计算机系统组成原理复习资料-

1、Chapter 1 计算机系统概论一、单项选择题(知识点:计算机系统简介1、目前我们所说的个人台式商用机属于(D。A.巨型机B.中型机C.小型机D.微型机2、以真空管为主要器件的是(A。A.第一代计算机B.第二代计算机C.第三代计算机D.第四代计算机3、对计算机软、硬件资源进行管理,是(A的功能。A.操作系统B.数据库管理系统C.语言处理程序D.用户程序4、企事业单位用计算机计算、管理职工工资,这属于计算机的(B应用领域。难度:中A.科学计算B.数据处理C.过程控制D.辅助设计5、办公自动化是计算机的一种应用,按计算机应用分类,它属于(C。难度:中A.科学计算B.实时控制C.数据处理D.辅助设

2、计6、计算机软件系统可分为(D。难度:中A.程序和数据B.操作系统和语言处理系统C.程序、数据和文档D.系统软件和应用软件7、微型计算机的发展以(B技术为标志。A.操作系统B.微处理器C.硬盘D.软件8、完整的计算机系统应包括(D 。难度:中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.硬件系统和软件系统9、计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程,但从系统结构上来看,至今绝大多数计算机仍属于(D型计算机。A.实时处理B.智能化C.并行D.冯·诺依曼10、1946年2月,在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机,它的名字叫(C。A.EDV ACB.EDSACC.EN

3、IACD.UNIV AC-二、单项选择题(知识点:现代计算机的体系结构1、冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是(B。A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作D.存贮器按内容选择地址2、以下是关于冯·诺依曼机中指令和数据表示形式的叙述,其中正确的是(C。A.指令和数据可以在形式上加以区分B.指令以二进制形式存放,数据以十进制形式存放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、运算器的核心部件是(D。难度:中A.数据总线B.数据选择器C.累加寄存器D.算术逻辑运算部件4、存储器主要用来(D。A.存放程序B.存放数据C.存放微程序D.存放

4、程序和数据5、至今为止,计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示,其原因是(C。难度:中A.节约元件B.运算速度快C.物理器件性能决定D.信息处理方便6、目前大多数集成电路,所采用的基本材料为(A。A.单晶硅B.非晶硅C.CMOSD.硫化镉7、下列是有关程序、指令和数据关系的描述,其中错误的是(C。难度:难A.一个程序由若干条指令和所处理的数据组成B.指令和数据形式上没有差别,都是一串0、1序列C.指令和数据不能都放在同一个存储器中,必须分别存放在指令存储器和数据存储器中D.启动程序前指令和数据都存放在外存中,启动后才能装入内存8、以下关于冯·诺依曼计算机工作方式的叙述中,错误的是(B

5、。难度:难A.计算机完成的所有任务都必须通过执行相应的程序来完成B.某任务用某语言(如C+编好程序后,一旦被启动,则马上可调至主存直接执行C.程序执行时,CPU根据指令地址自动按序到内存读取指令并执行D.冯·诺依曼计算机工作方式为“存储程序”控制方式9、计算机硬件能直接执行的只能是(B。A.符号语言B.机器语言C.汇编语言D.机器语言和汇编语言10、下面是有关反映计算机中存储器容量的计量单位的描述,其中错误的是(D。难度:难A.最小的计量单位是位,表示1位“0”或“1”,1字节为8位B.最基本的计量单位是字节,因而指令、数据和地址的长度都是8的倍数C.主存储器的编址单位一般是字节的倍

6、数D.主存容量为1KB,其含义是主存储器中能存放1000字节的二进制信息三、简答题(知识点:现代计算机的体系结构1、如何理解软、硬件之间的等价性?答:计算机的大部分功能既能由硬件完成,也能由软件完成,从逻辑上讲,两者是等效的。通常用硬件实现执行速度快、成本高、修改困难,而软件刚好相反,两者之间没有固定的界限。2、冯诺依曼计算机的特点是什么?答:计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;指令和数据均用二进制表示;采用存储程序方式。Chapter 2 系统总线一、单项选择题(知识点:总线连接方式1、从信息流的传输速度来看,(A系统工作效率最低。A.单总线B.双总线C.三总线D

7、.多总线2、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,缺点是(D。A.提高总线传输速率B.地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现C.地址信息、数据信息不能同时出现D.两种信息源的代码在总线不能同时传送二、单项选择题(知识点:总线设计要素1、同步控制是(C。难度:中A.只适用于CPU控制的方式B.只适用于外围设备控制的方式C.由统一时序信号控制的方式D.所有指令执行时间都相同的方式2、同步传输之所以比异步传输具有较高的传输频率是因为同步传输(D。A.不需要应答信号B.总线长度较长C.用一个公共时钟信号进行同步D.各部件存取时间较为接近3、在集中式总线仲裁中(B方式响应时间最快。A.菊花链方

