二十套计算机组成原理期末试卷及答案

期末试卷

一.选择题(每小题1分，共20分)

1.目前我们所说的个人台式商用机属于___。

A.巨型机B.中型机C.小型机D.微型机

2.(2000)I。化成十六进制数是o

A.(7CD)16B.(7D0)16C.(7E0)体D.(7F0)16

3.下列数中最大的数是。

A.(10011001)2B.(227)8C.(98),6D.(152).»

4.表示法主要用于表示浮点数中的阶码。

A.原码B.补码C.反码D.移码

5.在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是o

A.BCD码B.16进制C.格雷码D.ASCI【码

6.下列有关运算器的描述中，____是正确的。

A.只做算术运算，不做逻辑运算B.只做加法

C.能暂时存放运算结果D.既做算术运算，乂做逻辑运算

7.EPROM是指。

A.读写存储器B.只读存储器

C.可编程的只读存储器D.光擦除可编程的只读存储器

8.Intel80486是32位微处理器，Pentium是____位微处理器。

A.16B.32C.48D.64

9.设［X］朴=1.X1X2X3X.当满足时，X>T/2成立。

A.Xi必须为1,X2X:;X"至少有•一个为1B.Xi必须为1,X2X3X4任意

C.xi必须为0,X2X3X4至少有一个为1D.xi必须为0,xzx：ix.i任意

10.CPU主要包括。

A.控制器B.控制器、运算器、cache

C.运算器和主存D.控制器、ALU和主存

11.信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为。

A.串行传输B.并行传输C.并串行传输D.分时传输

12.以下四种类型指令中，执行时间最长的是。

A.RR型B.RS型C.SS型D.程序控制指令

13.下列____属于应用软件。

A.操作系统B.编译系统C.连接程序D.文本处理

14.在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是。

A.增加内存容量B.提高内存可靠性

C.解决CPU和主存之间的速度匹配问题D.增加内存容量，同时加快存取速度

15.某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用作为存储芯片。

A.SRAMB.闪速存储器C.cacheD.辅助存储器

16.设变址寄存器为X,形式地址为D,(X)表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地

址为«

A.EA=(X)+DB.EA=(X)+(D)C.EA=((X)+D)D.EA=((X)+(D))

17.在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为一

A.隐含寻址B.立即寻址C.寄存器寻址D.直接寻址

18.下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是o

A.PPU（外围处理机）方式B.中断方式C.DMA方式D.通道方式

19.系统总线中地址线的功能是。

A.用于选择主存单元地址B.用于选择进行信息传输的设备

C.用于选择外存地址D.用于指定主存和I/O设备接口电路的地址

20.采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用的时间。

A.一个指令周期B.一个机器周期C.一个时钟周期D.一个存储周期

二.填空题（每空1分，共20分）

1.数控机床是计算机在A.口方面的应用,邮局把信件自动分拣是在计算机氏_

方面的应用。

2.汉字的A.、B.、C.是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种

不同用途的编码。

3.闪速存储器特别适合于A.___微型计算机系统，被誉为B._______而成为代替磁盘的

一种理想工具。

4.主存储器的性能指标主要是A.、B.、存储周期和存储器带宽。

5.条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于A.____类指令,

这类指令在指令格式中所表示的地址不是B.的地址，而是C.的地址。

6.从操作数的物理位置来说，可将指令归结为三种类型：存储器-存储器型，A.,

B.o

7.运算器的两个主要功能是：A.____,B.______。

8.PCI总线采用A.____仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求利总线授权两条

信号线与B.相连。

9.直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对A.的控制，数据交

换不经过CPU,而直接在内存和B.之间进行。

三.简答题（每小题5分，共20分）

1.说明计算机系统的层次结构。

2.请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。

3.请说明SRAM的组成结构，与SRAM相比，DRAM在电路组成上有什么不同之处？

4.请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。

四.应用题（每小题5分，共40分）

1.机器数字长为8位（含1位符号位），当X=-127（十进制）时，其对应的二进制表

示,（X）底表示，（X）反表示，（X）朴表示，（X）稼表示分别是多少？

2.已知x=0.1011,y=-0.0101,求x+y=?,x-y=?

