計算機組成原理期末考試試題及答案

1、計算機組成原理期末考試試題及答案1、 選擇題1、完整的計算機系統(tǒng)應(yīng)包括_。D A. 運算器、存儲器和控制器 B. 外部設(shè)備和主機 C. 主機和實用程序 D. 配套的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)2、計算機系統(tǒng)中的存儲器系統(tǒng)是指_。DA. RAM存儲器 B. ROM存儲器C. 主存儲器 D. 主存儲器和外存儲器3、馮·諾依曼機工作方式的基本特點是_。B A. 多指令流單數(shù)據(jù)流 B. 按地址訪問并順序執(zhí)行指令 C. 堆棧操作 D. 存儲器按內(nèi)部選擇地址4、下列說法中不正確的是_。DA. 任何可以由軟件實現(xiàn)的操作也可以由硬件來實現(xiàn)B. 固件就功能而言類似于軟件，而從形態(tài)來說又類似于硬件C. 在計算機系

2、統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，微程序級屬于硬件級，其他四級都是軟件級D. 面向高級語言的機器是完全可以實現(xiàn)的5、在下列數(shù)中最小的數(shù)為_。CA. (101001)2B. (52)8 C. (101001)BCD D. (233)166、在下列數(shù)中最大的數(shù)為_。BA. (10010101)2B. (227)8 C. (143)5 D. (96)167、在機器中，_的零的表示形式是唯一的。BA. 原碼 B. 補碼 C. 反碼 D. 原碼和反碼9、針對8位二進制數(shù)，下列說法中正確的是_。BA. 127的補碼為10000000 B. 127的反碼等于0的移碼BC. +1的移碼等于127的反碼 D. 0的補碼等于1的反

3、碼9、一個8位二進制整數(shù)采用補碼表示，且由3個“1”和5個“0”組成，則最小值為_。BA. 127 B. 32 C. 125 D. 310、計算機系統(tǒng)中采用補碼運算的目的是為了_。CA. 與手工運算方式保持一致 B. 提高運算速度C. 簡化計算機的設(shè)計 D. 提高運算的精度11、若某數(shù)x的真值為0.1010，在計算機中該數(shù)表示為1.0110，則該數(shù)所用的編碼方法是_碼。BA. 原 B. 補 C. 反 D. 移12、長度相同但格式不同的2種浮點數(shù)，假定前者階段長、尾數(shù)短，后者階段短、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_。BA. 兩者可表示的數(shù)的范圍和精度相同 B. 前者可表示

4、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13、某機字長32位，采用定點小數(shù)表示，符號位為1位，尾數(shù)為31位，則可表示的最大正小數(shù)為_，最小負小數(shù)為_。DA. +(2311) B. (12-32) C. +(12-31)+1 D. (12-31)114、運算器雖有許多部件組成，但核心部分是_。BA. 數(shù)據(jù)總線 B. 算數(shù)邏輯運算單元 C. 多路開關(guān) D. 通用寄存器15、在定點二進制運算器中，減法運算一般通過_來實現(xiàn)。DA. 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16、在

5、定點運算器中，無論采用雙符號位還是單符號位，必須有_，它一般用_來實現(xiàn)。CA. 譯碼電路，與非門 B. 編碼電路，或非門C. 溢出判斷電路，異或門 D. 移位電路，與或非門17、下列說法中正確的是_。DA. 采用變形補碼進行加減運算可以避免溢出B. 只有定點數(shù)運算才有可能溢出，浮點數(shù)運算不會產(chǎn)生溢出C. 只有帶符號數(shù)的運算才有可能產(chǎn)生溢出D. 將兩個正數(shù)相加有可能產(chǎn)生溢出18、在定點數(shù)運算中產(chǎn)生溢出的原因是_。CA. 運算過程中最高位產(chǎn)生了進位或借位B. 參加運算的操作數(shù)超過了機器的表示范圍C. 運算的結(jié)果的操作數(shù)超過了機器的表示范圍D. 寄存器的位數(shù)太少，不得不舍棄最低有效位19、下溢指的是

6、_。AA. 運算結(jié)果的絕對值小于機器所能表示的最小絕對值B. 運算的結(jié)果小于機器所能表示的最小負數(shù)C. 運算的結(jié)果小于機器所能表示的最小正數(shù)D. 運算結(jié)果的最低有效位產(chǎn)生的錯誤20、存儲單元是指_。BA. 存放一個二進制信息位的存儲元 B. 存放一個機器字的所有存儲元集合C. 存放一個字節(jié)的所有存儲元集合 D. 存放兩個字節(jié)的所有存儲元集合21、和外存儲器相比，內(nèi)存儲器的特點是_。CA. 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22、某計算機字長16位，存儲器容量64KB，若按字編址，那么它的尋址范圍是_。BA. 64K B

