计算机组成原理模拟题及答案

计算机组成原理试一一、选择题共20分,每题1分1．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址,它的操作数来自___C___;A．立即数和栈顶；B．暂存器；C．栈顶和次栈顶；D．累加器;2．___C___可区分存储单元中存放的是指令还是数据;A．存储器；B．运算器；C．控制器；D．用户;3．所谓三总线结构的计算机是指_____B_;A．地址线、数据线和控制线三组传输线;B．I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线；C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线；D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．;4．某计算机字长是32位,它的存储容量是256KB,按字编址,它的寻址范围是__B____;A．128K；B．64K；C．64KB；D．128KB;5．主机与设备传送数据时,采用______,主机与设备是串行工作的;A．程序查询方式；B．中断方式；C．DMA方式；D．通道;6．在整数定点机中,下述第__B____种说法是正确的;A．原码和反码不能表示-1,补码可以表示-1；B．三种机器数均可表示-1；C．三种机器数均可表示-1,且三种机器数的表示范围相同；D．三种机器数均不可表示-1;7．变址寻址方式中,操作数的有效地址是__C____;A．基址寄存器内容加上形式地址位移量；B．程序计数器内容加上形式地址；C．变址寄存器内容加上形式地址；D．以上都不对;8．向量中断是__C____;A．外设提出中断；B．由硬件形成中断服务程序入口地址；C．由硬件形成向量地址,再由向量地址找到中断服务程序入口地址D．以上都不对;9．一个节拍信号的宽度是指__C____;A．指令周期；B．机器周期；C．时钟周期；D．存储周期;10．将微程序存储在EPROM中的控制器是___静态微程序___控制器;A．静态微程序；B．毫微程序；C．动态微程序；D．微程序;11．隐指令是指___D___;A．操作数隐含在操作码中的指令；B．在一个机器周期里完成全部操作的指令；C．指令系统中已有的指令；D．指令系统中没有的指令;12．当用一个16位的二进制数表示浮点数时,下列中第_____种最好;A．阶码取4位含阶符1位,尾数取12位含数符1位；B．阶码取5位含阶符1位,尾数取11位含数符1位；C．阶码取8位含阶符1位,尾数取8位含数符1位；D．阶码取6位含阶符1位,尾数取12位含数符1位;13．DMA方式______;A．既然能用于高速外围设备的信息传送,也就能代替中断方式；B．不能取代中断方式；C．也能向CPU请求中断处理数据传送；D．内无中断机制;14．在中断周期中,由______将允许中断触发器置“0”;A．关中断指令；B．机器指令；C．开中断指令；D．中断隐指令;15．在单总线结构的CPU中,连接在总线上的多个部件______;A．某一时刻只有一个可以向总线发送数据,并且只有一个可以从总线接收数据；B．某一时刻只有一个可以向总线发送数据,但可以有多个同时从总线接收数据；C．可以有多个同时向总线发送数据,并且可以有多个同时从总线接收数据；D．可以有多个同时向总线发送数据,但可以有一个同时从总线接收数据;16．三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；D．以上都不对;17．一个16K×8位的存储器,其地址线和数据线的总和是______;A．48；B．46；C．17；D．22．18．在间址周期中,______;A．所有指令的间址操作都是相同的；B．凡是存储器间接寻址的指令,它们的操作都是相同的；C．对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令,它们的操作是不同的；D．以上都不对;19．下述说法中______是正确的;A．EPROM是可改写的,因而也是随机存储器的一种；B．EPROM是可改写的,但它不能用作为随机存储器用；C．EPROM只能改写一次,故不能作为随机存储器用；D．EPROM是可改写的,但它能用作为随机存储器用;20．打印机的分类很多,若按能否打印汉字来区分,可分为______;A．并行式打印机和串行式打印机；B．击打式打印机和非击打式打印机；C．点阵式打印机和活字式打印机；D．激光打印机和喷墨打印机;二、填空共20分,每空1分1．设浮点数阶码为8位含1位阶符,尾数为24位含1位数符,则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为,最小正数为,最大负数为,最小负数为;2．指令寻址的基本方式有两种,一种是寻址方式,其指令地址由给出,另一种是寻址方式,其指令地址由给出;3．在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中,假设四个过程段的时间分别是T1=60ns﹑T2=50ns﹑T3=90ns﹑T4=80ns;则加法器流水线的时钟周期至少为;如果采用同样的逻辑电路,但不是流水线方式,则浮点加法所需的时间为;4．一个浮点数,当其尾数右移时,欲使其值不变,阶码必须;尾数右移1位,阶码;5．存储器由mm＝1,2,4,8…个模块组成,每个模块有自己的和寄存器,若存储器采用编址,存储器带宽可增加到原来的________倍;6．按序写出多重中断的中断服务程序包括、、、和中断返回几部分;三、名词解释共10分,每题2分1．