3.用16kx8位的SRAM芯片构成64KX16位的存储器，要求画出该存储器的组成逻辑框

图。

4.提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。

5.若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址

范围内寻找，画出该机器的指令格式。

6.举例说明存储器堆栈的原理及入栈、出栈的过程。

7.试画出三总线系统的结构图。

8.若显示工作方式采用分辨率为1024X768,颜色深度为3B,桢频为72Hz,计算刷新存储

器带宽应是多少？

期末试卷一答案

一.选择题

1.D2.B3.A4.D5.D6.D7.D

8.D9.A10.B11.A12.C13.D14.C

15.B16.A17.B18.B19.D20.D

二.填空题

1.A.自动控制B.人工智能

2.A.输入编码（或输入码）B.内码（或机内码）C.字模码

3.A.便携式B.固态盘

4.A.存储容量B.存取时间

5.A.程序控制类B.操作数C.下一条指令

6.A.寄存器一寄存器型B.寄存器一存储器型

7.A.算术运算B.逻辑运算

8.A.集中式B.中央仲裁器

9.A.总线B.I/O设备（或输入输出设备）

三.简答题

1.计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇

编语言级，高级语言级。

2.指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示,

CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲

或T周期）。

3.SRAM存储器由存储体、读写电路、地址译码电路、控制电路组成，DRAM还需要有动态

刷新电路。

4.程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬

件结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU,

准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂•些。

四.应用题

1.二进制表示为-01111111

[X]K-11111111[X]jg=10000000[X]*=10000001[X]»=00000001

2.[x]?卜=00.1011[x]fr=00.1011

+[y]?Fll.1011+by]产00.0101

00.011001.0000

x+y=+0.0110x-y产生溢出

3.存储器容量为64Kxi6位，其地址线为16位（Ais—A。），数据线也是16位（加一D。）

SRAM芯片容量为16Kx8位，其地址线为14位,数据线为8位，因此组成存储器时须

字位同时扩展。字扩展采用2：4译码器，以16K为一个模块，共4个模块。位扩展

采用两片串接。

图CL1

4.措施有：①采用高速器件，②采用cache（高速缓冲存储器），③采用多体交叉存储器,

④采用双端口存储器，⑤加长存储器的字长。

5.操作码需用6位，操作数地址码需用10位。格式如卜

6101010

-6PDID2

0P:操作码6位

D.：第一操作数地址，10位

D,：第二操作数地址，10位

D3：第三操作数地址，10位

6.所谓存储器堆栈，是把存储器的一部分用作堆栈区，用SP表示堆栈指示器，MSP表示

堆栈指示器指定的存储器的单元，A表示通用寄存器。

入栈操作可描述为（A）-MSP,（SPT）fSP

出栈操作可描述为（SP+1）-SP,（MQfA

7.三总线结构如下图所示：

系统总线

图Cl.2

8.解：刷存所需带宽=分辨率X每个像素点颜色深度X刷新速率，故刷存带宽为:

1024X768X3BX72/s=165888KB/s=162MB/s.

期末试卷二

.选择题(每空1分，共20分)

1.将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有利用价值的信息，我们称其为

A.数值计算B.辅助设计C.数据处理D.实时控制

2.目前的计算机，从原理上讲o

A.指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放

B.指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放

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.根据国标规定，每个汉字在计算机内占用存储。

A.一个字节B.二个字节C.三个字节D.四个字节

4.下列数中最小的数为。

A.(101001)2B.(52)8C.(2B)16D.(44)10

5.存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于。

A.存放程序B.存放软件C.存放微程序D.存放程序和数据

6.设X=-0.1011,则[X]«卜为。

A.1.1011B.1.0100C.1.0101D.1.1001

7.下列数中最大的数是。

A.(10010101)2B.(227)8C.(96)16D.(143)10

8.计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”

的概念，最早提出这种概念的是。

A.巴贝奇B.冯诺依曼C.帕斯卡D.贝尔

9.在CPU中，跟踪后继指令地指的寄存器是。

A.指令寄存器B.程序计数器C.地址寄存器D.状态条件寄存器

10.Pentium-3是一种。

A.64位处理器B.16位处理器C.准16位处理器D.32位处理器

11.三种集中式总线控制中，方式对电路故障最敏感。

A.链式查询B.计数器定时查询C.独立请求

12.外存储器与内存储器相比，外存储器.