7、. 32K C. 64KB D. 32KB23、某DRAM芯片，其存儲容量為512K×8位，該芯片的地址線和數(shù)據(jù)線數(shù)目為_。CA. 8，512 B. 512，8 C. 18，8 D. 19，824、某計算機字長32位，其存儲容量為4MB，若按字編址，它的尋址范圍是_。DA. 1M B. 4MB C. 4M D. 1MB25、主存儲器和CPU之間增加Cache的目的是_。AA. 解決CPU和主存之間的速度匹配問題B. 擴大主存儲器的容量C. 擴大CPU中通用寄存器的數(shù)量D. 既擴大主存容量又擴大CPU通用寄存器數(shù)量26、EPROM是指_。DA. 只讀存儲器 B. 隨機存儲器 C. 可編

8、程只讀存儲器 D. 可擦寫可編程只讀存儲器27、寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在_。BA. 通用寄存器 B. 內(nèi)存單元C. 程序計數(shù)器 D. 堆棧28、擴展操作碼是_。DA. 操作碼字段外輔助操作字段的代碼B. 操作碼字段中用來進行指令分類的代碼C. 指令格式中的操作碼D. 一種指令優(yōu)化技術(shù)，不同地址數(shù)指令可以具有不同的操作碼長度29、指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是_。BA. 實現(xiàn)存儲程序和程序控制B. 縮短指令長度、擴大尋址空間、提高編程靈活性C. 可以直接訪問外存D. 提供擴展操作碼的可能并降低指令譯碼難度30、單地址指令中為了完成兩個數(shù)的算術(shù)運算，除地址碼指明的一個操作數(shù)外，另一

9、個數(shù)常采用_。CA. 堆棧尋址模式 B. 立即尋址方式 C. 隱含尋址方式 D. 間接尋址方式31、對某個寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為_尋址。CA. 直接 B. 間接 C. 寄存器D. 寄存器間接32、寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在_。BA. 通用寄存器 B. 主存單元C. 程序計數(shù)器 D. 堆棧33、變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于_。CA. 基值寄存器內(nèi)容加上形式地址(位移量) B. 堆棧指示器內(nèi)容加上形式地址C. 變址寄存器內(nèi)容加上形式地址 D. 程序計數(shù)器內(nèi)容加上形式地址34、程序控制類指令的功能是_。DA. 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

10、CPU和I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送 D. 改變程序執(zhí)行的順序35、同步控制方式是_。CA. 只適用于CPU控制的方式 B. 只適用于外設(shè)控制的方式C. 由統(tǒng)一時序信號控制的方式 D. 所有指令執(zhí)行時間都相同的方式36、異步控制方式常用于_作為其主要控制方式。AA. 在單總線結(jié)構(gòu)計算機中訪問主存與外設(shè)時 B. 微型機的CPU控制中C. 組合邏輯控制的CPU中 D. 微程序控制器中37、在一個微周期中_。DA. 只能執(zhí)行一個微操作 B. 能執(zhí)行多個微操作，但它們一定是并行操作的C. 能順序執(zhí)行多個微操作 D. 只能執(zhí)行相斥性的操作38、指令周期是指_。CA. CPU從主存取出一條指令的時間B. CP

11、U執(zhí)行一條指令的時間C. CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間 D. 時鐘周期時間39、在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是_。BA. 主存地址寄存器 B. 程序計數(shù)器C. 指令寄存器 D. 狀態(tài)寄存器40、中央處理器是指_。CA. 運算器 B. 控制器 C. 運算器和控制器 D. 運算器、控制器和主存儲器41、計算機操作的最小時間單位是_。AA. 時鐘周期 B. 指令周期 C. CPU周期 D. 外圍設(shè)備42、微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是_。BA. 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

12、條微指令來執(zhí)行D. 一條微指令由若干條機器指令組成43、為了確定下一條微指令的地址，通常采用斷定方式，其基本思想是_。CA. 用程序計數(shù)器PC來產(chǎn)生后繼續(xù)微指令地址B. 用微程序計數(shù)器PC來產(chǎn)生后繼微指令地址C. 通過微指令控制字段由設(shè)計者指定或者由設(shè)計者指定的判別字段控制產(chǎn)生后繼微指令地址D. 通過指令中指令一個專門字段來控制產(chǎn)生后繼微指令地址44、就微命令的編碼方式而言，若微操作命令的個數(shù)已確定，則_。BA. 直接表示法比編碼表示法的微指令字長短B. 編碼表示法比直接表示法的微指令字長短C. 編碼表示法與直接表示法的微指令字長相等D. 編碼表示法與直接表示法的微指令字長大小關(guān)系不確定45、

