江苏开放大学《计算机组成原理》期末复习

1、1-9 .1ABCDEFG .2HIJKLMN .4OPQRST .6UVWX .7YZ .9B ）1-9 4 A B C D 18 。 到 。 ABC路D路ABCDEFG. 用 E 用 H 。 3 . 4 . 是种 量. 是 G C B 0 2 . 3 . 量 . 量 量 量. M M. 件 量 量 量。. 。 。 A B C 分 。 . （D） 允 用。期 期 期 期 A 部B 级. D 。 与D 序 和 用 。式 式 式 式. 。A 个。A D . 的 “ F BCD器作 . 据. 出. 出. . A为。A C ABAD 一ABCD 。 . B 。 B. . 。A行C行B行D行 并 按

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3、8D16,16 某 （ D ） 有用2组2。 长。 为。 为 。 要 ， 式 享. 器 器 . 制OPQRST 为 个 0 2 . 3 数x为。 原 补 反 移 C的 的 。； BCD单杂. 量. 。AB织CD现. 是 流 流. G 。 流 ； 是H 指. 流. 行. 。A期 期 C期D期. 。AB织CD现 。性 性 性 性 。填1位位1位位1位填1位 定 何 定. 何 。 同 同 同 同 证 A 。 。 . ABC路D路UVWX. ， 4的所 是， 多 M. M. 0. . 5 。 继 . A器. 为 0 CB器CD器 0 G 要 ， 仲 式 享. 器 器 . 制 。 置 B）行 行 行.

4、由 . C . 程 存 存. 由 到 . 存C ） . 理. B ） 。 ）28 。 。 度 。 现 A.指令寄存器B.操作控制器C.程序计数器D.状态条件寄存器 现 现 模现 期 B）由成与路 件 。题理级题 。少 强于 。A B 的 数 YZ。A B C D 下4。 D 下4A 。A B C 条 做 ） 的 。 做） 整 B 可 ACB现D。令到CD按 E 以 E 即 F写。 速 联. 拟. 字. CA W B R C WD RL 5 期定 BA WB RC WD RA 元 5 用2在1 元 关 。 B .1, 位中1, 位 E的 。E.多个 F.内容G.位置 H.来源 0 . . . 在

5、。 D期。 . 用门门门 门级 。A是 B件CD. ,其 A 级 。A B件 C D。A B C级 级 4的值 B 这 C B D D 。 是CC 体 D 。AA BCD。A BCD 。A B件 C D。位 在 码 码 码 码B）B过。 求 成CB 。A CC CB CC 。 同 同C.尾数的符号位与最高数值位不同D.尾数的最高数值位为 和 和 和（ C ） 在到置。射射射射 要A 器C 器 器分 器 码 字 字D 器 是 码 码 字。 器 . 字 . 。 码是 字字码和 字 组。 码 码 性. 字 字 字 码 字 字D 。 移 移 移 B ）制 存度 C 识 高 小 比对8。为 0码码 码射

6、2射 快 致 便C）加A题A ）C大 大（C）A BC D 。 式 式 式 式。 （ C ） ）低流映AA在到内直接寻址是在指令字中直接给出操作数本身而不再是操作数地址。（B）期期C发 。用 AA. 着是. 用AA. . M 用 A A1名词解释:存取周期，存储容量。答：存储容量就是存储器可以容纳的二进制信息的数量，常以字节（Byte）为单位。存储周期时间 是指存储器完成一次的存取操作所需的时间，即存储器进行两次连续、独立的操作（或读写）之间所需的时间，用 TM表示。2为读写输人/输出设备，通常有哪几种常用的寻址方式用以指定被读写设备？答：为读写输入/输出设备，通常有两种常用的编址方式用以指定

7、被读写设备，一是 I/O 端口与主存储器统一的编制方式，另一种是 I/O 端口与主存储器彼此独立的编制方式3微程序控制器和硬连线控制器，在组成和运行原理方面有何不同之处？答：(1)基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号； (2)组成部分都有程序计数器 PC，指令寄存器 IR; (3)都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能。4计算机指令中要用到的操作数一般可以来自哪些部件？答：(1)CPU 内部的通用寄存器。此时应在指令字中给出用到的寄存器编号（寄存器名），通用寄存器的数量一般为几个、十几个，故在指令字中须为其分配2、3、4、5 或更多一点的位数来表示一个寄存器。 (2)外围

