计算机组成原理复习题及答案

1、计算机组成原理复习题及答案、选择题1 .假设浮点数用补码表示,那么判断运算结果是否为规格化数的方法是A)阶符与数符相同为规格化数B)阶符与数符相异为规格化数C)数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D)数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数2 .某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数.假设用定点小数表示,那么最大正小数为.A)+(12-32)B)+(12-31)C)2-32D)2-313 .算术/逻辑运算单元74181ALU可完成.A) 16种算术运算功能B) 16种逻辑运算功能C) 16种算术运算功能和16种逻辑运算功能D) 4位乘法运算和除法运算功能4 .某SRAM芯片,存

2、储容量为64Kx16位,该芯片的地址线和数据线数目为A) 64,16B)16,64C)64,8D)16,165 .多体并行系统实质上是一种存贮器,它能执行独立的读写操作.A)模块式,并行,多个B)模块式串行,多个C)整体式,并行,一个D)整体式,串行,多个6 .变址寻址方式中,操作数的有效地址等于.A) 基值存放器内容加上形式地址(位移量)B) 堆栈指示器内容加上形式地址(位移量)C) 变址存放器内容加上形式地址(位移量)D) 程序记数器内容加上形式地址(位移量)7 .以下表达中正确描述的句子是：.A)微程序限制方式和组合逻辑限制相比,可以使指令的执行速度更快.B) 只有直接编码的微指令是水平

3、型微指令.C) 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫互斥性微操作D) 同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫互斥性微操作8 .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) 提升了信息传输的速度C) 减少了信息传输线的条数D) 加重了CPU的工作量9 .计算机的外围设备是指B)外存储器D)除了CPU和内存以外的其它设B)中断效劳子程序入口地址A)输入/输出设备C)远程通信设备10 .中断向量地址是指：.A)子程序入口地址C中断效劳子程序入口地址的指示器D中断返回地址二、填空题1,假设X=-0.1001,Y=0.0101,那么：X+Y补=,X丫补=.2

4、.DMA的数据块传送可分为、和阶段.3 .某机指令字长24位,共能完成130种操作,采用一地址格式指令可直接寻址的范围是,采用二地址格式指令,可直接寻址的范围是.4 .设浮点数阶码为5位含1位阶符,用移码表示,尾数为10位含1位数符,用补码规格化表示,那么对应其最大正数的机器数形式为,真值为十进制的表达式；对应其绝对值最小负数的机器数形式为,真值为十进制的表达式.5 .I/O编址方式可分为和两大类,前者需要有独立的I/O指令,后者通过访存指令和外部设备交换信息.6 .半导体静态RAM依据的原理存储信息,动态RAM依据的原理存储信息.动态RAM必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态,这个过

5、程叫做.7 .和组成存储系统的层次结构.8 .在总线集中式判优限制中,方式对故障很敏感,方式速度最快.三、名词解释1 .机器周期和时钟周期2 .周期挪用3 .中断隐指令4 .水平型微指令5 .系统的并行性四、简答1 .完整的总线传输周期包括哪几个阶段？简要表达每个阶段的工作.2 .某磁盘存储器转速为3000转/分,共有4个记录盘面,每毫米5道,每道记录信息12288字节,最小磁道直径为230mm,共有275道,求：1磁盘存储器的存储容量；2最高位密度最小磁道的位密度和最低位密度；3磁盘数据传输率；4平均等待时间.L0,L1,L2,L3,L4,现要求优先3 .某机有五个中断源,按中断响应的优先顺

6、序由高到低为顺序改为L3,L2,L4,L0,L1,写出各中断源的屏蔽字.中断源L0L1L2L3L4屏蔽字012344 .某机主存容量为4MX16位,且存储字长等于指令字长,假设该机的指令系统具备120种操作.操作码位数固定,且具有直接、间接、立即、相对四种寻址方式.(1)画出一地址指令格式并指出各字段的作用；(2)该指令直接寻址的最大范围；(3)一次间址的寻址范围；(4)相对寻址的寻址范围；(5)立即数的范围.(十进制表示)五、综合题：1. (10分)设阶码取3位,尾数取6位(均不包括符号位),按浮点补码运算规那么一911计算：25+2(12分)设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MRE