13、下列說法中正確的是_。BA. 微程序控制方式和硬布線控制方式相比較，前者可以使指令的執(zhí)行速度更快B. 若采用微程序控制方式，則可用PC取代PCC. 控制存儲器可以用掩模ROM、EPROM或閃速存儲器實現(xiàn)D. 指令周期也稱為CPU周期46、系統(tǒng)總線中地址線的功用是 。CA. 用于選擇主存單元B. 用于選擇進行信息傳輸?shù)脑O(shè)備C. 用于指定主存單元和I/O設(shè)備接口電路的地址D. 用于傳送主存物理地址和邏輯地址47、數(shù)據(jù)總線的寬度由總線的 定義。AA. 物理特性 B. 功能特性 C. 電氣特性 D. 時間特性48、在單機系統(tǒng)中，多總線結(jié)構(gòu)的計算機的總線系統(tǒng)一般由 組成。AA. 系統(tǒng)總線、內(nèi)存總線和I/

14、O總線 B. 數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線C. 內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和I/O總線 D. ISA總線、VESA總線和PCI總線49、下列陳述中不正確的是 。AA. 總線結(jié)構(gòu)傳送方式可以提高數(shù)據(jù)的傳輸速度B. 與獨立請求方式相比，鏈式查詢方式對電路的故障更敏感C. PCI總線采用同步時序協(xié)議和集中式仲裁策略D. 總線的帶寬即總線本身所能達到的最高傳輸速率50、中斷發(fā)生時，由硬件更新程序計數(shù)器PC，而不是由軟件完成，主要是為了_。CA. 能進入中斷處理程序并正確返回源程序 B. 節(jié)省內(nèi)容C. 提高處理機的速度 D. 使中斷處理程序易于編址，不易出錯51、在I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)通道、時鐘和軟件這4項中，可能

15、成為中斷源的是_。DA. I/O設(shè)備 B. I/O設(shè)備和數(shù)據(jù)通道C. I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)通道和時鐘 D. I/O設(shè)備、數(shù)據(jù)通道、時鐘和軟件52、單級中斷與多級中斷的區(qū)別是_。AA. 單級中斷只能實現(xiàn)單中斷，而多級中斷可以實現(xiàn)多重中斷B. 單級中斷的硬件結(jié)構(gòu)是一維中斷，而多級中斷的硬件結(jié)構(gòu)是二維中斷C. 單級中斷處理機只通過一根外部中斷請求線接到它的外部設(shè)備系統(tǒng)；而多級中斷，每一個I/O設(shè)備都有一根專用的外部中斷請求線53、在單級中斷系統(tǒng)中，CPU一旦響應(yīng)中斷，則立即關(guān)閉_標志，以防止本次中斷服務(wù)結(jié)束前同級的其他中斷源產(chǎn)生另一次中斷進行干擾。AA. 中斷允許 B. 中斷請求 C. 中斷屏蔽54、為

16、了便于實現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用_。BA. 通用寄存器 B. 堆棧 C. 儲存器 D. 外存55、為實現(xiàn)CPU與外部設(shè)備并行工作，必須引入的基礎(chǔ)硬件是_。AA. 緩沖器 B. 通道 C. 時鐘 D. 相聯(lián)寄存器56、中斷允許觸發(fā)器用來_。DA. 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是否在進行中斷處理 D. 開放或關(guān)閉可屏蔽硬中斷57、采用DMA方式傳遞數(shù)據(jù)時，每傳送一個數(shù)據(jù)就要占用一個_時間。CA. 指令周期 B. 機器周期 C. 存儲周期 D. 總線周期58、周期挪用方式常用于_方式的輸入/輸出中。AA. DMA B. 中斷 C. 程序傳送

17、 D. 通道59、通道是重要的I/O方式，其中適合連接大量終端及打印機的通道是_。CA. 數(shù)組多路通道 B. 選擇通道 C. 字節(jié)多路通道 60、磁表面存儲器不具備的特點是_。CA. 存儲密度高 B. 可脫機保存 C. 速度快 D. 容量大61、計算機的外部設(shè)備是指_。DA. 輸入/輸出設(shè)備 B. 外存設(shè)備C. 遠程通信設(shè)備 D. 除了CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)備62、在微型機系統(tǒng)中外部設(shè)備通過_與主板的系統(tǒng)總線相連接。BA. 累加器 B. 設(shè)備控制器 C. 計數(shù)器 D. 寄存2、 簡答題1、 馮·諾依曼型計算機的基本特點是什么？答：馮諾依曼原理的基本思想是： 采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和