8、设备（接口）中的一个寄存器。通常用设备编号、或设备人出端口地址、或设备映像地址（与内存储器地址统一编址的一个设备地址编号）来表示。 (3)内存储器的一个存储单元。此时应在指令字中给出该存储单元的地址。5多级结构的存储器是由哪 3 级存储器组成的？每一级存储器使用什么类型的存储介质？答：多级结构的存储器是 由高速缓存、主存储器和辅助存储器（或虚拟存储器）组成的。高速缓冲存储器使用静态存储器芯片实现，主存储器通常使用动态存储器芯片实现，而辅助存储器（或虚拟存储器）通常则使用快速磁盘设备上的一片存储区。前两者是半导体电路器件，以数字逻辑电路方式进行读写，后者则是在磁性介质层中通过电磁转换过程完成信息

9、读写。7什么是数据传送控制中的异步通信方式？答：交换数据的过程中，通信设备的双方都需要对时间上的配合关系进行控制，这就是数 据传送控制，或称为总结通信控制，通常又称为同步问题。数据传送时双方使用各自的时钟信号的通信方式称为异步通信方式。异步通信的双方采用应答方式(又称握手方式)解决数据传输过程中的时间配合关系，而不是使用同一个时钟 信号进行同步。为此，CPU 必须再提供一个时钟信号，通知接收设备接受已发送过去的数据。 接收设备还将用这一时钟信号作为自己接收数据时的选通信号。8控制器的设计和该计算机的指令系统是什么关系？答：控制器的的基本功能，是依据当前正在执行的指令，和它所处的执行步骤，形成并

10、提供在这一时刻整机各部件要用到的控制信号。所以，控制器的设计和该计算机的指令系统是一一对应的关系，也就是控制器的设计应依据指令的要求来进行，特别是要分析每条指令的执行步骤，产生每个步骤所需要的控制信号。10什么是总线仲裁？答：数据传输总耍在计算机的两个部件之间进行，必须由总线主设备首先启动这次传输过程，即申请总线使用权并发出命令控制总线运行，而总线从设备则只能响应由主设备发出的命令并执行读写操作。当有多个总线主设备同时发出总线使用权的请求时，为了确保在任何时刻只有一个总线主设备使用总线传输数据，需要决定由其中某个设备获得总线使用权，这就是进行总线仲裁。与中断请求相似，这些主设备使用总线的优先级

11、高低是不同的，总线仲裁器一定是把总线使用权优先分配给优先级高的主设备使用。11什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？答：指令周期通常是指计算机执行一条指令所用的时间。机器周期是指所有指令执行过程中的一个基准时间，通常以存取周期作为机器时间，时钟周期是机器主频的倒数，也称为节拍，它是控制计算机操作的最小单位时间。13计算机的存储器系统设计是如何实现“容量大”、“速度快”和“成本低”的要求的？答：将存储器系统设计成由高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器组成的多级结构。其中高速缓冲存储器的存取速度与 CPU速度处于同一个数量级，但其具有价格高、功耗大、集成度低的特点，所以不适合用作大容量

12、的存储器；主存储器的存取速度略低，价格略高，具有集成度高、功耗低的特点，用来存储经常使用的数据或程序；辅助存储器是存取速度相对较慢但存储容量较大的存储器，用来存储不太常用的大部分程序和数据。14什么是数据传送控制中的异步通信方式？答：交换数据的过程中，通信设备的双方都需要对时间上的配合关系进行控制，这就是数 据传送控制，或称为总结通信控制，通常又称为同步问题。数据传送时双方使用各自的时钟信号的通信方式称为异步通信方式。异步通信的双方采用应答方式(又称握手方式)解决数据传输过程中的时间配合关系，而不是使用同一个时钟 信号进行同步。为此，CPU 必须再提供一个时钟信号，通知接收设备接受已发送过去的