A.速度快，容量大，成本高B.速度慢，容量大，成本低

C.速度快，容量小，成本高D.速度慢，容量大，成本高

13.一个256Kx8的存储器，其地址线和数据线总和为。

A.16B.18C.26D.20

14.堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元。

如果进栈操作的动作顺序是(A)-MSP，(SP)-1-SP»那么出栈操作的动作顺序

应为»

A.(Msp)fA,(SP)+lfSPB.(SP)+1-SP,(Msp)fA

C.(SP-I)-SP,(Msp)fAD.(MSP)-A,(SP)-1-SP

15.当采用....对设备进行编址情况下，不需要专门的I/O指令组。

A.统一编址法B.单独编址法C.两者都是D.两者都不是

16.下面有关“中断”的叙述，是不正确的。

A.一旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求

B.CPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序

C.中断方式一般适用于随机出现的服务

D.为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行

程序，必须进行现场保存操作

17.下面叙述中，____是正确的。

A.总线一定要和接口相连B.接口一定要和总线相连

C.通道可以替代接口1).总线始终由CPU控制和管理

18.在下述指令中，I为间接寻址，指令包含的CPU周期数最多。

A.CLAB.ADD30C.STAI31D.JMP21

19.设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式(含一位符号位)。对应于十进制数-27,

寄存器内为。

A.27HB.9BHC.E5HD.5AH

20.某存储器芯片的存储容量为8KX12位，则它的地址线为o

A.11B.12C.13D.14

二.填空题(每空1分，共20分)

1.计算机软件一般分为两大类：一类叫A.另一类叫B.____o操作系统属

于C.类。

2.一位十进制数，用BCD码表示需A.位二进制码，用ASCII码表示需

B.位二进制码。

3.主存储器容量通常以KB表示，其中K=A.;硬盘容量通常以GB表示，其中

G=B.o

4.RISC的中文含义是A.,CISC的中文含义是B.o

5.主存储器的性能指标主要是存储容量、A.、氏和C.。

6.由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在A.和B.两方面进行扩

充才能满足实际需求。

7.指令寻址的基本方式有两种，A.―方式和B.____方式。

8.存储器和CPU连接时，要完成A.的连接；B.的连接和C.的连

接，方能正常工作。

9.操作控制器的功能是根据指令操作码和A.___,产生各种操作控制信号，从而

完成B._____和执行指令的控制。

三.简答题(每题5分，共20分)

1.指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数

据。

2.什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？

3.简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点。

4.在寄存器一寄存器型，寄存器一存储器型和存储器一存储器型三类指令中，哪类

指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？

四.应用题(每题5分，共40分)

1.求十进制数T13的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示(用8位二进制表

示，并设最高位为符号位，真值为7位。

2.某机指令格式如图所示：

0PXD

15109870

图中X为寻址特征位，且X=0时，不变址：X=1时，用变址寄存器h进行变址；

X=2时，用变址寄存器X?进行变址；X=3时，相对寻址。设(PC)=123411,(X,)

=003711,

(XD=1122H,请确定下列指令的有效地址(均用十六进制表示，H表示十六进制)

(D4420H(2)2244H(3)1322H(4)3521H(5)6723H

3.将十进制数354£转换成二进制数、八进制数、十六进制数和BCD数。

4.浮点数格式如下：1位阶符，6位阶码，1位数符，8位尾数，请写出浮点数所能表

示的范围(只考虑正数值)。

5.现有一64Kx2位的存储器芯片，欲设计具有同样存储容量的存储器，应如何安排

地址线和数据线引脚的数目，使两者之和最小。并说明有几种解答。

6.异步通信方式传送ASCH码，数据位8位，奇校验1位，停止位1位。计算当波

特率为4800时，字符传送的速率是多少？每个数据位的时间长度是多少？数据位

的传送速率是多少？

7.已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，采用4KX4位的SRAM

芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条形式，问：

(1)若每个模块条为32Kx8位，共需几个模块条？

(2)每个模块条内有多少片RAM芯片？

(3)主存共需多少RAM芯片？CPU需使用几根地址线来选择各模块？使用

何种译码器？

8.画出中断处理过程流程图。

期末试卷二答案

一.选择题：

l.C2.C3.B4.A5.D6.C7.B

8.B9.B10.All.A12.B13.C14.B

15.A16.A17.B18.CI9,C20C

二.填空题：

1.A.系统软件B.应用软件C.系统软件

2.A.4B.7

3.A.2'°B.230

4.A.精简指令系统计算机B.复杂指令系统计算机

5.A.存取时间B.存储周期C.存储器带宽

6.A.字向B.位向

7.A.顺序寻址方式B.跳跃寻址方式

8.A.地址线B.数据线C.控制线

9.A.时序信号B.取指令

三.简答题：

1.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，从内存读出的指令流流向控制器(指令寄存器)。从内存读出的数据