18、指令。指令由操作碼和地址碼組成。 將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中，使計算機在工作時從存儲器取出指令加以執(zhí)行，自動完成計算任務(wù)。這就是“存儲程序”和“程序控制”（簡稱存儲程序控制）的概念。 指令的執(zhí)行是順序的，即一般按照指令在存儲器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)。 計算機由存儲器、運算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成，并規(guī)定了5部分的基本功能。馮諾依曼型計算機的基本特點也可以用“存儲程序”和“程序控制”來高度概括。2、 計算機硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？答：計算機的硬件系統(tǒng)由有形的電子器件等構(gòu)成的，它包括運算器、存儲器、控制器、輸入輸出設(shè)備及總線系統(tǒng)組成。而總線分為數(shù)

19、據(jù)總線、地址總線、控制總線，其結(jié)構(gòu)有單總線結(jié)構(gòu)、雙總線結(jié)構(gòu)及多總線結(jié)構(gòu)。存儲器（Memory）是用來存放數(shù)據(jù)和程序的部件；運算器是對信息進行運算處理的部件；控制器是整個計算機的控制核心。它的主要功能是讀取指令、翻譯指令代碼、并向計算機各部分發(fā)出控制信號，以便執(zhí)行指令；輸入設(shè)備能將數(shù)據(jù)和程序變換成計算機內(nèi)部所能識別和接受的信息方式，并順序地把它們送入存儲器中；輸出設(shè)備將計算機處理的結(jié)果以人們能接受的或其它機器能接受的形式送出。3、 什么是總線？以總線組成計算機有哪幾種組成結(jié)構(gòu)？答：總線（Bus）就是計算機中用于傳送信息的公用通道，是為多個部件服務(wù)的一組信息傳送連接線。按照總線的連接方式，計算機組

20、成結(jié)構(gòu)可以分為單總線結(jié)構(gòu)、雙總線結(jié)構(gòu)和多總線結(jié)構(gòu)等（詳細內(nèi)容見第7章）。4、 什么是硬件、軟件和固件？什么是軟件和硬件的邏輯等價？在什么意義上軟件和硬件是不等價的？答：計算機硬件（Hardware）是指構(gòu)成計算機的所有實體部件的集合，通常這些部件由電路（電子元件）、機械等物理部件組成。計算機軟件（Software）是指能使計算機工作的程序和程序運行時所需要的數(shù)據(jù)，以及與這些程序和數(shù)據(jù)有關(guān)的文字說明和圖表資料，其中文字說明和圖表資料又稱為文檔。固件（Firmware）是一種介于傳統(tǒng)的軟件和硬件之間的實體，功能上類似軟件，但形態(tài)上又是硬件。微程序是計算機硬件和軟件相結(jié)合的重要形式。軟件和硬件的邏輯

21、等價含義：（1）任何一個由軟件所完成的操作也可以直接由硬件來實現(xiàn)（2）任何一條由硬件所執(zhí)行的指令也能用軟件來完成在物理意義上軟件和硬件是不等價的。5、 計算機系統(tǒng)按程序設(shè)計語言劃分為哪幾個層次？答：計算機系統(tǒng)是一個由硬件、軟件組成的多級層次結(jié)構(gòu)，它通常由微程序級、一般機器級、操作系統(tǒng)級、匯編語言級、高級語言級組成，每一級上都能創(chuàng)造程序設(shè)計，且得到下級的支持。6、 解釋如下概念：ALU，CPU，主機和字長。答：算術(shù)邏輯運算部件（ALU：Arithmetic Logic Unit），是運算器的核心組成，功能是完成算數(shù)和邏輯運算?！爸醒胩幚韱卧保–PU：Central Processing Uni

22、t）包括運算器和控制器，是計算機的信息處理的中心部件。存儲器、運算器和控制器在信息處理操作中起主要作用，是計算機硬件的主體部分，通常被稱為“主機”。字長決定了計算機的運算精度、指令字長度、存儲單元長度等，可以是8/16/32/64/128位（bit）等。7、 常用的計算機性能指標有哪些？答：評價計算機性能是一個復(fù)雜的問題，早期只限于字長、運算速度和存儲容量3大指標。目前要考慮的因素有如下幾個方面。(1) 主頻主頻很大程度上決定了計算機的運行速度，它的單位是兆赫茲(MHz)。(2) 字長字長決定了計算機的運算精度、指令字長度、存儲單元長度等，可以是8/16/32/64/128位(bit)。(3)