8、式B.独立请求方式C.计数器定时查询方式D.定时方式4、在集中式总线仲裁中(A方式对电路故障最敏感。A.菊花链方式B.独立请求方式C.计数器定时查询方式D.定时方式5、在计数器定时查询方式下,若每次计数从上一次计数的终止点开始,则(B。难度:中A.设备号小的优先级高B.每个设备的优先级相同C.设备号大的优先级高D.第一个设备号的优先级最高6、在计数器定时查询方式下,若计数从0开始,则(A。难度:中A.设备号小的优先级高B.每个设备的优先级相同C.设备号大的优先级高D.第一个设备号的优先级最高7、在独立请求方式下,若有N个设备,则(B。难度:中A.有一个总线请求信号和一个总线响应信号B.有N个总

9、线请求信号和N个总线响应信号C.有1个总线请求信号和N个总线响应信号D.有N个总线请求信号8、总线复用方式可以(C。难度:中A.提高总线的传输带宽B.提高总线的功能C.减少总线中信号线的数量D.增加总线中信号线的数量9、在同步定时通信中,一个总线周期的传输过程是(B。难度:中A.先传输数据,再传输地址B.先传输地址,再传输数据C.只传输数据D.只传输地址10、总线的异步定时通信(A。难度:中A.不采用时钟信号,只采用握手信号B.既采用时钟信号,又采用握手信号C.既不采用时钟信号,又不采用握手信号D.以上都不对三、简答题(知识点:总线设计要素1、常见的集中式总线控制有几种?各有何特点?难度:中答

10、:常见的集中式总线控制有三种:链式查询、计数器定时查询、独立请求;特点:链式查询方式连线简单,易于扩充,对电路故障最敏感;计数器定时查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂;独立请求方式线路复杂、响应速度快。2、画出集中式仲裁链式查询示意图?难度:中答: 3、画出集中式仲裁计数器定时查询示意图?难度:中答: 4、画出集中式仲裁独立请求方式示意图?难度:中 5、画出总线同步定时读操作的时序图?答: 6、画出总线同步定时写操作的时序图?答: 四、简答题(知识点:总线的基本概念1、一个32位的微处理器,有16位外部数据总线,总线的时钟频率为40MHz,假定一个总线事物的最短周期是

11、4个时钟周期。(1问这个处理器的最大数据传输率是多少?(2如果将外部数据总线的宽度扩展为32位,那么处理器的最大数据传输率是多少?(3这种措施与加倍外部数据总线时钟频率的措施相比,那种更好?答:(1设一个总线周期能够传输数据量用D表示(D=2B,时钟周期为T1(T1=1/f,f为时钟频率40MHz,总线周期为T2(T2=4*T1,故处理器的最大数据传输率为:D/T2=D/4*f=2/4*40*106/s=20MB/s。(2若采用32位外部总线,则处理器的最大数据传输率为40MB/s。(3若倍频,从上述公式推导可看出两种措施结果相同。2、一个32位的微处理器,有16位外部数据总线,总线的时钟频率

12、为8MHz,假定一个总线事物的最短周期是4个时钟周期。(1问这个处理器的最大数据传输率是多少?(2如果将外部数据总线的宽度扩展为64位,那么处理器的最大数据传输率是多少?(3分析那些因素影响总线带宽?答:(1设一个总线周期能够传输数据量用D表示(D=2B,时钟周期为T1(T1=1/f,f为时钟频率8MHz,总线周期为T2(T2=4*T1,故处理器的最大数据传输率为:D/T2=D/4*f=2/4*8*106/s=4MB/s。(2若采用64位外部总线,则处理器的最大数据传输率为16MB/s。(3总线宽度、传送距离、总线发送和接受电路工作频率以及数据传送方式。3、某总线在一个总线周期中并行传送4字节

13、的数据,假设一个总线周期等于一个总线时钟周期,总线的时钟周期为33MHz。(1问这总线的带宽是多少?(2如果一个总线周期中并行传送64位数据,总线的时钟周期为66MHz,问这总线的带宽是多少?(3分析那些因素影响总线带宽?答:(1设一个总线周期能够传输数据量用D表示(D=4B,总线时钟周期为T1(T1=1/f,f为时钟频率33MHz,总线周期为T2(T2=1*T1,故总线的带宽为:D/T2=D*f=4*33*106/s=132MB/s。(2若采用64位外部总线,则总线的带宽为:D/T2=D*f=8*66*106/s=528MB/s。(3总线宽度、传送距离、总线发送和接受电路工作频率以及数据传送

14、方式。五、单项选择题(总线的基本概念1、系统总线中地址线的作用是(C。A.用于选择主存单元B.用于选择进行信息传输的设备C.用于选择主存单元和I/O设备接口电路地址D.用于传输主存物理地址和逻辑地址2、系统总线中控制线的功能是(A。A.提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号B.提供数据信息C.提供时序信号D.提供主存、I/O接口设备的响应信号3、描述当代流行总线基本概念中,正确的是(B。A.当代流行总线结构不是标准总线B.当代总线结构中,CPU和它私有的Cache一起作为一个模块与总线连接C.系统中只允许一个CPU模块D.ISA总线不是标准总线4、PCI总线中描述基本概念不正确的是(C。