7、Q作访存限制信号,用R/W作读写命令信号,现有以下存储芯片及138译码器和各种门电路(自定).RAM:1KX8位、2KX4位、4KX8位ROM:2KX8位、4KX8位画出CPU与存储器的连接图,要求：(1)最大4K地址空间为系统程序区,与其相邻的2K地址空间为用户程序区；(2)合理选用上述存储芯片,并写出每片存储芯片的地址范围；(3)详细画出存储芯片的片选逻辑.(11)1616PD/ProgrROMCSOEWERAMCSDnD0GiG2AG2BCBAY7Y0AiA0AiA0741383.8分某计算机的数据通路如下图,其中M一主存,MDR一主存数据存放器,MAR一主存地址存放器,R0-R3通用存

8、放器,IR一指令存放器,PC一程序计数器具有自增水平,C、D-暂存器,ALU一算术逻辑单元此处做加法器看待,移位器一左移、右移、直通传送.所有双向箭头表示信息可以双向传送.“ADDR1,R2+指令的含义是两个数进行求和操作,其中源操作地址在存放器R1中,目的操作数地址在存放器R2中,其寻址方式为自增型存放器间接寻址先取地址后,存放器内容加1.请按数据通路图画出ADD指令从取指令开始到执行结束的操作序列图,写明根本操作步骤.答案：一.选择题二.填空题1 .1.1100;1.0010.2 .预处理；数据传送；后处理3 .216；28.4 .1,1111;0.1111111119个1;215x1-2

9、-9；0,0000;1.0118个1;-2-16x2-1+2-9.5 .统一编址；不统一编址.6 .触发器；电容存储电荷；刷新.7 .Cache-主存;主存-辅存.8 .链式查询；独立请求.三.名词解释1 .机器周期和时钟周期答：机器周期是在同步限制的机器中,执行指令周期中一步相对完整的操作指令步所需时间,通常安排机器周期长度=主存周期；时钟周期是指计算机主时钟的周期时间,它是计算机运行时最根本的时序单位,对应完成一个微操作所需时间,通常时钟周期=计算机主频的倒数.2 .周期挪用答：每当I/O设备发出DMA请求时,I/O设备便挪用或窃取总线占用权一个存取周期,而DMA不请求时,CPU仍继续访问

10、主存.3 .中断隐指令答：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、寻找中断效劳程序的入口地址、关中断等功能.4 .水平型微指令答：水平型微指令的特点是一次能定义并执行多个并行操作的微命令.从编码方式看,直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接编码和字段直接和间接混合编码都属水平型微指令.其中直接编码速度最快,字段编码要经过译码,故速度受影响.5 .系统的并行性答：包含同时性和并发性两个方面,前者指两个或多个事件在同一时刻发生,后者指两个或多个事件在同一时间段发生.四.简答1 .答：总线在完成一次传输周期时,可分为四个阶

11、段：?申请分配阶段：由需要使用总线的主模块或主设备提出申请,经总线仲裁机构决定下一传输周期的总线使用权授于某一申请者；?寻址阶段：取得了使用权的主模块,通过总线发出本次打算访问的从模块或从设备的存储地址或设备地址及有关命令,启动参与本次传输的从模块；?传数阶段：主模块和从模块进行数据交换,数据由源模块发出经数据总线流入目的模块；?结束阶段：主模块的有关信息均从系统总线上撤除,让出总线使用权.2 .答：1存储容量=275道X12288B/道X4面=13516800B2最高位密度=12288B/230=17B/mm=136位/mm向下取整最大磁道直径=230mm+275道/5道X2=230mm+1