23、 運算速度衡量計算機運算速度的早期方法是每秒執(zhí)行加法指令的次數(shù)，現(xiàn)在通常用等效速度。(4) 存儲容量以字為單位的計算機常以字數(shù)乘字長來表明存儲容量。(5) 可靠性系統(tǒng)是否運行穩(wěn)定非常重要，常用平均無故障時間(MTBF)衡量。(6) 可維護性系統(tǒng)可維護性是指系統(tǒng)出了故障能否盡快恢復(fù)，可用平均修復(fù)時間(MTRF)表示，它是指從故障發(fā)生到機器修復(fù)平均所需要的時間。(7) 可用性是指計算機的使用效率。 (8) 兼容性兼容是廣泛的概念，是指設(shè)備或程序可以用于多種系統(tǒng)的性能。兼容使得機器的資源得以繼承和發(fā)展，有利于計算機的推廣和普及。8、 多媒體的含義是什么？答：多媒體技術(shù)是指能夠同時獲取、處理 、編輯、

24、存儲和展示兩個以上不同信息類型媒體的技術(shù)。計算機信息的形式可以是文字、聲音、圖形和圖象等。9、 簡單描述計算機的層次結(jié)構(gòu)，說明各層次的主要特點。答：現(xiàn)代計算機系統(tǒng)是一個硬件與軟件組成的綜合體，可以把它看成是按功能劃分的多級層次結(jié)構(gòu)。第0級為硬件組成的實體。第1級是微程序級。這級的機器語言是微指令集，程序員用微指令編寫的微程序一般是直接由硬件執(zhí)行的。第2級是傳統(tǒng)機器級。這級的機器語言是該機的指令集，程序員用機器指令編寫的程序可以由微程序進行解釋。第3級操作系統(tǒng)級。從操作系統(tǒng)的基本功能來看，一方面它要直接管理傳統(tǒng)機器中的軟硬件資源，另一方面它又是傳統(tǒng)機器的延伸。第4級是匯編語言級。這級的機器語言是

25、匯編語言，完成匯編語言翻譯的程序叫做匯編程序。第5級是高級語言級。這級的機器語言就是各種高級語言，通常用編譯程序來完成高級語言翻譯工作。 第6級是應(yīng)用語言級。這一級是為了使計算機滿足某種用途而專門設(shè)計的，因此這一級語言就是各種面向問題的應(yīng)用語言。10、 計算機系統(tǒng)的主要技術(shù)指標有哪些？計算機系統(tǒng)的主要技術(shù)指標有：機器字長、數(shù)據(jù)通路寬度、主存儲器容量和運算速度等。機器字長是指參與運算的數(shù)的基本位數(shù)，它是由加法器、寄存器的位數(shù)決定的。數(shù)據(jù)通路寬度是指數(shù)據(jù)總線一次所能并行傳送信息的位數(shù)。主存儲器容量是指主存儲器所能存儲的全部信息。運算速度與機器的主頻、執(zhí)行什么樣的操作、主存儲器本身的速度等許多因素有

26、關(guān)。11、 試計算采用32×32點陣字形的一個漢字字形占多少字節(jié)？存儲6763個16×16點陣以及24×24點陣字形的漢字庫各需要多少存儲容量？答：128B216416B486936B12、 海明校驗碼的編碼規(guī)則有哪些？答：若海明碼的最高位號為m，最低位號為1，即mm-121，則海明碼的編碼規(guī)則是：（1）校驗位與數(shù)據(jù)位之和為m，每個校驗位Pi在海明碼中被分在位號2i-1的位置上，其余各位為數(shù)據(jù)位，并按從低向高逐位依次排列的關(guān)系分配各數(shù)據(jù)位。（2）海明碼的每一位位碼Hi（包括數(shù)據(jù)位和校驗位）由多個校驗位校驗，其關(guān)系是被校驗的每一位位號要等于校驗它的各校驗位的位號之和

27、。13、 簡述CRC碼的糾錯原理。答：CRC碼是一種糾錯能力較強的編碼。在進行校驗時，將CRC碼多項式與生成多項式G(X)相除，若余數(shù)為0，則表明數(shù)據(jù)正確；當余數(shù)不為0時，說明數(shù)據(jù)有錯。只要選擇適當?shù)纳啥囗検紾(X)，余數(shù)與CRC碼出錯位位置的對應(yīng)關(guān)系是一定的，由此可以用余數(shù)作為依據(jù)判斷出錯位置從而糾正錯碼。14、 運算器由哪幾部分組成？答：運算器的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)包括以下幾個部分：(1) 能實現(xiàn)算術(shù)和邏輯運算功能的部件ALU；(2) 存放待加工的信息或加工后的結(jié)果信息的通用寄存器組；(3) 按操作要求控制數(shù)據(jù)輸入的部件：多路開關(guān)或數(shù)據(jù)鎖存器； (4) 按操作要求控制數(shù)據(jù)輸出的部件：輸出移位和多路