流流向运算器(通用寄存器)。

2.指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的

全部时间。机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基

准时间，通常等于取指时间(或访存时间)。时钟周期是时钟频率的倒数，也可

称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器

周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。

3.(1)外设发出DMA请求；

(2)CPU响应请求，DMA控制器从CPU接管总线的控制；

(3)由DMA控制器执行数据传送操作；

(4)向CPU报告DMA操作结束。

主要优点是数据数据速度快

4.寄存器-寄存器型执行速度最快,存储器-存储器型执行速度最慢。因为前者操作

数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访

问一次寄存器所需时间长。

四.应用题

1.原码11110001

反码10001110

补码10001111

移码00001111

2.(1)0020H(2)1166H(3)1256H(4)0058H(5)1257H

3.(1)(354矍)io=(162.A),6

(2)(354导)io=(101100010.1010)2

(3)(354导)10=(542.5)8

(4)(354-1-)io=(001101010100.011000100101)BCD

4.最小值00000001

最大值2”""x0.11111111

5.设地址线x根，数据线y根，则

2x-y=64Kx2

若y=lx=17

y=2x=16

y=4x=15

y=8x=14

因此，当数据线为1或2时，引脚之和为18

共有2种解答

6.每个字符格式包含十个位，因此字符传送速率

4800波特/10=480字符/秒

每个数据位时间长度T=l/4800=0.208ms

数据位传送速率8x480=3840位/秒

10

7.(2x8)/(32kx8)=8,故需8个模块

(32kx8)/(4kx4)=16,故需16片芯片

共需8x16=128片芯片

为了选择各模块，需使用3:8译码器

即3根地址线选择模条。

8.中断处理过程流程图如图C2.1所示。

中

断

周

期

转移到中断服务子程序

不

中保存CPU现场

断

服设备服务

务

子

恢复CPU现场

程

序

I开中断，即“中断屏蔽”复位

图C2.1

期末试卷三

.选择题（每小题1分，共20分）

1.完整的计算机系统应包括。

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.配套的硬件设备和软件系统

2.下列数中最小的数为o

A.(101001)2B.(52)8

C.(101001)BCDD.(233)16

3.设X=-Q1011,则(X)补为o

A.1.1011B.1.0100

C.1.0101D.1.1001

4.机器数中，零的表示形式是唯一的。

A.原码B.补码

C.移码D.反码

5.在计算机中，普遍采用的字符编码是。

A.BCD码B.16进制

C.格雷码D.ASCII码

6.运算器的主要功能是进行。

A.逻辑运算B.算术运算

C.逻辑运算和算术运算D.只作加法

7,存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来。

A,存放数据B.存放程序

C.存放数据和程序D.存放微程序

8.某计算机的字长16位，它的存储容量是64KB,若按字编址,那么它的寻址范围是

A.64KB.32K

C.64KBD.32KB

9.用32位字长(其中1位符号位)表示定点小数时，所能表示的数值范围是

A.0<|N|<1-2MB.0<IN|<1-231

C,0<|N|<1-230D,0<|N|<1-229

10.用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为寻址。

A.直接B.间接

C.寄存器直接D.寄存器间接

11.程序控制类指令的功能是。

A.进行算术运算和逻辑运算

B.进行主存和CPU之间的数据传送

C.进行CPU和I/O设备之间的数据传送

D.改变程序执行的顺序

12.中央处理器(CPU)是指o

A.运算器

B.控制器

C.运算器、控制器和cache

D.运算器、控制器和主存储器

13.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.提高了信息传输的速度

C.减少了信息传输线的条数

14.在集中式总线仲裁中,方式对电路故障最敏感。

A.链式查询B.计数器定时查询

C.独立请求

15.在微型机系统中,外围设备通过与主板的系统总线相连接。

A.适配器B.设备控制器

C.计数器D.寄存器

16.3.5英寸软盘记录方式采用«

A.单面双密度B.双面双密度

C.双面高密度D.双面单密度

17.为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方式是采用o

A.通用寄存器B.堆栈

C.存储器D.外存

18.周期挪用方式多用于方式的输入输出中。

A.DMAB.中断

C.程序传送D.通道

19.M0型光盘和PC型光盘都是型光盘。

A.只读B.一次C.重写

20.并行I/O标准接口SCSI中，一个主适配器可以连接台具有SCSI接口的设备。

A.6B.7〜15C.8D.10

二.填空题（每小题1分，共20分）

1.存储A.并按B.顺序执行,这是冯•诺依曼型计算机的工作原理。

2.计算机的A.是计算机B.结构的重要组成部分，也是计算机不同于一般电

子设备的本质所在。

3.一个定点数由A.和B.两部分组成。