微操作命令和微操作2．快速缓冲存储器3．基址寻址4．流水线中的多发技术5．指令字长四、计算题5分设机器数字长为8位含1位符号位,设A＝,B＝,计算AB补,并还原成真值;五、简答题共20分1．异步通信与同步通信的主要区别是什么,说明通信双方如何联络;4分2．为什么外围设备要通过接口与CPU相连接口有哪些功能6分六、问答题共15分1．设CPU中各部件及其相互连接关系如下图所示;图中W是写控制标志,R是读控制标志,R1和R2是暂存器;8分1假设要求在取指周期由ALU完成PC+1→PC的操作即ALU可以对它的一个源操作数完成加1的运算;要求以最少的节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排;2写出指令ADDα为立即寻址特征,隐含的操作数在ACC中在执行阶段所需的微操作命令及节拍安排;2．DMA接口主要由哪些部件组成在数据交换过程中它应完成哪些功能画出DMA工作过程的流程图不包括预处理和后处理七、题10分设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用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;现有下列芯片及各种门电路门电路自定,如图所示;画出CPU与存储器的连接图,要求：1存储芯片地址空间分配为：最大4K地址空间为系统程序区,相邻的4K地址空间为系统程序工作区,最小16K地址空间为用户程序区；2指出选用的存储芯片类型及数量；3详细画出片选逻辑;1主存地址空间分配：6000H～67FFH为系统程序区；6800H～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;计算机组成原理试题答案一一、选择题共20分,每题1分1．C2．C3．B4．B5．A6．B7．C8．C9．C10．A11．D12．B13．B14．D15．B16．A17．D18．C19．B20．C二、填空共20分,每空1分1．A．A．21271-2－23B．2－129C．2－128-2－1-2－23D．-21272．A．顺序B．程序计数器C．跳跃D．指令本身3．A．90nsB．280ns4．A．A．增加B．加15．A．地址B．数据C．模mD．m6．A．保护现场B．开中断C．设备服务D．恢复现场三、名词解释共10分,每题2分1．微操作命令和微操作答：微操作命令是控制完成微操作的命令；微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作;2．快速缓冲存储器答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度,在CPU和主存之间增设的高速存储器,它对用户是透明的;只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存,这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的,从而提高了访存速度;3．基址寻址答：基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容;4．流水线中的多发技术答：为了提高流水线的性能,设法在一个时钟周期机器主频的倒数内产生更多条指令的结果,这就是流水线中的多发技术;5．指令字长答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数;四、共5分计算题答：A+B补＝,A+B＝-17/64A-B补＝,A-B＝35/64五、简答题共20分1．4分答：同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟,总线上的所有设备按统一的时序,统一的传输周期进行信息传输,通信双方按约定好的时序联络;后者没有公共时钟,没有固定的传输周期,采用应答方式通信,具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种;不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系;其中全互锁通信可靠性最高;2．6分,每写出一种给1分,最多6分答：外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有：1一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号地址,通过接口可实现对设备的选择;2I/O设备种类繁多,速度不一,与CPU速度相差可能很大,通过接口可实现数据缓冲,达到速度匹配;3I/O设备可能串行传送数据,而CPU一般并行传送,通过接口可实现数据串并格式转换;4I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同,通过接口可实现电平转换;5CPU启动I/O设备工作,要向外设发各种控制信号,通过接口可传送控制命令;6I/O设备需将其工作状况“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等及时CPU,通过接口可监视设备的工作状态,并保存状态信息,供CPU查询;可见归纳起来,接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能包括缓冲、数据格式及电平的转换;4．