28、開關(guān)；(5) 計算器與其它部件進行信息傳送的總線以及 總線接收器與發(fā)送器；總線接收器與發(fā)送器通常是由三態(tài)門構(gòu)成的。15、 主存儲器有哪些性能指標？它們的含義是什么？答：存儲器的性能指標是對存儲器進行設(shè)計、使用和提高時的主要依據(jù)，存儲器性能指標也稱為存儲器參數(shù)。（1） 存儲容量是指一個功能完備的存儲器所能容納的二進制信息總量，即可存儲多少位二進制信息代碼。（2） 存儲器速度：存儲器取數(shù)時間和存儲器存取周期（3） 數(shù)據(jù)傳輸率：單位時間可寫入存儲器或從存儲器取出信息的最大數(shù)量，稱為數(shù)據(jù)傳輸率或稱為存儲器傳輸帶寬bM（4） 可靠性存儲器的可靠性是指在規(guī)定時間內(nèi)存儲器無故障的情況，一般用平均無故障時間M

29、TBF來衡量。（5） 價格：又稱成本，它是衡量主存儲器經(jīng)濟性能的重要指標。16、 主存的基本組成有哪些部分？各部分主要的功能是什么？答：主存儲器的基本組成：（1）貯存信息的存儲體。一般是一個全體基本存儲單元按照一定規(guī)則排列起來的存儲陣列。存儲體是存儲器的核心。（2）信息的尋址機構(gòu)，即讀出和寫入信息的地址選擇機構(gòu)。這包括：地址寄存器（MAR）和地址譯碼器。地址譯碼器完成地址譯碼，地址寄存器具有地址緩沖功能。 （3）存儲器數(shù)據(jù)寄存器MDR。在數(shù)據(jù)傳送中可以起數(shù)據(jù)緩沖作用。（4）寫入信息所需的能源，即寫入線路、寫驅(qū)動器等。（5）讀出所需的能源和讀出放大器，即讀出線路、讀驅(qū)動器和讀出放大器。（6）存儲

30、器控制部件。包括主存時序線路、時鐘脈沖線路、讀邏輯控制線路，寫或重寫邏輯控制線路以及動態(tài)存儲器的定時刷新線路等，這些線路總稱為存儲器控制部件。17、 靜態(tài)MOS存儲元、動態(tài)MOS存儲元各有什么特點？答：在MOS半導體存儲器中，根據(jù)存儲信息機構(gòu)的原理不同，又分為靜態(tài)MOS存儲器（SRAM）和動態(tài)MOS存儲器（DRAM），前者利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來保存信息，只要不斷電，信息不會丟失，后者利用MOS電容存儲電荷來保存信息，使用時需不斷給電容充電才能使信息保持。18、 什么是刷新？為什么要刷新？有哪幾種常用的刷新方式？答：對動態(tài)存儲器要每隔一定時間（通常是2ms）給全部基本存儲元的存儲電容補充一次電荷，稱

31、為RAM的刷新，2ms是刷新間隔時間。由于存放信息的電荷會有泄漏，動態(tài)存儲器的電荷不能象靜態(tài)存儲器電路那樣，由電源經(jīng)負載管源源不斷地補充，時間一長，就會丟失信息，所以必須刷新。常用的刷新方式有兩種：集中式刷新、分布式刷新。19、 簡要說明提高存儲器速度有哪些措施？答：高速緩沖存儲器、多體交叉存儲器。20、 Cache有哪些特點？ 答：Cache具有如下特點：(1) 位于CPU與主存之間，是存儲器層次結(jié)構(gòu)中級別最高的一級。(2) 容量比主存小，目前一般有數(shù)KB到數(shù)MB。(3) 速度一般比主存快510倍，通常由存儲速度高的雙極型三極管或SRAM組成。(4) 其容量是主存的部分副本。(5) 可用來存

32、放指令，也可用來存放數(shù)據(jù)。(6) 快存的功能全部由硬件實現(xiàn)，并對程序員透明。21、 如何區(qū)別存儲器和寄存器？兩者是一回事的說法對嗎？答：存儲器和寄存器不是一回事。存儲器在CPU的外邊，專門用來存放程序和數(shù)據(jù)，訪問存儲器的速度較慢。寄存器屬于CPU的一部分，訪問寄存器的速度很快。22、 存儲器的主要功能是什么？為什么要把存儲系統(tǒng)分成若干個不同層次？主要有哪些層次？答：存儲器的主要功能是用來保存程序和數(shù)據(jù)。存儲系統(tǒng)是由幾個容量、速度和價格各不相同的存儲器用硬件、軟件以及硬件與軟件相結(jié)合的方法連接起來的系統(tǒng)。把存儲系統(tǒng)分成若干個不同層次的目的是為了解決存儲容量、存取速度和價格之間的矛盾。由高速緩沖存