4.CPU能直接访问A.和B.，但不能直接访问磁盘和光盘。

5.指令格式是指令用A.表示的结构形式,通常格式中由操作码字段和B.字

段组成。

6.主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、A.和B.。

7.RISC机器一定是A.CPU,但后者不一定是RISC机器，奔腾机属于B.机

器。

8.计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用：A.传

送、B.传送和C.传送。

9.软磁盘和硬磁盘的A.记录方式基本相同，但在B.和C.上存在较

大差别。

三.简答题（每小题5分，共20分）

1.说明计数器定时查询工作原理。

2.什么是刷新存储器？其存储容量与什么因素有关？

3.外围设备的I/O控制方式分哪儿类？各具什么特点？

4.什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？

四.应用题（每小题5分，共40分）

1.已知：X=0.1011,Y=-0.0101,求［X/2L,［X/4］补［―X"”［Y/2］加［Y/4］扑，［―Y］*

2.机器数字长8位（含1位符号位），若机器数为81（十六进制），当它分别表示原码、

补码、反码和移码时，等价的十进制数分别是多少？

3.用16Kxi6位的SRAM芯片构成64Kx32位的存储器。要求画出该存储器的组成逻辑

框图。

4.指令格式如下所示，其中0P为操作码，试分析指令格式特点:

15107-430

OP源寄存器目标寄存器

5.CPU结构如图所示，其中一个累加寄存器AC,一个状态条件寄存器和其它四个寄存

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)数据在运算器和生存之间进行存/取访问的数据通路。

图C3.1

6.总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段？若采用同步定时协议，画出读数据的

同步时序图。

7.举出三种中断向量产生的方法。

8.CD-ROM光盘的外缘有5mm的范围因记录数据困难，一般不使用，故标准的播放时

间为60分钟。请计算模式2情况下光盘存储容量是多少？

期末试卷三答案

一.选择题

1.D2.C3.C4.B、C5.D6.C7.C

8.B9.B10.C11.D12.C13.C14.A

15.A16.C17.B18.A19.C20.B

二.填空题

1.A.程序B.地址

2.A.软件B.系统

3.A.符号位B.数值域

4.A.cacheB.主存

5.A.二进制代码B.地址码

6.A.存储周期B.存储器带宽

7.A.流水B.CISC

8.A.并行B.串行C.复用

9.A.存储原理B.结构C.性能

三.简答题

1.计数器定时查询方式工作原理：总线上的任一设备要求使用总线时，通过BR线发出总

线请求。总线控制器接到请求信号以后，在BS线为“0”的情况下让计数器开始计数，计

数值通过一组地址线发向各设备。每个设备接口都有一个设备地址判别电路，当地址线上

的计数值与请求总线的设备相一致时，该设备置“1"BS线，获得总线使用权，此时中止

计数查询。

2.为了不断提供刷新图像的信号，必须把•帧图像信息存储在刷新存储器，也叫视频存储

器。其存储容量由图像灰度级决定。分辨率越高，灰度级越多，刷新存储器容量越大。

3.外围设备的I/O控制方式分类及特点：

(1)程序查询方式：CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而旦硬件结构比较简单

(2)程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省

了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。

(3)直接内存访问(DMA)方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的

限制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。

(4)通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高

了CPU的工作效率。

(5)外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近

一般处理机。

4.指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，

CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期(也称为节拍脉冲或T

周期)。

四.应用题

1.解：[X]>=0.1011[X/2]>=0.01011[X/4]fh=0.001011[-X]^=1.0101

[Y]=1.1011[Y/2]?|.=1.11011[Y/4]?t.=1.111011[-Yjfr=0.0101

2.原码：-1,补码：-127,反码：-126,移码：+lo

3.所需芯片总数(64KX32)+(16KX16)=8片因此存储器可分为4个模块，每个模

块16Kx32位，各模块通过A15、A14进行2：4译码

图C3.2

4.解（1）操作数字段0P可以指定64种基本操作

（2）单字长（16位）二地址指令

（3）源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器（各指定16个），所以是RR型指令，

两个操作数均在通用寄存器中

（4）这种指令结构常用于算术/逻辑运算类运算指令，执行速度最快。

5.答（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）PC-AR一主存一缓冲寄存器DR-指令寄存器IR一操作控制器