5分答：根据IR和MDR均为16位,且采用单字长指令,得出指令字长16位;根据105种操作,取操作码7位;因允许直接寻址和间接寻址,且有变址寄存器和基址寄存器,因此取2位寻址特征,能反映四种寻址方式;最后得指令格式为：727OPMAD其中OP操作码,可完成105种操作；M寻址特征,可反映四种寻址方式；AD形式地址;这种格式指令可直接寻址27=128,一次间址的寻址范围是216=65536;双字长指令格式如下：727OPMAD1AD2其中OP、M的含义同上；AD1∥AD2为23位形式地址;这种格式指令可直接寻址的范围为223=8M;容量为8MB的存储器,MDR为16位,即对应4M×16位的存储器;可采用双字长指令,直接访问4M存储空间,此时MAR取22位；也可采用单字长指令,但RX和RB取22位,用变址或基址寻址访问4M存储空间;六、共15分问答题1．8分答：1由于PC+1→PC需由ALU完成,因此PC的值可作为ALU的一个源操作数,靠控制ALU做＋1运算得到PC+1,结果送至与ALU输出端相连的R2,然后再送至PC;此题的关键是要考虑总线冲突的问题,故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：T0PC→MAR,1→RT1MMAR→MDR,PC+1→R2T2MDR→IR,OPIR→微操作命令形成部件T3R2→PC2立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：T0AdIR→R1；立即数→R1T1R1+ACC→R2；ACC通过总线送ALUT2R2→ACC；结果→ACC2．7分答：DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构和DMA控制逻辑等组成;在数据交换过程中,DMA接口的功能有：1向CPU提出总线请求信号；2当CPU发出总线响应信号后,接管对总线的控制；3向存储器发地址信号并能自动修改地址指针；4向存储器发读/写等控制信号,进行数据传送；5修改字计数器,并根据传送字数,判断DMA传送是否结束；6发DMA结束信号,向CPU申请程序中断,报告一组数据传送完毕;DMA工作过程流程如图所示;七、设计题共10分答：1主存地址空间分配;2分A15…A11…A7……A0最大4K2K×8位ROM2片相邻4K4K×4位RAM2片最小16K8K×8位RAM2片2根据主存地址空间分配最大4K地址空间为系统程序区,选用2片2K×8位ROM芯片；1分相邻的4K地址空间为系统程序工作区,选用2片4K×4位RAM芯片；1分最小16K地址空间为用户程序区,选用2片8K×8位RAM芯片;1分3存储芯片的片选逻辑图5分计算机组成原理试题二一、选择题共20题,每题1分,共20分1.在下列机器数___B___中,零的表示形式是唯一的;A．原码B．补码C．反码D．原码和反码2.CRT的分辨率为1024×1024,颜色深度为8位,则刷新存储器的存储容量是___B___;A．2MBB．1MBC．8MBD．1024B3.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过___D___来实现;A．原码运算的二进制减法器B．补码运算的二进制减法器C．补码运算的十进制加法器D．补码运算的二进制加法器4.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___B___;A.隐含寻址B.立即寻址C.寄存器寻址D.直接寻址5.信息只用一条传输线,且采用脉冲传输的方式称为__A____;A.串行传输B.并行传输C.并串行传输D.分时传输6.和外存储器相比,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7.CPU响应中断的时间是___C___;A．中断源提出请求B．取指周期结束C．执行周期结束;8.EPROM是指___C___;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9.下列数中最小的数是__B____;A．11010012B．528C．1338D．301610.假定下列字符码中有奇偶校验位,但没有数据错误,采用偶校验的字符码是___D___;11.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,另一个数常需采用___C___;A.堆栈寻址方式B.立即寻址方式C.隐含寻址方式D.间接寻址方式12.用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为___C___寻址;A.直接B.间接C.寄存器直接D.寄存器间接13.中央处理器CPU包含_C_____;A．运算器B．控制器C．运算器、控制器和cacheD．运算器、控制器和主存储器14.在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是__B____;A．主存地址寄存器B．程序计数器C．指令寄存器D．状态条件寄存器15.在集中式总线仲裁中,__C____方式响应时间最快;A．链式查询B.计数器定时查询C.独立请求D.以上三种相同16.PCI总线的基本传输机制是__D____;A．串行传输B．并行传输C．DMA式传输D．猝发式传输17.中断向量地址是___B___;A．子程序入口地址B．中断服务子程序入口地址C．中断服务子程序出口地址D．中断返回地址18.CD-ROM是___C___型光盘;A．一次B．重写C．只读19.某计算机字长是16位,它的存储容量是1MB,按字编址,它的寻址范围是___A___;A．512KB．1MC．512KB20．