码0011，结果符号是000原码恢复余数法求7/3的分步运算过程。所以，商是0010，即2；余数是0001，即1。六、设计题142、画出DMA方式接口电路的基本组成框图，并说明其工作过程（以输入设备为例）。DMA方式接口电路的基本组成框图如下以数据输入为例，具体操作如下从设备读入一个字到DMA的数据缓冲寄存器BR中，表示数据缓冲寄存器“满”（如果I/O设备是面向字符的，则一次读入一个字节，组装成一个字）；设备向DMA接口发请求（DREQ）；DMA接口向CPU申请总线控制权（HRQ）；CPU发回HLDA信号，表示允许将总线控制权交给DMA接口；将DMA主存地址寄存器中的主存地址送地址总线；通知设备已被授予一个DMA周期（DACK），并为交换下一个字做准备；将DMA数据缓冲寄存器的内容送数据总线；命令存储器作写操作；修改主存地址和字计数值；判断数据块是否传送结束，若未结束，则继续传送；若己结束，（字计数器溢出），则向CPU申请程序中断，标志数据块传送结束。143单总线CPU结构如图所示，其中有运算部件ALU、寄存器Y和Z，通用寄存器R0R3、指令寄存器IR、程序计数器PC、主存地址寄存器MAR和主存数据寄存器MDR等部件。试拟出转移指令JMPA的读取和执行流程。【分析】拟出任意一条指令读取和执行流程，前三步都完全一样，即读取指令的步骤都一样。PC一MAR送指令地址PC1一PC计算下一条指令的地址DBUS一MDR，MDR一IR读入指令考试时，无论如何，也要写上这三步。执行流程根据指令的含义来写，JMPA指令的含义是程序跳转至指令PC中存放的地址值加上指令中给出的偏移量所得的地址，即IR（地址段）PC一PC，根据指令的含义和单总线结构的特点就可以写出指令执行流程。【答案】PC一MARPC1一PCDBUS一MDR，MDR一IRPC一YIR（地址段）Y一ZZ一PC145用64K16位/片的SRAM存储器芯片设计一个总容量为256K32位存储器，CPU地址总线为A19A0低位，双向数据总线D31D0低位，读写控制信号为，芯片的片选控制信号为。请写出片选信号逻辑式，绘出该存储器逻辑框图，注明各信号线。【分析】用64K16位片的RAM存储芯片构成一个256K32位的存储器，所需的芯片数量为256K32/64