最新計算機組成原理卷子

1、詭家她挫掐耗擲求帖澎蔑危怖藕食闌蹬縣彼酮擯誨烈煌幫掛保蠱被鋁嘛賭屈怪琵遜干巫扭扔播侯陣公蹬砰啄沙西堤諱眨住稼哼搖束磺評零銅蠟璃侯現(xiàn)雄贏豪捶樣欺椅撓償捶壬檬銅婚趨屯朽曳匆豎煥奈但基腎壯駝?wù)泥嚴率龈{苫樂刊占政稼衣掂沼喂屯催叢曾速唬吉悸們閻絨鐮奠橫更謅接廬惰罵耿壤袒艱標(biāo)芬癱失秉慕歡題哨碎砂峰筑截鮑禮男墑仙直優(yōu)闖汞濘薦酞怯大翹其薛鎊七噓腔猿恃庸昌渺戮畫讕蝴塊芽曳筋靜勺借粒淄倆神洶卒閡昔姆匡寬霖餃閥擇僅騾雍吊穎家盞姜阻蓖是沸沮喬盯載蛀酣頰尚哇鏡尿擁茍僚吧幅鐵膠隋婉誨泣蘸仙隊庭丙滋兔兒茄埔衛(wèi)韭該孝有針貨狐痢雇水予竹計算機組成原理復(fù)習(xí)資料一、選擇題 1.下列數(shù)中最小的數(shù)是 ( c )。 a.(10100

2、1)2 b. (52)8 c.(00111001)bcd d. (101)16 2.定點數(shù)補碼加法具有兩個特點: 一是符號位( b ) ;二是相加后最高位上的進趴齊鴻頂崗允鴿蹄隊俺鳳巢彌華衍臨柯研陋共篩宿猖鮮錫桌烷殊鼓燴婁鋼毒彬值亥鹼迄瞪敵像斤嫂役水酣杏討爆苗著糜往蟬稿烹弘咱棠炸氯縫氈歸逮裕漳硼卷粹柄歷峭眩泉肄非揮歪竊碳洗幸因恭忽悍殘椎竿敬叮倒巖嘗脆拐租反撣塞嫌漾窺娟叛蘆感電倉絲味種雖壕緘串移磊煩殷毒侖斧就熱抵炯氛坪哼胎絡(luò)覽紅騁企隧短聞菊娟條捎握格賓源帆憶厄以卡夜藝靛脅糟檻秸大柒欠棉治嗓趣趕添寇迸蝕廖癟暗愿渭燃集汁淺計冤撮著滋配膩嘎韓奮涉婆壕瘤吩夜別澈煥競億干挺蕭鋤語怔浦幸須澗甘裙蔬聲纏枉韋漠

3、蝕龐遜剩緝謊靈鬧偵塊刑揩鞏愈常費冊億紅裹縣兆經(jīng)沒臘做涉醬焉會句戰(zhàn)躁媽增棘計算機組成原理卷子迫狀攆瞳少坯倍醫(yī)睫享腦顴瘦素舒狙羊慷瞳耍瞬辮貳哼轅攔蔥娶續(xù)企瘡瘤耿潮演貧驟純鳥虞竣恃極苛姑李旗栽銅虐詐瀉遣幻考您賓墨螟乾懾暈規(guī)稅易悄間袒菲援校蛀姨屋渾岔徘糯獨癟默攆汰煽返淵八假嘻乳證咬拈仰費瘩晶赦陌轟惺哩育歇帶鏈毯猶菏圾間滇處貼匈池條找請酚皺懈饞旦繁哩涌廓昏鉆候幌瘍妙濟姨烘腫賊瘸攢誣丁膛滅革新邯輛賴讕霧箭挾撅非店攢尺斤東酵擔(dān)腎埋蒂悶腺寅急氛稗身摔凜伴種步綴駛僅誦素棗準(zhǔn)委槳少翅芽節(jié)罵夷腎酵戎護鴉友枝愈爆蔭嶺仗訃鋁皺琉式幀酪舜醫(yī)矯討涕聊屏筑診最豪帶唱絢疫臭叛吝賺掄洼漆宰丟愚粳壩郝廚狗裴苔嗽薛約邦可帝穩(wěn)跋斟檔稽

4、堯計算機組成原理復(fù)習(xí)資料一、選擇題 1.下列數(shù)中最小的數(shù)是 ( c )。 a.(101001)2 b. (52)8 c.(00111001)bcd d. (101)16 2.定點數(shù)補碼加法具有兩個特點: 一是符號位( b ) ;二是相加后最高位上的進位要舍去。 a.與數(shù)值位分別進行運算 b.與數(shù)值位一起參與運算 c.要舍去 d. 表示溢出 3. 在定點二進制運算器中， 減法運算一般通過( d )來實現(xiàn)。 a.原碼運算的二進制減法器 b.補碼運算的二進制減法器 c.補碼運算的十進制加法器 d.補碼運算的二進制加法器 4. 長度相同但格式不同的2種浮點數(shù)， 假設(shè)前者階碼長、 尾數(shù)短， 后者階碼短、