一个16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是___B___;A．48B．46C．36二、填空题共7题,每空1分,共20分1.计算机系统是由______和软件两大部分组成,软件又分为_______和________;2.系统总线按传输信息的不同分为地址总线、________、_________三大类;3.四位二进制补码所能表示的十进制整数范围是______至______;4.半导体SRAM靠______存储信息,半导体DRAM靠______存储信息;5.动态RAM的刷新方式通常有_______、________、_______三种;6.完整的指令周期包括取指、______、______、_____四个子周期,影响指令流水线性能的三种相关分别是______相关、_______相关和控制相关;7.Cache和主存地址的映射方式有__________、__________、_________三种;三、简答题共2题,每题5分,共10分1．什么叫指令什么叫指令系统2.一次程序中断大致可分为哪几个阶段四、应用题共5题,每题10分,共50分1.设某机主频为8MHz,每个机器周期平均含2个时钟周期,每条指令平均有个机器周期,试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS若机器主频不变,但每个机器周期平均含4个时钟周期,每条指令平均有5个机器周期,则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS由此可得出什么结论2．设某机有四个中断源A、B、C、D,其硬件排队优先次序为A,B,C,D,现要求将中断处理次序改为D,A,C,B;1写出每个中断源对应的屏蔽字;2按下图时间轴给出的四个中断源的请求时刻,画出CPU执行程序的轨迹;设每个中断源的中断服务程序时间均为20s;3.设机器数字长为8位含一位符号位,若A=+15,B=+24,求A+B补和A-B补并还原成真值;4.某机字长16位,存储字长等于指令字长,若存储器直接寻址空间为128字,变址时的位移量为-64~+63,16个通用寄存器可作为变址寄存器;设计一套指令格式,满足下列寻址类型的要求;1直接寻址的二地址指令3条；2变址寻址的一地址指令6条；3寄存器寻址的二地址指令9条；4直接寻址的一地址指令13条;5．设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用-MREQ低电平有效作访存控制信号,R/-W作读写命令信号高电平为读,低电评为写;现有8片8KX8位的RAM芯片与CPU相连,试回答：1用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；2写出每片RAM的地址范围；3根据图1,若出现地址线A13与CPU断线,并搭接到高电平上,将出现什么后果计算机组成原理试题二答案一、选择题1.B2.B3.D4.B5.A6.C7.C8.C9.B10.D11.C12.C13.C14.B15.C16.D17.B18.C19.A20.B二、填空题1.硬件系统软件应用软件2数据地址控制3+15-164.触发器电容5集中分散异步6间址执行中断结构数据控制7直接映射全相连组相连三、简答题1指令是计算机执行某种操作的命令,也就是常说的机器指令;一台机器中所有机器指令的集合,称这台计算机的指令系统;2答：一次程序中断大致可分为五个阶段;中断请求1分中断判优1分中断响应1分中断服务1分中断返回1分四、应用题1解：先通过主频求出时钟周期,再求出机器周期和平均指令周期,最后通过平均指令周期的倒数求出平均指令执行速度;计算如下：时钟周期=1/8MHz=×10-6=125ns机器周期=125ns×2=250ns平均指令周期=250ns×=625ns平均指令执行速度=1/625ns=当参数改变后：机器周期=125ns×4=500ns=μs平均指令周期=μs×5=μs平均指令执行速度=1/μs=结论：两个主频相同的机器,执行速度不一定一样;21在中断处理次序改为D>A>C>B后,每个中断源新的屏蔽字如表所示;5分2根据新的处理次序,CPU执行程序的轨迹如图所示5分3解：∵A=+15=+0001111,B=+24=+0011000∴A补=0,0001111,B补=0,0011000,-B补=1,1101000则A-B补=A补+-B补=0,0001111+1,11010001,1110111∴A-B补=1,1110111故A-B=-0001001=-941地址指令格式为2分22分20~81918192~1638316384~2457524576~3276732768~4095940960~4915149152~5734357344~655353如果地址线A13与CPU断线,并搭接到高电平上,将会出现A13恒为“1”的情况;此时存储器只能寻址A13=1的地址空间,A13=0的另一半地址空间将永远访问不到;若对A13=0的地址空间进行访问,只能错误地访问到A13=1的对应空间中去;计算机组成原理试题三选择题每题1分,共20分1.我国在______年研制成功了第一台电子数字计算机,第一台晶体管数字计算机于______年完成;A．19461958B．19501968C．19581961D．195919652.Pentium微型计算机中乘除法部件位于______中;A．CPUB．接口C．控制器D．专用芯片3.没有外存储器的计算机初始引导程序可以放在______;A．RAMB．ROMC．RAM和ROMD．CPU4.下列数中最小的数是______;A．1010012B．528C．