15、难度:难A.PCI总线是一个与处理器无关的高速外围设备B.PCI总线的基本传输机制是传送C.PCI设备一定是主设备D.系统中只允许有一条PCI总线5、PCI总线是一个高带宽且与处理器无关的标准总线,下面描述中不正确的是(B。难度:难A.采用同步定时协议B.采用分布式仲裁策略C.具有自动配置能力D.适合低成本的小系统6、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时(C。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D.加重了CPU的工作量7、描述PCI总线中基本概念不正确的句子是(C。(知识点:PCI总线难度:难A.HOST总线不仅连接主存,还可以连接多个CPUB.

16、PCI总线体系中有三种桥,它们都是PCI设备C.从桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作D.桥的作用可使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上8、在(A的微型计算机系统中,外设可和主存贮器单元统一编址,因此可以不使用I / O指令。知识点:总线连接方式A.单总线B.双总线C.三总线D.多总线Chapter 3 存储器一、单项选择题(知识点:存储器概述1、主(内存用来存放(D。A.程序B.数据C.微程序D.程序和数据2、计算机的存储器采用分级存储体系的目的是(D。A.便于读写数据B.减小机箱的体积C.便于系统升级D.解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾3、相联存储器是按(C进行寻址的

17、存储器。难度:中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4、下列存储器中,速度最慢的是(C。A.半导体存储器B.光盘存储器C.磁带存储器D.硬盘存储器5、下列部件(设备中,存取速度最快的是(B。A.光盘存储器B.CPU的寄存器C.软盘存储器D.硬盘存储器6、常用的虚拟存储器由(A两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。A.主存-辅存B.快存-主存C.快存-辅存D.通用寄存器-主存7、存储周期是指(C。A.存储器的读出时间B.存储器的写入时间C.存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔D.存储器进行连续写操作所允许的的最短时间间隔8、和外存储器相

18、比,内存储器的特点是(C。A.容量大、速度快、成本低B.容量大、速度慢、成本高C.容量小、速度快、成本高D.容量小、速度快、成本低9、某微型计算机系统,其操作系统保存在软盘上,其内存储器应采用(C。难度:中A.RAMB.ROMC.RAM和ROMD.CCD10、交叉存储器实质上是一个多模块存储器,它用(A方式执行多个独立的读写操作。难度:中A.流水B.资源重复C.顺序D.资源共享11、双端口存储器所以能进行高速读/写操作,是因为采用(D。难度:中A.高速芯片B.新型器件C.流水技术D.两套相互独立的读写电路12、存储单元是指(B。A.存放1个二进制信息位的存储元B.存放1个机器字的所有存储元集合

19、C.存放1字节的所有存储元集合D.存放1字节的所有存储元集合二、单项选择题(知识点:半导体只读存储器1、EPROM是指(D。难度:难A.读写存储器B.只读存储器C.闪存存储器D.光擦除可编程只读存储器2、PROM是指(D。难度:难A.读写存储器B.只读存储器C.闪存存储器D.一次性可编程只读存储器3、EEPROM是指(D。难度:难A.读写存储器B.只读存储器C.闪存存储器D.电可擦写可编程只读存储器三、单项选择题(知识点:存储器与CPU连接1、某一SRAM芯片,容量为16K×1位,则其地址线有(A。A.14根B.16K根C.16根D.32根2、某SRAM芯片,其容量为1K×

20、8位,加上电源端和接地端后,该芯片的引出线的最少数目应为(D。A.23B.25C.50D.20 难度:中3、某RAM芯片,其容量为2K×16位,加上电源端、读写端和接地端后,该芯片的引出线的最少数目应为(D。A.23B.25C.50D.31 难度:中4、某计算机字长32位,其存储容量为4MB,若按半字编址,它的寻址空间为(C。A.0-4MBB. 0-2MBC. 0-2MD. 0-4M四、单项选择题(知识点:高速缓冲存储器1、在主存和CPU之间增加Cache的目的(C。A.扩大主存的容量B.增加CPU中通用寄存器的数量C.解决CPU和主存之间的速度匹配D.代替CPU中的寄存器工作2、在

21、Cache的地址映射中,若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任意一快的位置上,则这种方法称为(A。A.全相联映射B.直接映射C.组相联映射D.混合映射3、下列因素下,与Cache的命中率无关的是(A。A.主存的存取时间B.块的大小C.Cache的组织形式D.Cache的容量4、下列说法不正确的是(B。A. 每个程序的虚地址空间可以远大于实地址空间,也可以远小于实地址空间B.多级存储体系由Cache、主存和虚拟存储器构成C.Cache和虚拟存储器这两种存储器管理策略都利用了程序的局部性原理D.当Cache没命中时,CPU可以直接访问内存,而外存与CPU之间则没有直接通道5、下列说法正确的是