（3）存储器读：MfDRfALU-AC存储器写：AC-DR-M

6.分五个阶段：总线请求，总线仲裁，寻址（目的地址），信息传送，状态返回（或错误

报告）。

时序图：

-

总线时钟—TLJLTLT^

启动信号I________

读命令I________

地址线—〈地址）---------------------------

数据线-----------------------《数据）—

认可----------------------j

图C3.3

7.（1）由编码电路实现，直接产生。

（2）由硬件产生一个“位移量”，再加上CPU某寄存器里存放的基地址

（3）向量地址转移法：由优先级编码电路产生对应的固定地址码，其地址中存放的是转

移指令，通过转移指令可以转入设备各自的中断服务程序入口。

8.解：扇区总数-60X60X75=270000

模式2存放声音、图像等多媒体数据，其存储容量为

270000X2336/1024/1024=601MB

期末试卷四

一、填空题，每空一分，本题共15分

1.若仅卜卜=11101100（单符号位），则[x/2卜尸___________,[x],卜的模为»

2.动态存储器的刷新是按（填行或列）进行；若存储单体的容量为64K,采用双

译码且地址线平均送到两个译码器中，则刷新地址计数器的模为。

3.设指令中形式地址为D,基址寄存器为BX,则基址寻址方式时，有效地址

E=o

4.若被传送的数据为11011011,假设采用偶校验技术，则校验位C=。

5.“地址线单双向传输”这句话描述了总线的特性。

6.冯偌依曼计算机的基本原理包括和o

7.磁盘的平均存取时间由_________时间和平均等待时间组成，对于7200转的磁盘而言,

其平均等到时间约为ms（取整数）。

8、在微指令格式设计过程中，有8个互斥型的微命令被分配到一组，当该组采用编码方法

表示时，微指令格式的相关字段至少需要位。

9.设计一个64位全并行的ALU需要片先行进位部件74182o

10.片选信号为101时，选定一个128Kx8位的存储芯片，则该芯片的所在存储单元空间

的首地址为—，末地址为—o

二、名词解释，每题2分，共10分

1、中断

2、组相联映射

3、指令系统

4、规格化

5、水平型微指令

三、简答与论述题，本题共34分

1.简要说明采用层次结构存储系统的目的和原理；目前存储系统分哪几个层次?

它们在存储系统中所起的作用分别是什么?（8分）

2.什么是总线？总线的仲裁方式解决什么问题？简述常见的控制方式及其特点。

（8分）

3.什么是寻址方式？计算机系统为什么需要采用多种寻址方式？画出间接寻址

方式的寻址示意图。（8分）

4.简述微程序控制器的设计思想。（10分）

四、判断正误并改正你认为错误的命题（只能修改画线部分）（1*5=5分）

1、Cache对系统程序员透明（）

2、浮点数的精确度由阶码的位数决定（）

3、控存中存放解释指令执行的微程序和数据（）

4、指令操作码字段的位数决定了指令系统中指令的数量（）

5、多操作数指令可以是单字长指令)