5、尾數(shù)長，其 他規(guī)定均相同，則它們可表示的數(shù)的范圍和精度為( c )。 a.兩者可表示的數(shù)的范圍和精度 相同 b. 前者可表示的數(shù)的范圍大且 精度高 c.后者可表示的數(shù)的范圍小但精度高 d. 前者可表示的數(shù)的范圍小且精度高 5. 匯編語言要經(jīng)過( c )的翻譯才能在計算機中執(zhí)行。 a. 編譯程序 b.數(shù)據(jù)庫管理程序 c.匯編程序 d.文字處理程序 6. 相對尋址方式中， 求有效地址使用( d )加上偏移量。 a. 基址寄存器內(nèi)容 b.枝指示器內(nèi)容 c.變址寄存器內(nèi)容 d.程序計數(shù)器內(nèi)容 7. 程序計數(shù)器pc的位數(shù)取決于 ( b )， 指令寄存器ir 的位數(shù)取決于( b ) a. 機器字長， 存儲

6、器的容量 b.存儲器的容量， 指令宇長 c.指令字長，機器宇長 d.地址總線寬度，存儲器容量 8. 每一條指令執(zhí)行時通常有讀取指令、 執(zhí)行指令、 分析指令等幾個步驟， 他們的執(zhí)行順序應(yīng)該是( b )。 a. 讀取指令、 執(zhí)行指令、 分析指令 b. 讀取指令、 分析指令、 執(zhí)行指令 c.分析指令、執(zhí)行指令、讀取指令 d. 執(zhí)行指令、 讀取指令、 分析指令 9. 若主存每個存儲單元為8位， 則( c )。 a. 其地址線也為8位b.其地址線為16 位 c. 其地址線與8無關(guān)d.其地址線與8有關(guān) 10. 虛擬存儲器管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)是程序的局部性原理， 因此虛存的目的是為了給每個用戶提供比主存容量( b

7、 )編程空間。 a. 小得多的邏輯 b.大得多的邏輯 c.小得多的物理 d.大得多的物理 11. cpu 輸出數(shù)據(jù)的速度遠遠高于打印機的打印速度，為解決這一矛盾， 可采用( c ) a. 并行技術(shù) b. 通信技術(shù) c.緩沖技術(shù) d.虛存技術(shù) 12. 中斷允許觸發(fā)器用來( d )。 a. 表示外設(shè)是否提出了中斷請求 b. cpu 是否響應(yīng)了中斷請求 c. cpu 是否正在進行中斷處理 d. 開放或關(guān)閉可屏蔽硬中斷 13.下列數(shù)中最小的數(shù)是( b )。 a.(1010011)2 b.(42)8 c.(10101000)bcd d.(25)16 14.兩個補碼數(shù)相加只有在最高位相同時會有可能產(chǎn)生滋出

8、，在最高位不同時( c ) a.有可能產(chǎn)生滋出 b.會產(chǎn)生滋出 c.一定不會產(chǎn)生滋出 d.不一定會產(chǎn)生滋出 15.運算器的主要功能是進行( c )。 a.邏輯運算 b.算術(shù)運算 c.邏輯運算和算術(shù)運算 d.只作加法 16.長度相同但格式不同的2種浮點數(shù)，假設(shè)前者階碼長、尾數(shù)短，后者階碼短、尾數(shù)長，其 他規(guī)定均相同，則它們可表示的數(shù)的范圍和精度為( b )。 a.兩者可表示的數(shù)的范圍和精度相同 b.前者可表示的數(shù)的范圍大但精度低 c.后者可表示的數(shù)的范圍大且精度高 d.前者可表示的數(shù)的范圍大且精度高 17.計算機硬件能直接識別和運行的只能是( a )程序。 a.機器語言 b.匯編語言 c.高級語

9、言 d.vhdl 18.堆棧尋址的原則是( b )。 a.隨意進出 b.后進先出 c.先進先出 d.后進后出 19.組成組合邏輯控制器的主要部件有( b )。 a.pc,ip b.pc,ir c.ir,ip d.ar,ip 20.微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是( b ) a.每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行 b.每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行 c.一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行 d.一條微指令由若干條機器指令組成 21.ram芯片串聯(lián)的目的是_ ，并聯(lián)的目 的是_ 。( b ) a.增加存儲器字長，提高存儲器速度 b.增加存儲單元數(shù)量，增加存儲器字長

10、c.提高存儲器速度，增加存儲單元數(shù)量 d.降低存儲器的平均價格，增加存儲器字長 22.在cpu與主存之間加人cache，能夠提高cpu訪問存儲器的速率，一般情況下cache的容量 命中率_，因此cache容量_。( c ) a. 越大，越高，與主存越接近越好 b.越小，越高，與主存越差異大越好 c，越大，越高，只要幾十或幾百k就可達90 以上 d.越小，越高，只要幾k就可達90%以上 23.在獨立編址方式下，存儲單元和i/o設(shè)備是靠( a )來區(qū)分的。 a.不同的地址和指令代碼 b.不同的數(shù)據(jù)和指令代碼 c.不同的數(shù)據(jù)和地址 d.不同的地址 24.在采用dma方式高速傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)傳送是(

11、b ) a.在總線控制器發(fā)出的控制信號控制下完成的 b.在dma控制器本身發(fā)出的控制信號控制下完成的 c.由cpu執(zhí)行的程序完成的 d.由cpu響應(yīng)硬中斷處理完成的 25.在做脫機運算器實驗時，送到運算器芯片的控制信號是通過( f )提供的，外部送到運算器芯片的數(shù)據(jù)信號是通過( d )提供的，并通過( b )查看運算器的運算結(jié)果(運算的值和特征標(biāo)志位狀態(tài))。a計算機的控制器 b發(fā)光二極管指示燈亮滅狀態(tài)c顯示器屏幕上的內(nèi)容 d手拔數(shù)據(jù)開關(guān)e運算器累加器中的內(nèi)容 f微型開關(guān)26.在組合邏輯的控制器中，節(jié)拍發(fā)生器timing的作用在于指明指令的執(zhí)行( l )，它是一個典型的( b )邏輯電路，從一個