22、(C。难度:中A. 虚拟存储器技术提高了计算机的速度B.若主存由两部分组成,容量分别为2m和2n,则主存地址共需要(n+m位C.闪存存储器是一种高密度、非易失性的读/写半导体存储器D.闪存时间是指连续两次读操作所需间隔的最小时间6、下列说法正确的是(D。难度:中A. 多体交叉存储器主要解决扩充容量的问题B.Cache与主存统一编址,Cache的地址空间是主存地址空间的一部分C.主存都是由易失性的随机读/写存储器构成的D.Cache的功能全部由硬件实现五、简答题(高速缓冲存储器1、假设Cache 的工作速度是主存的5 倍,且Cache 被访问命中的概率为95%,则采用Cache 后,存储器性能提

23、高了多少?答:设Cache 的存取周期为t,主存的存取周期为5t,则系统的平均访问时间为:ta = 0.95×t+0.05×5t=1.2t,性能为原来的5t /1.2t = 4.17 倍,即提高了3.17 倍。2、假设Cache 的工作速度是主存的10 倍,且Cache 被访问命中的概率为90%,则采用Cache 后,存储器性能提高了多少?答:设Cache 的存取周期为t,主存的存取周期为10t,则系统的平均访问时间为:ta = 0.90×t+0.10×10t=1.9t,性能为原来的10t /1.9t = 5.26 倍,即提高了4.26 倍。3、假设Ca

24、che 的工作速度是主存的5 倍,且Cache 被访问命中的概率为90%,则采用Cache 后,存储器性能是原来的多少倍?答:设Cache 的存取周期为t,主存的存取周期为5t,则系统的平均访问时间为:ta = 0.90×t+0.10×5t=1.4t,性能为原来的5t /1.4t = 3.57 倍。六、简答题(知识点:存储器与CPU连接1、设某存储器容量32字,字长64位,模块数m=4,分别采用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位,总线传输周期为T1=50ns。若连续读出4个字,问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少(单位:Mb/s?难度

25、:中答:顺序和交叉存储器连续读出4个字的信息总量是:q=4*64=256b,时间: t1=4*200=800ns,t2=T+(m-1T2=200+150=350ns,带宽分别为:W1=q/t1=256/(800*10-9=320Mb/s,W2=q/t2=731Mb/s。2、设某存储器容量64字,字长32位,模块数m=4,分别采用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200ns,数据总线宽度为32位,总线传输周期为T1=50ns。若连续读出4个字,问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少(单位:MB/s?难度:中答:顺序和交叉存储器连续读出4个字的信息总量是:q=4*4=16B,时间: t1=4

26、*200=800ns,t2=T+(m-1T2=200+150=350ns,带宽分别为:W1=q/t1=16/(800*10-9=20MB/s,W2=q/t2=16/(350*10-9=45.7MB/s。3、设有8个模块组成的八体存储器结构,每个模块的存取周期为400ns ,存储字长为32位,数据总线宽度为32位,总线传输周期为50ns 。若连续读出8个字,问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少(单位:Mb/s ? 答:八体存储器总的信息量为:32b*8=256b ,顺序和交叉存储器连续读出8个字的时间为:400ns*8=3200ns ,400ns+(8-1*50=750ns,故带宽分别为:25

27、6/3200ns=80Mb/s,256/750ns=341Mb/s 。 难度:中 七、综合题 (知识点:存储器与CPU 连接 难度:难1、设CPU 共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ 作访存控制信号(低电平有效,用作读写控制信号(高电平为读,低电平为写。现有下列存储芯片:1K ×4位RAM ,4K ×8位RAM ,8K ×8位RAM ,2K ×8位ROM ,4K ×8位ROM ,8K ×8位ROM ,以及74LS138译码器和各种门电路。画出CPU 与存储器连接图,要求: (1主存地址空间分配:8000H 87FFH 为系统程

28、序区;8800H 8BFFH 为用户程序区。 (2合理选用上述存储芯片,说明各选几片? (3详细画出存储芯片的片选逻辑。 答: (3分配CPU 的地址线。分配具体情况见图。 (4片选信号的形成。片选信号的连接见图。 2、设CPU 共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ 作访存控制信号(低电平有效,用W R 作读写控制信号(高电平为读,低电平为写。现有74LS1138译码器和各种门电路,画出CPU 与存储器连接图,要求:(1主存地址空间分配:系统程序区的起始地址为8000H ,存储芯片采用1片2K ×8位ROM ;用户程序区的起始地址为8800H ,存储芯片采用2片1K ×