33、儲器、主存儲器和輔助存儲器構(gòu)成的三級存儲系統(tǒng)可以分為兩個層次，其中高速緩沖和主存間稱為Cache主存存儲層次（Cache存儲系統(tǒng)）；主存和輔存間稱為主存輔存存儲層次（虛擬存儲系統(tǒng)）。23、 說明存儲周期和存取時間的區(qū)別。答：存取周期是指主存進行一次完整的讀寫操作所需的全部時間，即連續(xù)兩次訪問存儲器操作之間所需要的最短時間。存取時間是指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時間。存取周期一定大于存取時間。24、 指令格式設(shè)計的準則有哪些？答：一臺計算機選擇怎樣的指令格式，涉及多方面因素。一般要求指令的字長要短一些，以得到時間和空間上的優(yōu)勢。但指令也必須有足夠的長度以利于增加信息量。再者，指令字

34、長一般應(yīng)是機器字符長度的整數(shù)倍以便存儲系統(tǒng)的管理。另外，指令格式的設(shè)計還與如何選定指令中操作數(shù)地址的位數(shù)有關(guān)。25、 指令是靈活多變的，體現(xiàn)在哪些方面？答：指令是靈活多變的，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：指令格式多樣；尋址方式豐富；指令類型多種；操作碼位數(shù)可隨地址碼個數(shù)變化而變化（擴展操作碼方式）；指令長度可變等。26、 試比較基址尋址和變址尋址的異同點。答：基址尋址方式和變址尋址方式，在形式上是類似的。但用戶可使用變址尋址方式編寫程序，而基址尋址方式中對于基址寄存器，用戶程序無權(quán)操作和修改，由系統(tǒng)軟件管理控制程序使用特權(quán)指令來管理的。再者基址尋址方式主要用以解決程序在存儲器中的定位和擴大尋址空間等

35、問題。27、 堆棧是什么？它有什么特點？功能有哪些？答：（1）堆棧的概念· 是若干個存儲單元(或寄存器)的有序集合，它順序地存放一組元素。· 數(shù)據(jù)的存取都只能在棧頂單元內(nèi)進行，即數(shù)據(jù)的進棧與出棧都只能經(jīng)過棧頂單元這個“出入口”。· 堆棧中的數(shù)據(jù)采用“先進后出”或“后進先出”的存取工作方式。（2）堆棧結(jié)構(gòu)在計算機中的作用· 具有堆棧結(jié)構(gòu)的機器使用零地址指令，這不僅合指令長度短，指令結(jié)構(gòu)簡單，機器硬件簡化。· 實現(xiàn)程序調(diào)用，子程序嵌套調(diào)用和遞歸調(diào)用。· 對于“中斷”技術(shù)，堆棧更是不可缺少的，保存“斷點”和“現(xiàn)場”。（3）堆棧的操作設(shè)數(shù)據(jù)進

36、棧方向為從高地址向低地址發(fā)展，當向堆棧壓入數(shù)據(jù)時，SP的內(nèi)容先自動遞減而指向一個新的空棧頂單元，再把數(shù)據(jù)寫入此棧頂單元；當數(shù)據(jù)彈出堆棧時，立即讀出SP所指向的棧頂單元內(nèi)容，再把SP內(nèi)容自動遞增而指向新的棧頂位置。即 PUSH X； (SP)-1®SP (X)®(SP) POP X； (SP)®X (SP)+1®SP28、 指令長度和機器字長有什么關(guān)系？半字長指令、單字長指令、雙字長指令分別表示什么？答：指令長度與機器字長沒有固定關(guān)系，指令長度可以等于機器字長，也可以大于或小于機器字長。通常，把指令長度等于機器字長的指令稱為單字長指令；指令長度等于半個機器

37、字長的指令稱為半字長指令；指令長度等于兩個機器字長的指令稱為雙字長指令。29、 計算機進行程序控制工作的基本原理是怎樣的？答：程序控制原理：（1）編程；（2）送MM（通過輸入設(shè)備）；（3）機器工作時，是按一定的序列逐條取出指令，分析指令，執(zhí)行指令，并自動轉(zhuǎn)到下一條指令執(zhí)行，直到程序規(guī)定的任務(wù)完成；（4）程序控制由控制器承擔，程序存儲由存儲器完成。30、 控制器的基本功能是什么？基本組成部件包括哪些？答：控制器的基本功能就是負責指令的讀出，進行識別和解釋，并指揮協(xié)調(diào)各功能部件執(zhí)行指令?？刂破鞯幕窘Y(jié)構(gòu)包括：指令部件、時序部件、微操作控制線路、中斷控制邏輯。31、 微程序控制的基本思想是什么？答：