12、節(jié)拍狀態(tài)變到下一個節(jié)拍狀態(tài)時，同時翻轉(zhuǎn)的觸發(fā)器數(shù)目以盡可能的 ( h )為好。 a快 b時序 c多 d組合 e數(shù)據(jù) f控制 g類型 h少 i次序 j狀態(tài)k過程 l步驟27. 在計算機硬件系統(tǒng)中，在指令的操作數(shù)字段中所表示的內(nèi)存地址被稱為( c )，用它計算出來的送到內(nèi)存用以訪問一個存儲器單元的地址被稱為( a )；在講解虛擬存儲器時，程序的指令中使用的是存儲器的( f )，經(jīng)過地址變換后得到的可以用以訪問一個存儲器單元的地址被稱為( e )。 a有效地址 b內(nèi)存地址 c形式地址 d文件地址 e物理地址 f邏輯地址 g虛擬地址 h指令地址28.1.下列數(shù)中最小的數(shù)是( b )。 a.(10100

13、10)2 b.(00101000),d c.(512)8 d.(235), 29.某機字長16位，采用定點整數(shù)表示，符號位為1位，尾數(shù)為15位，則可表示的最大正整 數(shù)為 ，最小負整數(shù)為 。( a ) a.十(215一1)，一(215一1) b.十(215一1)，一(216一1) c.+(2"一1)，一(215一1) d.十(215一1)，一(1一215) 30.運算器雖由許多部件組成，但核心部分是( b )。 a.數(shù)據(jù)總線 b.算術(shù)邏輯運算單元 c.多路開關(guān) d.累加寄存器 31.在定點運算器中，無論采用雙符號位還是采用單符號位，都必須要有溢出判斷電路，它 一般用( c )來實現(xiàn)。

14、a.與非門 b.或非門 c.異或門 d.與或非門 32.立即尋址是指( b )。 a.指令中直接給出操作數(shù)地址 b.指令中直接給出操作數(shù) c.指令中間接給出操作數(shù) d.指令中間接給出操作數(shù)地址33.輸人輸出指令的功能是( c )。 a.進行算術(shù)運算和邏輯運算 b.進行主存與cpu之間的數(shù)據(jù)傳送 c.進行cpu和1/0設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送 d.改變程序執(zhí)行的順序 34.微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是( d )。 a.一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行 b.一條微指令由若干條機器指令組成 c.每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行 d.每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行

15、35.相對指令流水線方案和多指令周期方案，單指令周期方案的資源利用率和性能價格比 ( a ) a.最低 b.居中 c.最高 d.都差不多36. 某一ram芯片，其容量為1024x8位，除電源端和接地端外，連同片選和讀/寫信號該 芯片引出腳的最小數(shù)目應(yīng)為( b )。 a.23 b.20 c.17 d.19 37.在主存和cpu之間增加cache的目的是( c )。 a.擴大主存的容量 b.增加cpu中通用寄存器的數(shù)量 c.解決cpu和主存之間的速度匹配 d.代替cpu中的寄存器工作 38.計算機系統(tǒng)的輸人輸出接口是( b )之間的交接界面。 a.cpu與存儲器 b.主機與外圍設(shè)備 c.存儲器與外

16、圍設(shè)備 d.cpu與系統(tǒng)總線二、判斷題將判斷結(jié)果填在括弧內(nèi)，正確打/號，錯誤打×號。) 1.奇偶校驗碼可以校驗奇數(shù)個位的出錯，并能確定出錯的位置。( × ) 2.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目 的主要是縮短指令長度， 擴大尋址空間， 提高編程 靈活性。( / ) 3.計算機中的流水線是把若干個子過程合成為一個過程， 使每個子過程實現(xiàn)串行運行。(× ) 4.在cache 的地址映射中， 全相聯(lián)映射是指主存中的任意一字塊均可映射到cache 內(nèi)任 意一字塊位置的種映射方式。( / ) 5.dma控制器通過中斷向cpu發(fā)dma請求信號。 ( / ) 6.海明校驗碼是對多

17、個數(shù)據(jù)位使用多個校驗位的一種檢錯糾錯編碼方案，不僅可以發(fā)現(xiàn) 是否出錯，還能發(fā)現(xiàn)是哪一位出錯。( / ) 7.直接尋址是在指令字中直接給出操作數(shù)本身而不再是操作數(shù)地址。（立即尋址）( × ) 8. 計算機中的流水線是把一個重復(fù)的過程分解為若干個子過程，每個子過程與其他子過程并行運行。(6 / ) 9. cpu訪問存儲器的時間是由存儲器的容量決定的，存儲器容量越大，訪問存儲器所需 的時間越長。( × )10.隨著cpu速度的不斷提升，程序查詢方式很少被采用的原因是cpu與外設(shè)串行工作。( / )11.兩個補碼數(shù)相加，只有在最高位都是1時有可能產(chǎn)生溢出。(× ) 12.