29、;4位RAM 。 (2详细画出存储芯片的片选逻辑。 难度:难 答: (3片选信号的形成。片选信号的连接见图。 3、设CPU 有16根地址线,8根数据线,并用MREQ 作访存控制信号(低电平有效,用W R 作读/写控制信号(高电平为读,低电平为写。现有下列存储芯片:1K ×4位RAM ;4K ×8位RAM ;8K ×8位RAM ;2K ×8位ROM ;4K ×8位ROM ;8K ×8位ROM 及74LS138译码器和各种门电路。画出CPU 与存储器的连接图,要求: (1主存地址空间分配:6000H 67FFH 为系统程序区; 6800H

30、 6BFFH 为用户程序区。(2合理选用上述存储芯片,说明各选几片? (3详细画出存储芯片的片选逻辑图。 难度:中 答:(1 根据题目的地址范围写出相应的二进制地址码。 (3分配CPU的地址线。分配具体情况见图。(4片选信号的形成。片选信号的连接见图。 4、设CPU有16根地址线,8根数据线,并用MREQ作访存控制信号(低电平有效,用W R作读/写控制信号(高电平为读,低电平为写。现有74LS138译码器和各种门电路。画出CPU与存储器的连接图,要求:(1主存地址空间分配:系统程序区的起始地址为6000H,存储芯片采用1片2K×8位ROM;用户程序区的起始地址为6800H,存储芯片采

31、用2片1K×4位RAM。(2详细画出存储芯片的片选逻辑图。难度:中答: (3片选信号的形成。片选信号的连接见图。5、设CPU有16根地址线,8根数据线,并用MREQ作访存控制信号(低电平有效,用W R作读/写控制信号(高电平为读,低电平为写。现有下列存储芯片:1K×4位RAM;4K×8位RAM;8K×8位RAM;2K×8位ROM; 4K×8位ROM;8K×8位ROM及74LS138译码器和各种门电路。画出CPU与存储器的连接图,要求:(1主存地址空间分配:最小8K地址为系统程序区,与其相邻的16K地址为用户程序区,最大4K地

32、址空间为系统程序工作区。(2合理选用上述存储芯片,说明各选几片?(3详细画出存储芯片的片选逻辑图。答: (3分配CPU的地址线。分配具体情况见图。(4片选信号的形成。片选信号的连接见图。 6、设CPU有16根地址线,8根数据线,并用MREQ作访存控制信号(低电平有效,用W R作读/写控制信号(高电平为读,低电平为写。现有74LS138译码器和各种门电路。画出CPU与存储器的连接图,要求(1主存地址空间分配:最小8K地址为系统程序区,所选芯片为8K×8位ROM,与其相邻的16K地址为用户程序区,所选芯片为2片8K×8位RAM,最大4K地址空间为系统程序工作区,所选芯片为4K&

33、#215;8位ROM。(2详细画出存储芯片的片选逻辑图。答: (3片选信号的形成。片选信号的连接见图。 7、假设主存容量为512K×16位,Cache容量为4096×16位,块长为4个16位的字,访存地址为字地址。(1在直接映射方式下,设计主存的地址格式?(2在全相联映射方式下,设计主存的地址格式?(3在两路组相联映射方式下,设计主存的地址格式?(4若主存容量为512K×32位,块长不变,在四路组相联映射方式下,设计主存的地址格式?难度:难(知识点:高速缓冲存储器#答:(1根据Cache的容量为4096,得Cache的地址为12位。根据块长为4,且访存地址为字地址

34、,得块内地址为2位,即w=2,且Cache共有4096/4=1024=210块,即r=10。根据主存地址为512K=219字,得主存地址为19位。在直接映 19-9-2=8 ×16位,得主存地 8、难度:难(1在直接映射方式下,设计主存的地址格式?(2在全相联映射方式下,设计主存的地址格式?(3在两路组相联映射方式下,设计主存的地址格式?(4若主存容量为512K×64位,块长不变,在四路组相联映射方式下,设计主存的地址格式?(知识点:高速缓冲存储器#答:(1得Cache的容量为4096字,得Cache的地址为12位。根据块长为4,且访存地址为字地址,得块内地址为2位,即w=

35、2,且Cache共有4096/4=1024=210块,即r=10。根据主存地址为219字,得主存地址为19位。在直接映射方式 19-9-2=8 ×16位,得主存地 9、(1Cache地址有多少位?可容纳多少块?(2主存地址有多少位?可容纳多少块?(3在直接映射方式下,主存的第几块映射到Cache中第5块(设起始字块为第一块?(4画出直接映射方式下主存地址字段中各段的位数?难度:中(知识点:高速缓冲存储器#答:(14KB=212,故Cache地址为12位,可容纳4KB/16/4=64块(2512KB=219,故主存地址为19位,可容纳512KB/16/4=8192块(35,64+5,2

36、*64+5,.,213-64+5 三、综合题(知识点:高速缓冲存储器难度:中1、假设主存容量为128K×32位,Cache容量为1K×32位,块长为16个32位字,则:(1Cache地址有多少位?可容纳多少块?(2主存地址有多少位?可容纳多少块?(3在直接映射方式下,主存的第几块映射到Cache中第5块(设起始字块为第一块?(4画出直接映射方式下主存地址字段中各段的位数?#答:(14KB=212,故Cache地址为12位,可容纳4KB/16/4=64块(2512KB=219,故主存地址为19位,可容纳512KB/16/4=8192块(35,64+5,2*64+5,.,213