2B16D．44105.在机器数______中,零的表示形式是唯一的;A．原码B．补码C．移码D．反码6.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过______来实现;A．原码运算的二进制减法器B．补码运算的二进制减法器C．补码运算的十进制加法器D．补码运算的二进制加法器7.下列有关运算器的描述中______是正确的;A．只作算术运算,不作逻辑运算B．只作加法C．能暂时存放运算结果D．以上答案都不对8.某DRAM芯片,其存储容量为512K×8位,该芯片的地址线和数据线数目为______;A．8,512B．512,8C．18,8D;19,89.相联存储器是按______进行寻址的存储器;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10.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______;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指令译码难度11.堆栈寻址方式中,设A为累加寄存器,SP为堆栈指示器,Msp为SP指示器的栈顶单元,如果操作的动作是：A→Msp,SP－1→SP,那么出栈操作的动作为：A．Msp→A,SP+1→SPB.SP+1→SP,Msp→AC．SP－1→SP,Msp→AD.Msp→A,SP－1→SP12.在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是______;A．主存地址寄存器B．程序计数器C．指令寄存器D．状态条件寄存器13.描述多媒体CPU基本概念中正确表述的句子是______;多媒体CPU是带有MMX技术的处理器B．多媒体CPU是非流水线结构C．MMX指令集是一种单指令流单数据流的串行处理指令D．多媒体CPU一定是CISC机器14.描述Futurebus+总线中基本概念正确的表述是______;Futurebus+总线是一个高性能的同步总线标准基本上是一个同步数据定时协议它是一个与结构、处理器技术有关的开发标准数据线的规模不能动态可变15.在______的微型计算机系统中,外设可以和主存储器单元统一编址,因此可以不用I/O指令;A．单总线B．双总线C．三总线D．多总线16.用于笔记本电脑的大容量存储器是______;A．软磁盘B．硬磁盘C．固态盘D．磁带17.具有自同步能力的记录方式______;A．NRZ0B．NRZ1C．PMD．MFM18.______不是发生中断请求的条件;A．一条指令执行结束B．一次I/O操作结束C．机器内部发生故障D．一次DMA操作结束19.采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据就要用一个______;A．指令周期B．数据周期C．存储周期D．总线周期20.并行I/O标准接口SCSI中,一块主适配器可以连接______台具有SCSI接口的设备;A．6B．7～15C．8D．10填空题每空1分,共20分1.在计算机术语中,将和和在一起称为CPU,而将CPU和合在一起称为主机;2.计算机软件一般分为两大类：一类叫,另一类叫;操作系统属于类;3.主存储器容量通常以MB表示,其中M=,B=；硬盘容量通常以GB表示,其中G=C.______;4.CPU能直接访问和,但不能直接访问磁盘和光盘;5.指令字长度有、、三种形式;6.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传送、传送、传送;7.通道是一个特殊功能的,它有自己的专门负责数据输入输出的传输控制;8.并行I/O接口和串行I/O接口是目前两个最具有权威性的标准接口技术;简答题每题5分,共20分一个较完善的指令系统应包括哪几类什么是闪速存储器它有哪些特点比较水平微指令与垂直微指令的优缺点;CPU响应中断应具备哪些条件应用题每题5分,共20分已知：X=,Y=－,求X/2补,X/4补,－X补,Y/2补,Y/4补,－Y补;设机器字长为16位,定点表示时,尾数15位,阶符1位;1定点原码整数表示时,最大正数为多少最小负数为多少2定点原码小数表示时,最大正数为多少最小负数为多少x补+y补=x+y补求证：-y补=-y补有一个16K×16的存储器,由1K×4位的DRAM芯片构成问:1总共需要多少DRAM芯片2画出存储体的组成框图;中断接口中有哪些标志触发器功能是什么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;标明图中四个寄存器的名称;简述指令从主存取到控制器的数据通路;简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路;图何谓DMA方式DMA控制器可采用哪几种方式与CPU分时使用内存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1情况下光盘存储容量是多少计算机组成原理试题三答案选择题2.A3.B4.A5.B,C6.D7.D8.D9.C10.B11.B12.B13.A14.C15.A16.C,D17.C18.A19.C20.B二．填空题1.A.运算器B.控制器C.存储器2.A.系统程序B.应用程序C.系统程序3.位1个字节4.B.主存5.A.单字长B.半字长C.双字长6.A.并行B.串行C.复用7.A.处理器B.指令和程序8.三．