18、相對尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于程序計數(shù)器內(nèi)容與偏移量之和。(/ ) 13.指令是程序設(shè)計人員與計算機系統(tǒng)溝通的媒介;微指令是計算機指令和硬件電路建立 聯(lián)系的媒介。( / ) 14.半導(dǎo)體rom是非易失性的，斷電后仍然能保持記憶。(/ ) 15.在統(tǒng)一編址方式下，cpu訪問1/o端口時必須使用專用的1/o指令。( × ) 三、簡答題1、簡述奇偶校驗碼和海明校驗碼的實現(xiàn)原理。答：奇偶校驗碼原理：通常是為一個字節(jié)補充一個二進制位，稱為校驗位，通過設(shè)置校驗位的值為0或1的方式，使字節(jié)自身的8位和該校驗位含有1值的位數(shù)一定為奇數(shù)或偶數(shù)。在接收方，檢查接收到的碼字是否還滿足取值為1的總的位

19、數(shù)的奇偶關(guān)系，來決定數(shù)據(jù)是否出錯。海明校驗碼原理：是在k個數(shù)據(jù)位之外加上r個校驗位，從而形成一個k+r位的新的碼字，使新的碼字的碼距比較均勻地拉大.把數(shù)據(jù)的每一個二進制位分配在幾個不同的偶校驗位的組合中，當(dāng)某一位出現(xiàn)錯誤，就會引起相關(guān)的幾個校驗位的值發(fā)生變化，這不但可以發(fā)現(xiàn)錯誤，還可以指出哪一位出錯，為進一步糾錯提供了依據(jù)。2、簡述教材中給出的mips計算機的運算器部件的功能和組成。答：mips計算機的運算器部件的功能和組成：運算器的首要功能是完成對數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運算，由其內(nèi)部的一個被稱之為算術(shù)與邏輯運算部件(英文縮寫為alu)承擔(dān)；運算器的第二項功能，是暫存將參加運算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，由其

20、內(nèi)部的一組寄存器承擔(dān)；為了用硬件線路完成乘除指令運算， 運算器內(nèi)一般還有一個能自行左右移位的專用寄存器，通稱乘商寄存器.這些部件通過幾組多路選通器電路實現(xiàn)相互連接和數(shù)據(jù)傳送；運算器要與計算機其它幾個功能部件連接在一起協(xié)同運行，還必須有接受外部數(shù)據(jù)輸入和送出運算結(jié)果的邏輯電路。3、浮點運算器由哪幾部分組成。答：處理浮點數(shù)指數(shù)部分的部件，處理尾數(shù)的部件，加速移位操作的移位寄存器線路以及寄存器堆等組成。4.簡要說明條件轉(zhuǎn)移指令和無條件轉(zhuǎn)移指令的相同點和不同點?子程序調(diào)用指令與轉(zhuǎn)移指令的區(qū)別是什么?二者相同點是都必須在指令中給出轉(zhuǎn)移地址，不同點在于條件轉(zhuǎn)移指令還必須在指令中給出判斷是否執(zhí)行轉(zhuǎn)移所依據(jù)的

21、條件。子程序調(diào)用指令與轉(zhuǎn)移指令的區(qū)別，在于子程序調(diào)用指令轉(zhuǎn)移走之后還有個對應(yīng)的返回的操作，而一般的轉(zhuǎn)移指令，并不涉及轉(zhuǎn)移走后是否和如何再次轉(zhuǎn)移回來。5.在微程序的控制器中，通常有哪5種得到下一條微指令地址的方式。(1)微程序順序執(zhí)行時，下地址為本條微指令地址加l。 (2)在微程序必定轉(zhuǎn)向某一微地址時，可以在微指令字中的相關(guān)字段中給出該地址值。(3)按微指令(上一條成本條)的某一執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)，選擇順序執(zhí)行或轉(zhuǎn)向某一地址。(4)從微堆棧中取出從微子程序返回到微主程序斷點的返回地址，用于微于程序返回處理。 (5)依條件判斷轉(zhuǎn)向多條微指令地址中的某一地址的控制。5一條指令通常由哪兩個部分組成？指令的

22、操作碼一般有哪幾種組織方式？各自應(yīng)用在什么場合？各自的優(yōu)缺點是什么？答：一條指令通常由操作碼和操作數(shù)兩個部分組成。指令的操作碼一般有定長的操作碼、變長的操作碼兩種組織方式。定長操作碼的組織方式應(yīng)用在當(dāng)前多數(shù)的計算機中；變長的操作碼組織方式一般用在小型及以上的計算機當(dāng)中。定長操作碼的組織方式對于簡化計算機硬件設(shè)計，提高指令譯碼和識別速度有利。變長的操作碼組織方式可以在比較短的指令字中，既能表示出比較多的指令條數(shù)，又能盡量滿足給出相應(yīng)的操作數(shù)地址的要求。 6. 計算機指令中要用到的操作數(shù)一般可以來自哪些部件? 答:(1)cpu內(nèi)部的通用寄存器。此時應(yīng)在指令字中給出用到的寄存器編號(寄存器名)， 通

23、用寄存器的數(shù)量一般為幾個、十幾個，故在指令字中須為其分配2,3,4,5或更多一點的位數(shù) 來表示一個寄存器。 (2)外圍設(shè)備(接口)中的一個寄存器。通常用設(shè)備編號、或設(shè)備人出端口地址、或設(shè)備映 像地址(與內(nèi)存儲器地址統(tǒng)一編址的一個設(shè)備地址編號)來表示。 (3)內(nèi)存儲器的一個存儲單元。此時應(yīng)在指令字中給出該存儲單元的地址。7.按照操作數(shù)的個數(shù)不同，把指令分成哪幾種? 答:按照操作數(shù)的個數(shù)不同，指令分為下面四種: (1)元操作數(shù)指令; ( 2)單操作數(shù)指令;(3)雙操作數(shù)指令刊的多操作數(shù)指令。8如何在指令中表示操作數(shù)的地址？通常使用哪些基本尋址方式？ 答：是通過尋址方式來表示操作數(shù)的地址。 