37、-64+5 128字组成,访存地址为字地址。试问主存和高速存储器的地址各为几位?画出主存地址格式。#答:Cache组数:64/4=16 ,Cache容量为:64*128=213字,Cache地址13位Cache容量为16组*4块/每组*128字/块19 3、8位。主存容量为512KB,访存地址为字地址。试问主存和高速存储器的地址各为几位?画出主存地址格式。答:Cache组数:64/4=16 ,Cache容量为:64*128=213字,Cache地址13位Cache容量为16组*4块/每组*128字/块19 一、单项选择题1、主机、外设不能并行工作的方式是(A。A.程序查询方式B.中断方式C.通

38、道方式D.直接存储器存取方式2、下列不属于I/O接口的主要功能的是(B。A.控制和定时B.信息处理C.数据缓冲D.检错3、I/O接口进行通信时需要传输多种信息,下列不属于I/O接口传输的信息是(D。A.数据信息B.控制信息C.状态信息D.地址信息4、在单独(独立编址下,下面的说法(C是对的。难度:中A.一个具体地址只能对应输入输出设备B.一个具体地址只能对应内存单元C.一个具体地址既可对应输入输出设备,也可对应内存单元D.只对应内存单元或只对应I/O设备5、下列对程序查询方式的工作过程描述不正确的是(D。A.预置传输参数B.向外设I/O接口发送命令字C.查询外设标志D.传输全部数据6、采用DM

39、A方式传送数据时,每传送一个数据就要占用一个(C的时间。难度:中A.指令周期B.机器周期C.存储周期D.总线周期7、DMA方式是在(B之间建立直接的数据通路。A.CPU与外设B.主存与外设C.外设与外设D.CPU与主存8、程序查询方式是最简单、经济的方式,但却存在着明显的缺点,下列选项中描述不正确的是(D。A.在查询过程中,CPU长期处于等待状态,使系统效率降低B.CPU在一段时间内只能与一台外设交换信息C.不能发现和处理预先无法估计的错误和异常情况D.CPU能同时与多台设备工作二、单项选择题(知识点:程序中断方式及其接口1、当有中断源发出请求时,CPU可执行相应的中断服务程序,提出中断请求的

40、可以是(C。A.通用寄存器B.专用寄存器C.外部事件D.Cache2、下列关于程序中断方式描述不正确的是(C。难度:中A.中断方式在一定程度上实现了CPU和外设的并行工作B.中断方式的引入,使多个外设可以并行工作C.CPU根据中断请求的先后顺序处理与外设的数据传输D.中断方式使计算机可以捕捉到运行过程中的故障和错误3、下列中断基本分类不正确的是(A。A.独立中断和统一中断B.内中断和外中断C.向量中断和非向量中断D.单中断和多重中断4、下列有关中断控制方式的叙述,错误的是(BA.在中断控制方式下,CPU只有在外设准备就绪并提出中断申请的前提下,才转向处理与外设数据就绪进行交换的工作B.在中断控

41、制方式下,外设准备数据时,CPU照常执行原有程序C.在中断控制方式下,CPU可以与外设的部分操作并行工作D.中断控制方式适用于大批量数据传送13、以下关于中断的叙述正确的是(D。难度:中A.CPU响应中断期间仍执行原程序B.在中断过程中,若又有中断源提出中断,CPU立即响应C.在中断响应中,保护断点、保护现场由用户编程完成D.在中断响应中,保护断点由中断响应自动完成14、中断向量地址是(B。A.子程序入口地址B.中断服务程序入口地址15、完成禁止中断功能的是(B。A.中断触发器B.中断允许触发器C.中断屏蔽触发器D.中断禁止触发器16、中断允许触发器用来控制(C。A.外设提出中断请求B.响应中

42、断C.开放或关闭中断系统D.正在进行中断处理17、电源故障中断属于(A难度:中A.不可屏蔽中断B.控制台中断C.控制器产生的中断D.低级中断18、中断系统是由(C实现的。A.仅用硬件B.仅用软件C.软、硬件结合D.操作员19、DMA数据的传送是以(C为单位进行的。A.字节B.字C.数据块D.位20、周期挪用方式常用于(A方式的输入输出中。A.DMAB.中断C.程序传送D.通道三、单项选择题(知识点:DMA方式及其接口1、DMA传送控制的周期挪用法一般适用的情况是(A。难度:中A.I/O设备读写周期大于内存存储周期B.CPU工作周期比内存周期长很多C.I/O设备读写周期小于内存存储周期D.CPU