简答题包括：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等;闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器;从原理上看,它属于ROM型存储器,但是它又可随机改写信息；从功能上看,它又相当于RAM,所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义;因而它是一种全新的存储器技术;闪速存储器的特点：1固有的非易失性2廉价的高密度3可直接执行4固态性能3.1水平型微指令并行操作能力强、效率高、灵活性强,垂直型微指令则较差;2水平型微指令执行一条指令的时间短,垂直型微指令执行时间长;3由水平型微指令解释指令的微程序,具有微指令字比较长,但微程序短的特点,而垂直型微指令正好相反;4水平型微指令用户难以掌握,而垂直型微指令与指令比较相似,相对来说比较容易掌握4.解：在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的;外设有中断请求时,中断请求触发器必须处于“1”状态,保持中断请求信号;外设接口中断允许触发器必须为“1”,这样才能把外设中断请求送至CPU;当上述三个条件具备时,CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断;四．应用题1.解：X补=X/2补=X/4补=－X补=Y补=Y/2补=Y/4补=－Y补=2.解：1定点原码整数表示时最大正数：215-110=3276710最小负数：-215-110=-32767102定点原码小数表示时最大正数：1-2-1510最小负数：-1-2-15103.证：因为x补+y补=x+y补令x=-y代入,则有-y补+y补=-y+y补=0补=0所以-y补=-y补4.解：1芯片1K×4位,片内地址线10位A9--A0,数据线4位;芯片总数16K×16/1K×4=64片2存储器容量为16K,故地址线总数为14位A13─A0,其中A13A12A11A10通过4：16译码器产生片选信号CS0─CS15;A9─A0CS154位CS1CS04位;;;;1K×41K×44位4位CS0CS1CS15D15—D0……4：16译码器A13A12A11A10图5.解：中断接口中有四个标志触发器：准备就绪的标志RD：一旦设备做好一次数据的接受或发送,便发出一个设备动作完毕信号,使RD标志置“1”;在中断方式中,该标志用作为中断源触发器,简称中断触发器;允许中断触发器EI：可以用程序指令来置位;EI为“1”时,某设备可以向CPU发出中断请求；EI为“0”时,不能向CPU发出中断请求,这意味着某中断源的中断请求被禁止;设置EI标志的目的,就是通过软件来控制是否允许某设备发出中断请求;中断请求触发器IR：它暂存中断请求线上由设备发出的中断请求信号;当IR标志为“1”时,表示设备发出了中断请求;中断屏蔽触发器IM：是CPU是否受理中断或批准中断的标志;IM标志为“0”时,CPU可以受理外界的中断请求,反之,IM标志为“1”时,CPU不受理外界的中断;6.解：1a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PC2PC→AR→主存→缓冲寄存器DR→指令寄存器IR→操作控制器3存储器读：M→DR→ALU→AC存储器写：AC→DR→M7.解：DMA直接内存访问方式是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式;DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制,数据交换不经过CPU而直接在内存和I/O设备间进行;8.解：扇区总数=60×60×75=270000模式1存放计算机程序和数据,其存储容量为270000×2048/1024/1024=527MB计算机组成原理试题四选择题每空1分,共20分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.实时控制目前的计算机,从原理上讲______;指令以二进制形式存放,数据以十进制形式存放指令以十进制形式存放,数据以二进制形式存放指令和数据都以二进制形式存放指令和数据都以十进制形式存放根据国标规定,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.四个字节下列数中最小的数为______;A.1010012B.528C.2B16D.4410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.存放程序和数据设X=—,则X补为______;下列数中最大的数是______;A2B.2278C.9616D.14310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______;位处理器位处理器C.准16位处理器位处理器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256K×8的存储器,其地址线和数据线总和为______;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→A,SP+1→SPB.SP+1→SP,MSP→AC.SP-1→SP,MSP→AD.MSP→A,SP-1→SP15.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;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中断方式一般适用于随机出现的服务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D.