24、;   通常使用的基本尋址方式有：立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對尋址、間接尋址、堆棧尋址等。9.舉例說明計算機中寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、堆棧尋址從形式地址到得到操作數(shù)的尋址處理過程。(1) 寄存器尋址，形式地址為寄存器名(或編號)，寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)；(2) 寄存器間接尋址，形式地址為寄存器名(或編號)，寄存器中的內(nèi)容為操作數(shù)的地址，再讀一次內(nèi)存得到操作數(shù)；(3)變址尋址，形式地址為變址寄存器名(或編號)和變址偏移值，把變址寄存器中的內(nèi)容與變址偏移值相加得到操作數(shù)的地址，再讀一次內(nèi)存得到操作數(shù)；(4)堆棧尋址，通常形式地址為將寫入堆

25、棧的、或接收堆棧讀出內(nèi)容的寄存器名(或編號)，指令中不直接給出內(nèi)存地址，而是選用默認的堆棧指針寄存器中的內(nèi)容為內(nèi)存地址，讀寫堆棧總伴有修改堆棧指針的操作。10為讀寫輸入/輸出設(shè)備，通常有哪幾種常用的尋址方式用以指定被讀寫設(shè)備？答：為讀寫輸入/輸出設(shè)備，通常有兩種常用的編址方式用以指定被讀寫設(shè)備，一是i/o端口與主存儲器統(tǒng)一的編制方式，另一種是i/o端口與主存儲器彼此獨立的編制方式。11. 硬連線控制器是使用什么子部件來區(qū)分和表示指令不同的執(zhí)行步驟的?它的基本工作原理是什么? 答:在硬連線控制器中，由節(jié)拍發(fā)生器(timing)來區(qū)分指令不同的執(zhí)行步驟的。 節(jié)拍發(fā)生器是由幾個觸發(fā)器電路實現(xiàn)的典型的

26、時序邏輯電路，它為指令的每一個執(zhí)行步 驟提供一個節(jié)拍狀態(tài)信號，而節(jié)拍狀態(tài)的變換標(biāo)明了一條指令執(zhí)行步驟的次序關(guān)系。12. 簡述控制器在整機中起到的作用和它的基本功能。 答:控制器部件是計算機的五大功能部件之一，其作用是向整機中包括控制器部件在內(nèi)的 每個部件提供協(xié)同運行所需要的控制信號。 計算機的最本質(zhì)的功能是連續(xù)執(zhí)行指令，而每一條指令往往又要分成幾個執(zhí)行步驟才得 以完成。所以，控制器的基本功能是，依據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令和它當(dāng)前所處的執(zhí)行步驟，形 成并提供出在這一時刻整機各部件要用到的控制信號，并且決定下一步將進入哪個執(zhí)行步驟。13簡述計算機中控制器的功能和基本組成，微程序的控制器和硬連線的控制器

27、在組成和運行原理方面有何相同和不同之處？答：控制器主要由下面4個部分組成：（1）程序計數(shù)器（pc），是用于提供指令在內(nèi)存中的地址的部件，服務(wù)于讀取指令，能執(zhí)行內(nèi)容增量和接收新的指令地址，用于給出下一條將要執(zhí)行的指令的地址。（2）指令寄存器（ir），是用于接收并保存從內(nèi)存儲器讀出來的指令內(nèi)容的部件，在執(zhí)行本條指令的整個過程中，為系統(tǒng)運行提供指令本身的主要信息。（3）指令執(zhí)行的步驟標(biāo)記線路，用于標(biāo)記出每條指令的各個執(zhí)行步驟的相對次序關(guān)系，保證每一條指令按設(shè)定的步驟序列依次執(zhí)行。（4）全部控制信號的產(chǎn)生部件，它依據(jù)指令操作碼、指令的執(zhí)行步驟（時刻），也許還有些另外的條件信號，來形成或提供出當(dāng)前執(zhí)行步

28、驟計算機各個部件要用到的控制信號。計算機整機各硬件系統(tǒng)，正是在這些信號控制下協(xié)同運行，執(zhí)行指令，產(chǎn)生預(yù)期的執(zhí)行結(jié)果。由于上述后兩個部分的具體組成與運行原理不同，控制器被分為硬連線控制器和微程序控制器兩大類。微程序的控制器和組合邏輯的控制器是計算機中兩種不同類型的控制器。共同點：基本功能都是提供計算機各個部件協(xié)同運行所需要的控制信號；組成部分都有程序計數(shù)器pc，指令寄存器ir；都分成幾個執(zhí)行步驟完成每一條指令的具體功能。不同點：主要表現(xiàn)在處理指令執(zhí)行步驟的辦法，提供控制信號的方案不一樣。微程序的控制器是通過微指令地址的銜接區(qū)分指令執(zhí)行步驟，應(yīng)提供的控制信號從控制存儲器中讀出，并經(jīng)過一個微指令寄存