五、计算题，本题共21分

1、设X=27X（29/32）,Y=25x（5/8）,阶码为3位，尾数为5位（均不包含符

号位），用变形补码计算X+Y,要求按照计算机中浮点数的运算方法写出详细运

算步骤。（8分）

2、设x=-0.01011,y=0.01011,用变形补码计算2x-y（5分）

3、已知X=+0.1101Y=+0.1011用补码一位乘法求XxY,要求写出详细过程

（8分）

六、已知CPU结构如下图所示，其中包括一个累加器AC、一个状态寄存器和其他几个寄存

器。各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传递方向。试完成以下工作：①写出

图中四个寄存器A、B、C、D的名称和作用；②简述完成指令ADDY的数据通路（Y为存储

单元地址,本指令功能为（AC）+（Y）f（AC）.（15分）

期末试卷四答案

一、填空（每空1分，共15分）

（数据部分按照参考答案,文字部分意思符合即可）

I）1111011（）,282）行，283）（BX）+D4）.05.功能和电气

6）存储程序，程序控制7）寻道,48）49）.510）.0A000H,0BFFFFH

二、名词解释（每小题2分，共10分）

（评分要求：按照与所给参考答案的符合度给分）

1、中断

是一种I/O方式,是指发生外部或异常时间后,暂时停止CPU执行的程序,并在保护断点后执

行处理外部或异常时间的程序,并在该程序执行完毕后又返回被终止的程序的过程.

2、组相联映射

是一种主存与CACHE之间数据映射的方法,该方法中主存和CACHE都分组,且CHACHE组内还

分行,映射时,数据块所在主存的组和CHACHE的组之间按照直接映射方式进行,CACHE的组

确定后,主存的该数据块则可以被映射到在该组的任意行.

3、指令系统

任何计算机所包含的全部指令的集合.指令系统与计算机的硬件结构和性能紧密相关.

4、规格化

就是对浮点数尾数进行处理的一种方法,该方法规定，当浮点数的尾数双符号位与最高数据

位不一致时候,采用左移或右移尾数，同时同步增大或减少阶码,直到将浮点数的尾数双符号

位变化成最高数据位一致.

5、水平型微指令

一次能定义并执行多个微操作的微指令称为水平型微指令，一般有操作控制字段、判别测试

字段和直接地址字段三部分组成，相对于垂直型微指令而言具有灵活、并行操作能力强等

优点。

三、简答与论述题

L要点：

1）目的:满足执行程序对高速度、大容量存储空间的需要（2分）

2）原理：局部性原理（2分）

3）目前分成CHCHE--主存一辅存三个层次（2分）

其中前者解决主存速度慢的问题，后者解决主存容量小的不足.（各1分，共2分）

2.要点：

1）总线是计算机各大部件之间的连接线，分为数据总线、地址总线利控制总线三类.（1分）

2）总线的仲裁解决多部件争用总线的问题（1分）

3）常见的仲裁方式包括：串行连接查询、计数器定时查询和独立请求三种方式，（3分）

特点分别为系统容易扩展，但速度慢、优先级固定、单点故障明显；优先级灵活，没有

单点故障，但速度慢；优先级灵活、响应速度快，没有单点故障。（3分）

3.要点：

1）寻找操作数据或指令地址的方法.（1分）

2）多种寻址方式的目标是为了解决指令中操作数字段位数不够,从而限制了寻址范围和

操作数大小,另外，设置多种寻址方式也为程序设计提供了一定的灵活性.（4分）

3）间接寻址图（3分）

4.要点:

在分析特定CPU结构和相关硬件环境的基础上（这句话很重要,2分），仿照程序设计的方

法，画出在特定硬件环境下每条指令的指令周期流程图（2分），把完成每条指令所需要的操

作控制信号进行优化和时间同步编写成微指令，然后存放到一个只读存储器（控存）中（3

分）。每条机器指令对应一段微程序，当机器执行程序时依次读出每条指令所对应的微指令,

执行每条微指令中规定的微操作,从而完成指令的功能,重复这一过程,直到该程序的所有指

令完成（2分）.

微程序控制器的设计采用了存储技术和程序设计技术，使复杂的控制逻辑得到简化，从

而推动了微程序控制器的广泛应用.（1分）

四、判断正误，（对错误命题只判断不改正或改正不正确均不得分

每小题1分，共5分）

1、7

2、X修改成：

浮点数的精确度由尾数的位数决定

或：浮点数的范围由阶码的位数决定

3,x修改成：

控存中存放解释指令执行的微程序

4、T

5、7

五、计算题（本题三道小题，共21分）

1•要点：

1）设阶码和尾数均采用双符号位表示,则

[X]tt-0011100.11101[Y]朴=0010100.101（1分）

2）求出阶差：

AE=[X]fW+卜丫]阶唳00111+11011=00010,阶差为2，移动Y的尾数与X对齐

[Y]外=0011100.00101（1分）

3）求出尾数和00.11101+00.00101=01.00010（2分）

4）规格化并判断结果溢出

因为尾数运算的双符号位不同，因此,需要对结果进行左