13、数据。 接收设备还将用这一时钟信号作为自己接收数据时的选通信号。15什么是总线周期？答：总线周期，通常指的是通过总线完成一次内存读写操作或完成一次输入输出设备的读写操作所必需的时间。依据具体的操作性质，可以把一个总线周期分为内存读周期，内存写周期，I/O 读周期，I/O 写周期 4 种类型。19简单说明一个指令周期中读取指令、指令译码、ALU执行、读写内存或接口、数据写回 5 个执行步骤的含义。答:(1) 读取指令是每一条指令都必须执行的，所完成的功能对所有指令都相同;(2)指令译码完成的功能对多数的指令是类似的，例如判断指令类型、读寄存器组等 (3)ALU执行所完成的是数据或地址计算功能，对

14、不同指令会有所区别;(4)读写内存或接口只被用于读写内存或者读写接口的指令(5)数据写回将 ALU的计算结果(或从内存、接口读来的数据)写人寄存器组。 ，3. 已知 x=-0.01111,y=+0.11011,采用双符号位补码计算 +和 -，并补补判断结果是否溢出，如果溢出，请说明是什么溢出？解答：x =1.01111原=1.10001=0.11011-x =0.01111补补y =0.11011原=1.00101补补采用双符号位运算计算 +补=11.10001补+=00.11011补+=00.01100符号位00，运算结果正常，没有溢出补采用双符号位运算计算=+，补补补补=11.1 0001

15、补+=11. 00101补=1 0.10110符号位10，发生溢出 下溢出补4.SRAM芯片有 17 位地址线和 8 位数据线。用这种芯片构成 2Mx32 位的存储器，并采用内存条结构。问：（1）若每个内存条为 256K x32 位，共需要几个内存条？（2）每个内存条共需要多少片这样的芯片？（3）所构成的存储器需要多少片这样的芯片？解答：（1）2M=2x1024K=2048K，共需要内存条 2048/256=8 条。（5 分）（2）该芯片为 2 x8位 =128K x8 位，故每个内存条需要芯片（256/128）x17（32/8）=8 片。（5 分）（3）构成该存储器共需要芯片 8 x8 =6

16、4 片。（5 分） 注意：第一个 8 来自（1）的结果，第二个 8 来自（2）的结果。5CPU结构如图 5.3 所示，其中有一个累加寄存器 AC、一个状态条件寄存器和其他四个寄存器，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。答案：【解】（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）主存 M缓冲寄存器 DR指令寄存器 IR操作控制器。（3）存储器读:AR 先置数据地址，MDRALUAC（4

17、）存储器写:AR 先置数据地址，ACDRM6.下图是一个简化的 CPU与主存储器链接结构示意图（图中省略了所有多路选择器），其中有一个 累加寄存器 AC，一个状态寄存器和其 他四个寄存器：主存地址寄存器 MAR、主存数据寄存器 MDR、程序计数器 PC和指令寄存器 IR，各部件及其之间的连线表示数 据通路，箭头表示信息的传递方向。要求：（1）写出 图中 a、b、c、d 四个寄存器的名 称。（2） 简述图中指令从主存取到控制器的 过程。（3）写出数 据从主存取出、运算、写 回主存所经过的数据通路（假定数据地址已经在 MAR中）。解：（1）a主存数 据寄存器MDRb指令寄存器 IRc主存地址寄存器

18、 MARd程序计数器 PC） ） 。7、下图是一个简化的 CPU与主存储器链接结构示意图（图中省略了所有多路选择器），其中有一个 累加寄存器 ACC和其他三个寄存器：主存地址寄存器MAR、程序计数器 PC和指令寄存器 IR，各部件及其之间的连线表示数 据通路，箭头表示信息的传递方向。（1）写出 图中 a、b、c 三个寄存器的名 称。（2） 简述图中指令从主存取到控制器的 过程。（3）写出数 据从主存取出、运算、写 回主存所经过的数据通路（假定数据地址已经在 MAR中）解：（1） a指令寄存器 IRMARb程序计数器 PC c主存地址寄存器） ） 。8设机器字长 16 位，定点表示，尾数 15 位，数符 1 位，问：（1）定点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？（2）定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？答案：9指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。答【解】指令格式及寻址方式特点如下：(1)单字 长二地址指令，用于访问存储器。操作码字段可指定 64 种操作。(2)RS 型指令，一个操作数在通用寄存器(共 16 个），另一个操作数在主存中。(3)有 效地址可通过寻址特征位 X确定:有 X=00，01