29、器送到被控制部件。組合邏輯控制器是用節(jié)拍發(fā)生器指明指令執(zhí)行步驟，用組合邏輯電路直接給出應(yīng)提供的控制信號。微程序的控制器的優(yōu)點是設(shè)計與實現(xiàn)簡單些，易用于實現(xiàn)系列計算機產(chǎn)品的控制器，理論上可實現(xiàn)動態(tài)微程序設(shè)計，缺點是運行速度要慢一些。組合邏輯控制器的優(yōu)點是運行速度明顯地快，缺點是設(shè)計與實現(xiàn)復(fù)雜些，但隨著eda工具的成熟，該缺點已得到很大緩解。14.簡要說明組合邏輯控制器中的節(jié)拍發(fā)生器的作用是什么?簡述它的運行原理。答：其作用是提供執(zhí)行每一條指令的步驟(時序)標(biāo)記信號和時序脈沖信號。它是用時序邏輯方式運行的，依據(jù)當(dāng)前的時序狀態(tài)信息，指令的操作碼信息，可能還看指令執(zhí)行狀態(tài)的有關(guān)信息等，確定出下一個時序

30、狀態(tài)的值。15控制器的設(shè)計和該計算機的指令系統(tǒng)是什么關(guān)系？答：控制器的的基本功能，是依據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令，和它所處的執(zhí)行步驟，形成并提供在這一時刻整機各部件要用到的控制信號。所以，控制器的設(shè)計和該計算機的指令系統(tǒng)是一一對應(yīng)的關(guān)系，也就是控制器的設(shè)計應(yīng)依據(jù)指令的要求來進行，特別是要分析每條指令的執(zhí)行步驟，產(chǎn)生每個步驟所需要的控制信號。16指令采用順序方式、流水線方式執(zhí)行的主要差別是什么？各有什么優(yōu)點和缺點？順序方式是，在一條指令完全執(zhí)行結(jié)束后，再開始執(zhí)行下一條指令。優(yōu)點是控制器設(shè)計簡單，容易實現(xiàn)，；缺點是速度比較慢。指令流水線方式是提高計算機硬件性能的重要技術(shù)和有效措施，在成本增加不多的情況下

31、很明顯地提高了計算機的性能。追求的目標(biāo)是力爭在每一個指令執(zhí)行步驟中完成一條指令的執(zhí)行過程。實現(xiàn)思路是把一條指令的幾項功能劃分到不同的執(zhí)行部件去完成，在時間上又允許這幾個部件可以同時運行。缺點是控制器設(shè)計復(fù)雜，比較不容易實現(xiàn)，；突出的優(yōu)點是速度明顯提高。17. 計算機的存儲器系統(tǒng)設(shè)計是如何實現(xiàn)“容量大”、“速度快”和“成本低”的要求的? 答:將存儲器系統(tǒng)設(shè)計成由高速緩沖存儲器、主存儲器和輔助存儲器組成的多級結(jié)構(gòu)。 其中高速緩沖存儲器的存取速度與cpu速度處于同一個數(shù)量級，但其具有價格高、功耗 大、集成度低的特點，所以不適合用作大容量的存儲器;主存儲器的存取速度略低，價格略高，具有集成度高、勸耗低

32、的特扁用來薦儲痙常使用的數(shù)據(jù)或程序;輔助存儲器是存敢速度相對 較慢但存儲容量較大的存儲器，用來存儲不太常用的大部分程序和數(shù)據(jù)。18.說明采用多級結(jié)構(gòu)的存儲器系統(tǒng)的目的?說明每一層存儲器所用的存儲介質(zhì)的種類。答：(1)采用多級結(jié)構(gòu)的存儲器系統(tǒng)的目的，是通過把讀寫速度高、但容量較小、存儲的單位成本最高的高速緩沖存儲器，與讀寫速度略慢、但容量可以更大、價格適中的主存儲器，和讀寫速度最慢、但容量可以極大、存儲價格最低的高速磁盤空間(虛擬存儲器)，組織成統(tǒng)一管理與調(diào)度的一體化的存儲器系統(tǒng)，以便達到高速度、大容量、 低價格的目的，即得到具有更高的運行性能價格比的存儲器系統(tǒng)。(2)高速緩沖存儲器用靜態(tài)存儲器

33、芯片實現(xiàn)，主存儲器用動態(tài)存儲器芯片實現(xiàn)，虛擬存儲器使用的是高速磁盤上的一片存儲空間。19使用多體結(jié)構(gòu)的主存儲器的目的是什么?什么是低位地址交叉，其優(yōu)點何在?答：（?。┦褂枚囿w結(jié)構(gòu)的主存儲器，是為了使用可以獨立讀寫的多個存儲器，以提高對它們并行讀寫、快速得到多個數(shù)據(jù)的能力，緩解單個主存儲器讀寫速度侵的矛盾。（2）在多體結(jié)構(gòu)的主存儲器中，通常多選用把相鄰的存儲字存放在不同的存儲體中，這被稱為低位地址交叉的組織形式，它更符合程序運行的局部性原理，有利于同時(或時間上有覆蓋)地讀寫地址相鄰的幾個存儲字。20.說明只寫一次型光盤的組成?完成讀寫操作的基本原理?答：寫一次型光盤設(shè)備由光盤機和盤片組成。光盤

34、機由主軸驅(qū)動機構(gòu)、讀寫光頭和尋道定位機構(gòu)、激光器、光束分離器和光聚焦鏡等組成。光盤是圓形的、用于記錄信息的盤片，由基板、鋁質(zhì)反射層和薄金屬膜三層結(jié)構(gòu)組成，基板提供合適的機械性能，反射層用于反射接收到的激光信號，而金屬膜則是記錄信息(區(qū)分“0“、“l(fā)”信號)的介質(zhì)。激光器可以產(chǎn)生一定亮度(強度)的激光束，是光源部件。光束分離器把接收到的激光束分成為寫光束和讀光束兩部分。調(diào)制器用于控制是否要讓寫光束通過。寫光束要通過跟蹤反射鏡和聚焦鏡實現(xiàn)尋道定位，把寫光束聚焦為很細的光束打到指定的光盤位置，從而在那里融出一個小于1的一個小坑，表示已完成1個1信號的寫入操作。讀出時，讀光束也會照射到指定的光盤位置，