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;30I312119.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______;20.某存储器芯片的存储容量为8K×12位,则它的地址线为____;二.填空题每空1分,共20分计算机软件一般分为两大类：一类叫,另一类叫;操作系统属于类;一位十进制数,用BCD码表示需位二进制码,用ASCII码表示需位二进制码;主存储器容量通常以KB表示,其中K=;硬盘容量通常以GB表示,其中G=;RISC的中文含义是,CISC的中文含义是;主存储器的性能指标主要是存储容量、、和;由于存储器芯片的容量有限,所以往往需要在和两方面进行扩充才能满足实际需求;指令寻址的基本方式有两种,方式和方式;存储器和CPU连接时,要完成的连接；的连接和的连接,方能正常工作;操作控制器的功能是根据指令操作码和,产生各种操作控制信号,从而完成和执行指令的控制;三.简答题每题5分,共20分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;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简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点;在寄存器—寄存器型,寄存器—存储器型和存储器—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应用题每题5分,共40分求十进制数-113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;某机指令格式如图所示：OPXD15109870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X1进行变址；X=2时,用变址寄存器X2进行变址；X=3时,相对寻址;设PC=1234H,X1=0037H,X2=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14420H22244H31322H43521H56723H将十进制数354eq\o\s\do-4５,\s\do4８转换成二进制数、八进制数、十六进制数和BCD数;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;现有一64K×2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;异步通信方式传送ASCII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4K×4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：若每个模块条为32K×8位,共需几个模块条每个模块条内有多少片RAM芯片主存共需多少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画出中断处理过程流程图;计算机组成原理试题四答案选择题：20C二.填空题：A.系统软件B.应用软件C.系统软件2.3..精简指令系统计算机B.复杂指令系统计算机.存取时间B.存储周期C.存储器带宽.字向B.位向.顺序寻址方式B.跳跃寻址方式.地址线B.数据线C.控制线.时序信号B.取指令三.简答题：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;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;1外设发出DMA请求；2CPU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;应用题移码000011112.10020H21166H31256H40058H51257H3.1354eq\o\s\do-4５,\s\do4８10=162354eq\o\s\do-4５,\s\do4８23354eq\o\s\do-4５,\s\do4８10=84354eq\o\s\do-4５,\s\do4８4.最小值2-111111×最大值2111111×0.设地址线x根,数据线y根,则2x·y=64K×2若y=1x=17y=2x=16y=4x=15y=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=1/4800=数据位传送速率8×480=3840位/秒218×8/32k×8=8,故需8个模块32k×8/4k×4=16,故需16片芯片共需8×16=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所示;取指令执行指令否中断是响应中断关中断,即“中断屏蔽”置位中断转移到中断服务子程序周期保存CPU现场中设备服务断服恢复CPU现场务子程开中断,即“中断屏蔽”复位序图计算机组成原理试题五一、选择题每小题选出一个最合适的答案,每小题2分,共20分1、若十进制数为,则相应的二进制数是;ABCD2、若x反=,则x=ABCD3、某机器字长16位,含一位数符,用补码表示,则定点小数所能表示的最小正数是;A2-15B216C2-1D1-2-154、若采用双