12、10mm=340mm最低位密度=12288B/340=11B/mm=92位/mm向下取整3磁盘数据传输率=12288BX3000车专/分=12288BX50转/秒=614400B/S4平均等待时间=1/50/2=10ms3 .答：设屏蔽位为“1时表示对应的中断源被屏蔽,屏蔽字排列如下:中断源0屏蔽字1234L0110001分L1010001分L2111011分L3111111分L4110011分4 .答：1指令字长16位,操作码为7位,寻址特征位2位,地址码7位;227;1分3216;1分4-64+63;1分5-64+63.五.综合题1 .答：被加数为0,101;0.100为0,x补=00,1

13、01;00.100100力口数为0,100;1.010100,y补=00,100;11.0101001对阶：口补=jx补-jy补=00,101+11,100=00,001即上二偌那么y的尾数向右移一位,阶码相应加1,即y'补=00,101;11.101010求和Sx补+Sy*=Sx补+Sy补=00.100100+11.101010=00.001110即x+y补=00,101;00.001110尾数出现“00.0,需左规.规格化左移2位,阶码减2.左规后得x+y补=00,011;00.111000.x+y补=00,011;00.111000x+y=2382 .12分答:答：地址空间描述如

14、下:ROM对应的空间：11111111111111111111000000000000RAM对应的空间：11101111111111111110100000000000选才iROM芯片为2KX8位的两片,RAM芯片为2KX4位的两片ROM芯片1:11111111111111111111100000000000ROM芯片2:11110111111111111111000000000000RAM芯片1、2:(位扩展)11101111111111111110100000000000CPU与存储器连接图见下页:1 .解：“ADD(R1),(R2)+指令是SS型指令,两个操作数均在主存中.其中源操作数地

15、址在R1中,所以是R1间接寻址.目的操作数地址在R2中,由R2间接寻址,但R2的内容在取出操作数以后要加1进行修改.指令周期流程图如下:送指令地址PCMAR取指令M-MDRfIR,PC341?31NIAR一洋叼取源操作数取目的操作效*l|MAR屋圆MD£r式犬Q二整改(D)+1R*二选择题从器件角度看,计算机经历了四代变化.但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于型计算机.A.并行B.冯.诺依曼C.智能D.实时处理2 .以下数中最大的数是A.(10011001)2B.(227)8C.(98)16D.(152)103 .有关运算器的描述,是正确的.A.只做加法B.只做算术运算C.既做算

16、术运算又做逻辑运算D.只做逻辑运算4 .EPROM是指.D.光擦除可编程只读存储器A.读写存储器B.只读存储器C.闪速存储器5 .CPU主要包括.A.限制器B.限制器、运算器、cacheC.运算器和主存D.限制器、ALU和主存6 .在多级存储体系中,"cache一主存结构的作用是解决的问题.A.主存容量缺乏B.主存与辅存速度不匹配C.辅存与CPU速度不匹配D.主存与CPU速度不匹配7 .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.存放器寻址D.直接寻址8 .下述I/O限制方式中,主要由程序实现输入输出的是.A.外围处理机方式B.中断方式9.系统总

17、线中地址线的功能是.A.用于选择主存单元地址B.C.用于选择外存地址D.C.DMA方式D.通道方式用于选择进行信息传输的设备用于指定主存和I/O设备接口电路的地址10. 微程序限制器中,机器指令与微指令的关系是A.每一条机器指令由一条微指令来执行B. 一段机器指令组成的程序可由一条微指令执行C. 一条微指令由假设干条机器指令组成D.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行:、填空题1 .存储并按顺序执行,这是冯？诺依曼型计算机的工作原理.2 .CPU能直接访问_和,但不能直接访问磁盘存储器和光盘存储器.3 .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