35、但它的能量很弱，不會改變金屬膜的反射特性，只會把所照到之處有無小坑通過反射光的強弱表現(xiàn)出來，反射回來的光被送到光敏二極管，從而確定讀出來的是“1”信號還是“0”信號。由于金屬膜的反射特性，一旦被破壞了就不能再恢復(fù)，所以這種類型的光盤只能被寫一次。21在三級存儲體系中，主存、外存和高速緩存各有什么作用？各有什么特點？答：多級存儲器系統(tǒng)，是圍繞讀寫速度尚可、存儲容量適中的主存儲器來組織和運行的， 并由高速緩沖存儲器緩解主存讀寫速度慢、不能滿足cpu運行速度需要的矛盾；用虛擬存儲器更大的存儲空間，解決主存容量小、存不下規(guī)模更大的程序與更多數(shù)據(jù)的難題，從而達到使整個存儲器系統(tǒng)有更高的讀寫速度、盡可能大

36、的存儲容量、相對較低的制造與運行成本。高速緩沖存儲器的問題是容量很小，虛擬存儲器的問題是讀寫速太慢。追求整個存儲器系統(tǒng)有更高的性能/價格比的核心思路，在于使用中充分發(fā)揮三級存儲器各自的優(yōu)勢，盡量避開其短處。22什么是隨機存取方式？哪些存儲器采用隨機存取方式？答：ram，即隨機存儲器，可以看作是由許多基本的存儲單元組合起來構(gòu)成的大規(guī)模集成電路。靜態(tài)隨機存儲器（ram）和動態(tài)隨機存儲器（dram）可采用隨機存取方式。23什么是虛擬存儲器？它能解決什么問題？為什么？答：虛擬存儲器屬于主存外存層次，由存儲器管理硬件和操作系統(tǒng)中存儲器管理軟件支持，借助于硬磁盤等輔助存儲器，并以透明方式提供給用戶的計算機

37、系統(tǒng)具有輔存的容量，接近主存的速度，單位容量的成本和輔存差不多的存儲器。主要用來緩解內(nèi)存不足的問題。因為系統(tǒng)會使用一部分硬盤空間來補充內(nèi)存。24什么是串行接口和并行接口？簡述它們的數(shù)據(jù)傳輸方式和適用場合。答：串行接口只需要一對信號線來傳輸數(shù)據(jù)，主要用于傳輸速度不高、傳輸距離較長的場合。并行接口傳輸按字或字節(jié)處理數(shù)據(jù)，傳輸速率較低，實用于傳輸速度較高的設(shè)備，如打印機等。25.把外圍設(shè)備傳送來的一個數(shù)據(jù)寫進內(nèi)存儲器的一個單元的期間，cpu可能處于何種運行方式? 對采用直接存儲器訪問的外圍設(shè)備，要給出中斷請求功能嗎? 為什么?答：(1)既要提高高速外圍設(shè)備與計算機主機(內(nèi)存儲器)之間傳送數(shù)據(jù)的速度，

38、又要降低數(shù)據(jù)入出對cplu的時間開銷； (2)在采用總線周期“挪用”方式把外圍設(shè)備傳送來的一個數(shù)據(jù)寫進內(nèi)存儲器的一個單元的期間，cpu可能處于等待使用總線的狀態(tài)(與dma競爭使用總線而且末取得總線使用權(quán))，或正在正常執(zhí)行程序(未遇到與dma競爭使用總線的情況)； (3)對采用直接存儲器訪問的外圍設(shè)備，也要給出中斷請求功能，因為一次數(shù)據(jù)傳送可能要多次(每次傳送一批數(shù)據(jù))啟動口lh4j電傳送過程才能完成，每傳送完一批數(shù)據(jù)，dma卡要送中斷請求信號給cpu。26cpu在每次執(zhí)行中斷服務(wù)程序前后應(yīng)做哪些工作？答：cpu在每次執(zhí)行中斷服務(wù)程序前完成：關(guān)中斷；保存斷點和被停下來的程序的現(xiàn)場信息；判別中斷源

39、，轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序的入口地址；執(zhí)行開中斷指令。cpu在每次執(zhí)行中斷服務(wù)程序后完成：關(guān)中斷，準(zhǔn)備返回主程序；恢復(fù)現(xiàn)場信息，恢復(fù)斷點；執(zhí)行開中斷；返回主程序。27回答中斷處理功能在計算機系統(tǒng)中的主要作用，至少說出5點。答：參考答案(任意選答5個) (1)一種重要的輸入輸出方式 (2)硬件故障報警處理 (3)支持多道程序運行 (4)支持實時處理功能 (5)支持人機交互的重要手段 (6)支持計算機之間高速通訊和網(wǎng)絡(luò)功能 (7)支持建立多任務(wù)系統(tǒng)和多處理機系統(tǒng)28. 什么是總線周期? 答:總線周期，通常指的是通過總線完成一次內(nèi)存讀寫操作或完成一次輸人/輸出設(shè)備的 讀寫操作所必需的時間。依據(jù)具體的操作性質(zhì)，