43、工作周期比内存周期小很多2、解决DMA与CPU对内存访问的冲突有三种方式,下列叙述正确的是(C。难度:中A.在DMA工作期间让CPU停止访问内存,这种方式使内存得到充分利用B.如果外设读写周期小于内存周期,则DMA可挪用几个CPU周期来完成I/OC.如果CPU周期大于内存周期,则可以让CPU和DMA交叉访问内存D.CPU和DMA交叉访问内存,控制简单,效率较低3、当采用(A输入操作情况下,除非计算机等待,否则无法传送数据给计算机。A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式D.I/O指令方式4、下列叙述中正确的是(C。难度:中A.程序中断方式和DMA方式中实现数据传送都需要中断请求B.程序中断方

44、式中有中断请求,DMA方式中没有中断请求C.程序中断方式和DMA方式中都有中断请求,但目的不同D.程序中断方式和DMA方式中都有中断请求,目的也相同5、所谓DMA方法,是在进行数据传送时,CPU让出总线控制权,由DMA控制器直接控制总线在(B。难度:中A.CPU和外设之间直接传送数据B.主存储器和外设直接传送数据C.外设和外设之间直接传送数据D.主存储器和主存储器之间直接传送数据四、简答题(知识点:程序查询方式及其接口1、在程序查询方式的输入/输出系统中,假设不考虑处理时间,每一个查询操作需要100个时钟周期,CPU的时钟频率为100MHz。现有鼠标和键盘两个设备,而且CPU必须每秒对鼠标进行

45、60次查询,硬盘以32位字长为单位传输数据,即每32位被CPU查询一次,传输率为4MB/s。求CPU对这两个设备查询所花费的时间比率,由此可得出什么结论?答:(1CPU每秒对鼠标进行60次查询,所需的时钟周期数为:100*60=6000;根据CPU的时钟频率为100MHz,即每秒100*106个时钟周期,故对鼠标的查询占用CPU的时间比率为: 6000/(100*106*100%=0.006%。可见,对鼠标的查询基本不影响CPU的性能。(2对于硬盘,每32位被CPU查询一次,故每秒钟查询:4MB/4B=1024K次;则每秒钟查询的时钟周期数为:100*1024*1024=104.8*106,故

46、对磁盘的查询占用CPU的时间比率为:(104.8*106/ (100*106*100%=104.8%可见,即使CPU将全部时间都用于对磁盘的查询也不能满足磁盘传输的要求,因此CPU一般不采用程序查询方式与磁盘交换信息。2、在程序查询方式的输入/输出系统中,假设不考虑处理时间,每一个查询操作需要50个时钟周期,CPU的时钟频率为25MHz。现有鼠标和键盘两个设备,而且CPU必须每秒对鼠标进行20次查询,硬盘以32位字长为单位传输数据,即每32位被CPU查询一次,传输率为4MB/s。求CPU对这两个设备查询所花费的时间比率,由此可得出什么结论?答:(1CPU每秒对鼠标进行20次查询,所需的时钟周期

47、数为:50*20=1000;根据CPU的时钟频率为25MHz,即每秒25*106个时钟周期,故对鼠标的查询占用CPU的时间比率为: 1000/(25*106*100%=0.004%。可见,对鼠标的查询基本不影响CPU的性能。(2对于硬盘,每32位被CPU查询一次,故每秒钟查询:4MB/4B=1024K次;则每秒钟查询的时钟周期数为:50*1024*1024=52.4288*106,故对磁盘的查询占用CPU的时间比率为:(52.4288*106/ (25*106*100%=209.7%可见,即使CPU将全部时间都用于对磁盘的查询也不能满足磁盘传输的要求,因此CPU一般不采用程序查询方式与磁盘交换

48、信息。3、详细描述程序查询方式的工作流程。答:程序查询方式的工作流程为:(1预置传输参数。在传输数据之前,由CPU执行一段初始化程序,预置传输参数,包括存取数据的内存缓冲区首地址和传输数据的个数。(2向外设接口发出命令字。当CPU选中某台外设时,执行输出指令向外设接口发出命令字启动外设,为接收数据或发送数据做应有的操作准备。(3从外设接口取回状态字。CPU执行输入指令,从外设接口取回状态字并进行测试,判断数据传输是否可以进行。(4查询外设标志。CPU不断查询状态标志,如果外设没有准备就绪,CPU就踏步进行等待、一直到这个外设准备就绪,并发出“外设准备就绪”信号为止。(5传输数据。只有外设准备好

49、,才能实现主机与外设间的一次数据传输。输入时,CPU执行输入指令,从外设接口的数据缓冲寄存器接收数据;输出时,CPU执行输出指令,将数据写入外设接口的数据缓冲寄存器中。(5判断传输是否结束。如果传输个数计数器不为0,则转第(3步,继续传输,直到传输个数计数器为0,表示传输结束。4、画出程序查询方式的流程图。答:程序查询方式的流程图如下: 5、说明调用中断服务程序和调用子程序的区别。难度:中答:调用中断服务程序和调用子程序的区别是:(1中断服务程序与中断时CPU正在运行的程序是相互独立的,它们之间没有确定的关系。子程序调用时转入的子程序与CPU正在执行的程序是同一程序的两部分。(2除了软中断,通