18、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,非0最小正数,最大负数,最小负4 .影响流水线性能的因素主要反映在和两个方面.5 .DMA限制器与CPU共享主存,为了有效分时使用主存,DMA!常采用以下三种方法与主存交换数据：、.6 .I/O设备与主机交换信息共有五种限制方式,它们是：、和7 .限制单元的两种设计方法是：和:、解释以下概念1 .微程序限制2 .指令周期和机器周期3 .中断隐指令4 .系统总线5 .RISC四、简答1 .指令和数据均存放在内存中,CP狈口何上区分它们是指令还是数据？2 .试比拟基址寻址和变址寻址.3 .现有A、日CD四个中断源,其优先级由高向低按AB

19、、CD顺序排列.假设中断服务程序的执彳T时间为20白,请根据以下图所示时间轴给出的中断源请求中断的时刻,画出CPg行程序的轨迹.iID效劳C效劳B®务A效劳-现行程序一50403020O*1OB与C请求D请求B请求A请求708090100110120130140150t闾4.简述I/O接口的功能和根本组成.PD/ProgrROMCSOEWERAMCSDnDoDnDoGiG2AG2BCBAY7Y6Y0OE允许输出WE允许写五、综合题：30分1. 10分设阶码取3位,尾数取6位均不包括符号位,按浮点补码运算规那么.911计算：25+24(U)16162. 12分设CPU共有16根地址线,

20、8根数据线,并用MREQ作访存限制信号,用R/W作读写命令信号,现有以下存储芯片及138译码器和各种门电路自定.ROM2KX8位,4KX4位,8KX8位,RAM1KX4位,2KX8位,4KX8位,及74138译码器和其他门电路门电路自定.试从上述规格中选用适宜芯片,画出CPU和存储芯片的连接图.要求：1最小4K地址为系统程序区,409616383地址范围为用户程序区；2指出选用的存储芯片类型及数量；3详细画出片选逻辑.AiAoAiAo74138一个状态条件存放器和其它要求：4-CPU+13. 8分CPU数据通路如下图,其中有一个累加器AC,四个存放器,各局部之间连线表示数据通路,箭头表示信息传

21、送方向.标明四个存放器名称；简述指令从主存到限制器的数据通路；简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路.答案:选择题二、填空题1 .程序,地址2 .Cache,主存3 .127;1/512;-1/512-1/32768;-128.4 .访存冲突；相关问题.5 .停止CPU访问,周期挪用,DM弹口CPU交替访问内存6 .程序查询、程序中断、直接存储器访问DMA、I/O通道和外围处理机方式7 .组合逻辑设计和微程序设计三、名词解释1 .微程序限制答：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,每一个微程序包含假设干条微指令,每一条指令包含一个或多个

22、微操作命令.2 .指令周期和机器周期答：指令周期是指一条指令从开始取指令直到指令执行完这段时间.机器周期是在同步限制的机器中,执行指令周期中一步相对完整的操作指令步所需时间,通常安排机器周期长度=主存周期.3 .中断隐指令答：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、寻找中断效劳程序的入口地址、关中断等功能.4 .系统总线答：指CPU、主存、I/O设备通过I/O接口各大部件之间的信息传输线.5 .RISC答：RISC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,以到达提升系统执行速度的目的.四、简答1 .答：从时间上讲,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,从内存读出指令流流向限制器指令存放器.从内存读出数据流流向运算器通用存放器.2 .答：比拟如下：1都可有效地扩大指令寻址范围.2基址寻址时,基准地址由基址存放器给出,地址的改变反映在位移量A的取值上；变址寻址时,基准地址由A给出,地址的改变反映在变址值的自动修改上,变址值由变址存放器给出.3基址存放器内容通常由系统程序设定,变址存放器内容通常由用户设定.4基址寻址适用于程序的动态重定位,变址寻址适用于数组或字符串处理,适用场合不同.D效劳C效劳B效劳A效劳现行程序n-n0102030405060708