符号位补码运算,运算结果的符号位为10,则;A产生了负溢出下溢B产生了正溢出上溢C运算结果正确,为负数D运算结果正确,为正数5、在用比较法进行补码一位乘法时,若相邻两位乘数yiyi+1为01时,完成的操作是;A无B原部分积+X补,右移一位C原部分积+-X补,右移一位D原部分积+Y补,右移一位6、堆栈指针SP的内容是;A栈顶地址B栈底地址C栈顶内容D栈底内容7、在寄存器间接寻址方式中,操作数是从;A主存储器中读出B寄存器中读出C磁盘中读出DCPU中读出8、在微程序控制器中,一条机器指令的功能通常由;A一条微指令实现B一段微程序实现C一个指令码实现D一个条件码实现9、在串行传输时,被传输的数据A在发送设备和接受设备中都是进行串行到并行的变换B在发送设备和接受设备中都是进行并行到串行的变换C发送设备进行串行到并行的变换,在接受设备中都是进行并行到串行的变换D发送设备进行并行到串行的变换,在接受设备中都是进行串行到并行的变换10、系统总线是指;A运算器、控制器和寄存器之间的信息传送线B运算器、寄存器和主存之间的信息传送线C运算器、寄存器和外围设备之间的信息传送线DCPU、主存和外围设备之间的信息传送线二、名词解释每小题4分,共20分1．全相联映像2．指令系统3．指令周期、CPU周期4．向量中断5．微指令三、改错题在下列各小题的表述中均有错误,请改正;每小题3分,共12分1、在中央处理器中,运算器可以向控制器发出命令进行运算操作;2、在单处理机总线中,相对CPU而言,地址线和数据线一般都为双向信号线3、多重中断方式,是指CPU同时处理多个中断请求4、在“半互锁”异步通信方式中,“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到,而“请求”信号的撤消又导致“回答”信号的撤消四、简答题每小题5分,共15分1、某机指令字长12位,每个地址段3位,试提出一种字段分配方案,使该机指令系统能有6条三地址指令和8条二地址指令;2、分别用NRZ-1、PE及FE制记录方式记录数据序列11001,画出写电流波形;3、简述通道控制方式和DMA方式的异同;五、计算题10分用补码加减交替一位除法进行6÷2运算,要求写出运算过程和运算结果六、设计题第一小题12分,第二小题11分,共23分1、CPU结构如下图所示,其中有一个累加寄存器AC、一个状态条件寄存器和其他4个寄存器,各部件之间的连线表示数据通路,箭头表示信息传送方向;1标明4个寄存器的名称;2简述指令从主存取出送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2、用2K4位/片的RAM存储器芯片设计一个8KB的存储器,设CPU的地址总线为A12~A0低,数据总线为D7~D0低,由线控制读写;1该存储器需要多少片2K4位/片的存储器芯片;2请设计并画出该存储器的逻辑图;计算机组成原理试题五答案一、选择题每小题选出一个最合适的答案,每小题2分,共20分1、D2、B3、A4、A5、B6、A7、B8、B9、D10、D二、名词解释每小题4分,共20分1．全相联映像：就是让主存中的任何一个块均可以映像装入到Cache中任何一个块的位置上;2．指令系统：是指一台计算机的所有指令的集合;3．指令周期：是指从取指令、分析取数到执行完该指令所需的全部时间;CPU周期：也叫机器周期,通常把一个指令周期划分为若干个机器周期,每个机器周期完成一个基本操作;4．向量中断：是指那些中断服务程序的入口地址是由中断事件自己提供的中断;5．微指令：是指控制存储器中的一个单元的内容,即控制字,是若干个微命令的集合;三、改错题在下列各小题的表述中均有错误,请改正;每小题3分,共12分1、在中央处理器中,运算器可以向控制器发出命令进行运算操作;改为：在中央处理器中,控制器可以向运算器发出命令进行运算操作;2、在单处理机总线中,相对CPU而言,地址线和数据线一般都为双向信号线改为：在单处理机总线中,相对CPU而言,地址线为单向信号和数据线一般都为双向信号线3、多重中断方式,是指CPU同时处理多个中断请求改为：多重中断是指具有中断嵌套的功能,CPU在响应较低级别的中断请求时,如果有更高级别的中断请求,CPU转去响应更高级别中断请求;4、在“半互锁”异步通信方式中,“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到,而“请求”信号的撤消又导致“回答”信号的撤消改为：在“半互锁”异步通信方式中,“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到,而“回答”信号的撤消由从设备自己决定;四、简答题每小题5分,共15分1．000XXXYYYZZZ;;;101XXXYYYZZZ110000YYYZZZ;;;110111YYYZZZ2．3．相同点：都是能在不需要CPU干预下实现外设和内存间的数据交换2分不同点：1DMA控制器是通过专门设计的硬件控制逻辑来实现对数据传递的控制,而通道具有自己的指令和程序,是一个有特殊功能的处理器2DMA仅能控制一台或几台同类设备,而通道能控制多台同类或不同类设备五、计算题10分解题要领：首先要转化为,然后进行列算式计算;没有转化,但会列算式,且最后结果正确给7分;六、设计题第一小题12分,第二小题11分,共23分1、1a为MDR,b为IR,c为MAR,d为PC2取指令的数据通路：PC→MAR→MM→MDR→IR3数据从主存取出的数据通路设数据地址为XX→MAR→MM→MDR→ALU→AC数据存入主存的数据通路设数据地址为YY→MAR,AC→MDR→MM2、每小题4分,共12分1共需8片5分2如下逻辑图6分