50、常中断产生都是随机的,而子程序是由CALL指令(子程序调用指令引起的。(3中断服务程序的入口地址可以通过硬件向量法产生向量地址,再由向量地址找到入口地址。子程序调用的子程序入口地址是由CALL指令中的地址码给出的。(4调用中断服务程序和子程序都需要保护程序断点,前者由中断隐指令完成,后者由CALL指令本身完成。(5处理中断服务程序时,对多个同时发生的中断需要进行裁决,而调用子程序时一般没有这种操作。(6在中断服务程序和所调用的子程序中都有保存寄存器内容的操作。6、说明DMA方式和中断方式的区别。难度:中答:DMA方式和中断方式的区别是:(1中断方式是程序切换,需要保护和恢复现场;而DMA方式除

51、了开始和结尾时,不占用CPU的任何资源。(2对中断请求的响应只能发生在每条指令执行完毕时;而对DMA请求的响应可以发生在每个机器周期结束时。(3中断传输过程需要CPU的干预;而DMA传输过程不需要CPU的干预,故数据传输速率非常高,适合于高速外设的成组数据传输。(4中断方式具有对异常事件的处理能力、而DMA方式仅局限于完成传输信息块的I/O操作。7、一个DMA接口可采用周期窃取方式把字符传输到存储器,它支持的最大批量为300B。若存取周期为100ns,每处理一次中断需5s,现有的字符设备的传输率为4800b/s。假设字符之间的传输是无间隙,若忽略预处理所需的时间,试问采用DMA方式每秒因数据传

52、输需占用处理器多少时间?如果完全采用中断方式,又需占处理器多少时间?难度:中答:字符设备的传输率为4800b/s,则每秒钟能传输:4800/8=600B,即600个字符。若采用DMA方式,传输600个字符共需600个存取周期,考虑到每传输300个字符需要中断处理一次,因此DMA 方式每秒因数据传输占用处理器的时间是:0.1s*600+5s*(600/300=70s若采用中断方式,每传输一个字符需要申请一次中断请求,每秒数据传输占处理器的时间是:5s*600=3000s8、设磁盘存储器转速为6000转/分,分4个扇区,每扇区存储1KB,主存与磁盘存储器传输的宽度为16位。假设一条指令最长执行时间

53、是25s,是否可以采用一条指令结束时响应DMA请求的方案,为什么?若不行,应采取什么方案?难度:中答:磁盘的转速为6000/60=100r/s。则磁盘每秒可传输1KB*4*100=400KB信息根据主存与磁盘存储器的数据传输宽度为16位,若采用DMA方式,每秒需有200K(400KB/2B次DMA请求,即每个5s(1/200K有一次DMA请求。如果按指令执行周期结束(25s响应DMA请求,必然会造成数据丢失,因此必须按每个存取周期结束响应DMA请求的方案。Chapter 7 运算方法和运算器第七章复习题一、单项选择题(算术/逻辑单元(ALU1、ALU部件是运算器中的主要组成部分,又称(A,主要

54、用于完成各种算术运算和逻辑运算。A.多功能函数发生器B.晶振发生器C.算术逻辑单元D.组合逻辑发生器2、有关运算器的描述,(C是正确的。A.只做加法运算B.只做算术运算C.算术运算和逻辑运算D.只做逻辑运算3、ALU的算术运算部件不包含(D。A.加法器B.BCD码运算器C.增量器D.移位器4、ALU的主要工作是根据CPU指令要求执行各种指定运算,包括加法、减法、乘法、除法、比较和(D等操作(中A.或运算B.与运算C.异或运算D.逻辑移位二、简答题定点加减法运算1、设机器数字长为8位(含一位符号位在内,若A=+15,B=+24,求A-B之值。# 答: 2、设机器数字长为8位(含一位符号位在内,若

55、A=-93,B=+45,求A-B之值。# 答: 3、用一位符号位判断溢出,A=-11/16,B=-7/16,求【A+B】补。(难易:中# 答: 4、用一位符号位判断溢出,A = -0.1001, B = -0.1011,求A+B。(难易:中# 答: 5、用两位符号位判断溢出,设x =+0.1100,y =+0.1000,求 x+y。(难易:难 # 答: 6、用两位符号位判断溢出,设x =+11/16,y =+3/16,求 x+y。(难易:难# 答: Chapter 8 指令系统(知识点:指令系统的发展与性能要求一、单项选择题(知识点:指令系统的发展与性能要求1、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是(B。难度:中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.可以直接访问内存D.提供扩展操作码的可能,并降低指令译码难度2、人们根据特定需要预先为计算机编制的指令序列称为(D。难度:中A.软件B.文件C.集合D.程序3、先计算后再访问内存的寻址方式是(D。A.立即寻址B.直接寻址C.间接寻址D.变址寻址一、单项选择题