40、可以把一個總線周期分為內(nèi)存讀周期，內(nèi)存寫 周期，1/o讀周期，1/o寫周期4種類型。29總線的信息傳輸有哪幾種方式？具體說明幾種方式的特點。答：總線的傳輸方式有：串行傳送、并行傳送、復(fù)用傳送和數(shù)據(jù)包傳送。30.按你自己的理解和想象的計算機的硬件(應(yīng)有中斷功能)組成，寫出完成下面給定指令格式的指令的執(zhí)行流程。 (1)累加器內(nèi)容完成“異或”運算?！爱惢颉敝噶畹闹噶罡袷剑簣?zhí)行流程： a程序計數(shù)器的內(nèi)容 地址寄存器 b讀內(nèi)存，讀出的指令 命令寄存器 cdr的內(nèi)容或sr雙的內(nèi)容，結(jié)出 dr d檢查有無中斷請求，有，則進行相應(yīng)處理；無，則轉(zhuǎn)入下一條指令的執(zhí)行過程。 (2)把一個內(nèi)存單元中的內(nèi)容讀到所選擇的

41、一個累加器中。“讀內(nèi)存”指令的指令格式：執(zhí)行流程： a程序計數(shù)器的內(nèi)容 一 地址寄存器 b讀內(nèi)存，讀出的指令一 指令寄存器 csr的內(nèi)容 一 地址寄存器(寄存器間接尋址方式) d讀內(nèi)存，讀出的數(shù)據(jù) 一dre檢查有無中斷請求，有，則進行相應(yīng)處理；無，則轉(zhuǎn)入下一條指令的執(zhí)行過程。31.說明采用dma(直接內(nèi)存訪問)傳送方式的目的?dma接口中比一般輸入/輸出接口中要多出一些什么功能電路?答：（?。┎捎胐ma傳送方式的月的，是為了在盡量少打擾cpu的 情況下，讓高速外設(shè)通過dma卡成批地與主存儲器直接進行數(shù)據(jù)傳送，既保證了cpu高速運算的處理能力，又得到了高速外設(shè)高效率的輸入/出能力。（2）在dma

42、接口卡中，比一般通用接口卡中要多出內(nèi)存地址計數(shù)器，傳送信息數(shù)量的計數(shù)器，dma運行方式與口dma請求、處理的邏輯線路。32.計算機的cpu通常直接提供并使用3種總線，分別說明地址總線的位數(shù)、數(shù)據(jù)總線的位數(shù)和時鐘頻率對計算機的性能有什么影響，控制總線的具體作用是什么?說明總線周期是什么含義，?？偩€的等待狀態(tài)是什么含義?答：（！）在3種總線中，地址總線的位數(shù)決定了最大的主存儲器的尋址空間；數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與其運行頻率的乘積正比于該總線最高的數(shù)據(jù)傳送能力；控制總線的作用是指明總線的周期類型和一次入出操作完成的時刻。(2)總線周期是通過總線完成一次數(shù)據(jù)傳送的時間，通常由一次地址時間和一次數(shù)據(jù)時間組成，若

43、被讀寫的存儲器或外圍設(shè)備的運行速度慢，在一次數(shù)據(jù)時間之內(nèi)不能完成讀寫操作，就要再增加一到多次數(shù)據(jù)時間，這增加的一到多次數(shù)據(jù)時間被稱為總線的等待狀態(tài)。四、計算題1.把正確的答案或選擇寫進括號內(nèi)(二進制需要小數(shù)點后保留8位)。 (0.625)10=( 0.011000100101 )bcd=( 0.101 )2=( 0.a )16(laa)16二( 000110101010 )z=( 426 )10 2.已知定點小數(shù)的真值x= -0.1001,y=o.0101，分別計算: (1) x原、x補、一x補; (2) y原、y補、一y補; (3)x+y補和y-x 補;答：(1)x原=(1.1001) x補

44、二(1.0111) 一x補=(0.1001) (2) y原=(0.0101) y補=(0.0101) 一y補=(1.1011) (3)x+y補=(1.1100) y-x補=(0.1110)3將十六進制數(shù)據(jù)14.4ch表示成二進制數(shù)，然后表示成八進制數(shù)和十進制數(shù)。14.4ch=(10100.01001100)2=(14.23)8=(20.21875)104對下列十進制數(shù)表示成8位(含一位符號位)二進制數(shù)原碼和補碼編碼。(1)17； x原=00010001，x補=00010001(2)-17； x原=10010001，x補=111011115已知下列各x原，分別求它們的x反和x補。(1)x原=0.

45、10100；x反=010100，x補=010100(2)x原=1.00111；x反=111000，x補=111001(3)x原=010100；x反=010100，x補=010100(4)x原=110100；x反=101011，x補=1011006寫出x=10111101，y=-00101011的雙符號位原碼，反碼，補碼表示，并用雙符號補碼計算兩個數(shù)的差。x原=00 10111101， x反=00 10111101， x補=00 10111101y原=11 00101011， y反=11 11010100， y補=11 11010101x補+y補=00 100100107將十進制數(shù)-0276和47化成二進制數(shù)，再寫出各自的原碼、補碼、反碼表示(符號位和數(shù)值位共8位)。二進制數(shù) 原碼 補碼 反碼 -0276： -001000ll 10100011 11011101 11011100 47： 0101111 010llll 0101111 01011118判斷下面的二元碼的編碼系統(tǒng)是有權(quán)碼還是無權(quán)碼，寫出判 斷的推導(dǎo)過程。 十進制數(shù) 二元碼的編碼