38、微程序控制技術(shù)在現(xiàn)今計算機設(shè)計中得到廣泛的采用，其實質(zhì)是用程序設(shè)計的思想方法來組織操作控制邏輯。32、 說明機器指令和微指令的關(guān)系。答：抽象級別不同。機器指令是由一組二進制代碼組成的。微指令是具有微地址的控制字。一系列微指令的有序集合構(gòu)成微程序。在微程序控制邏輯法中，機器指令由微程序?qū)崿F(xiàn)。格式不同。機器指令包括操作碼和操作數(shù)地址碼字段，微指令根據(jù)編譯法的不同有多種情況，一般包括微操作信息和下地址字段。33、 控制器有哪幾種控制方式？各自有什么特點？答：控制器的控制方式可以分為3種：同步控制方式、異步控制方式和聯(lián)合控制方式。同步控制控制方式的各項操作都由統(tǒng)一的時序信號控制，在每個機器周期中產(chǎn)生統(tǒng)

39、一數(shù)目的節(jié)拍電位和工作脈沖。這種控制方式設(shè)計簡單，容易實現(xiàn)；但是對于許多簡單指令來說會有較多的空閑時間，造成較大數(shù)量的時間浪費，從而影響了指令的執(zhí)行速度。異步控制方式的各項操作不采用統(tǒng)一的時序信號控制，而根據(jù)指令或部件的具體情況決定，需要多少時間，就占用多少時間。異步控制方式?jīng)]有時間上的浪費，因而提高了機器的效率，但是控制比較復(fù)雜。聯(lián)合控制方式是同步控制和異步控制相結(jié)合34、 指令和數(shù)據(jù)都存放在主存，如何識別從主存儲器中取出的是指令還是數(shù)據(jù)？答：指令和數(shù)據(jù)都存放在主存，它們都以二進制代碼形式出現(xiàn)，區(qū)分的方法為：（1）取指令或數(shù)據(jù)時所處的機器周期不同：取指周期取出的是指令；分析、取數(shù)或執(zhí)行周期取

40、出的是數(shù)據(jù)。（2）取指令或數(shù)據(jù)時地址的來源不同：指令地址來源于程序計算器；數(shù)據(jù)地址來源于地址形成部件。35、 什么是微指令和微操作？微程序和機器指令有何關(guān)系？微程序和程序之間有何關(guān)系？答：微指令是控制計算機各部件完成某個基本微操作的命令。微操作是指計算機中最基本的、不可再分解的操作。微指令和微操作是一一對應(yīng)的，微指令是微操作的控制信號，微操作是微指令的操作過程。微指令是若干個微命令的集合。微程序是機器指令的實時解釋器，每一條機器指令都對應(yīng)一個微程序。微程序和程序是兩個不同的概念。微程序是由微指令組成的，用于描述機器指令，實際上是機器指令的實時解釋器，微程序是由計算機的設(shè)計者事先編制好并存放在控

41、制存儲器中的，一般不提供給用戶；程序是由機器指令組成的，由程序員事先編制好并存放在主存放器中。36、 比較水平微指令和垂直微指令的優(yōu)缺點。答：（1）水平型微指令并行操作能力強、效率高并且靈活性強，而垂直型微指令則較差。（2）水平型微指令執(zhí)行一條指令的時間短，垂直型微指令執(zhí)行時間長。3）由水平型微指令解釋指令的微程序，因而具有微指令字比較長，但微程序短的特點，而垂直型微指令則正好相反。（4）水平型微指令用戶難以掌握，而垂直型微指令與指令相似，相對來說比較容易。37、比較單總線、雙總線和多總線結(jié)構(gòu)的性能特點。答：在單總線結(jié)構(gòu)中，要求連接到總線上的邏輯部件必須高速運行，以便在某些設(shè)備需要使用總線時，

42、能迅速獲得總線控制權(quán)；而當不再使用總線時，能迅速放棄總線控制權(quán)。否則，由于一條總線由多種功能部件共用，可能導致很大的時間延遲。在雙總線結(jié)構(gòu)中，存在2種總線：存儲總線，用于CPU與主存儲器的信息交換；I/O總線，用于外設(shè)與主機的信息交換。在雙總線結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，為了使高速外設(shè)(如磁盤機)能高速度地與主存儲器進行數(shù)據(jù)交換，在高速外設(shè)與主存儲器之間可以增設(shè)直接存儲器訪問(DMA：Direct Memory Access)方式的高速I/O總線(DMA總線)，從而形成多總線結(jié)構(gòu)38、 什么叫總線周期、時鐘周期、指令周期？它們之間一般有什么關(guān)系？答：時鐘周期是系統(tǒng)工作的最小時間單位，它由計算機主頻決定；總

43、線周期指總線上兩個設(shè)備進行一次信息傳輸所需要的時間（如CPU對存儲器或I/O端口進行一次讀/寫操作所需的時間）；指令周期指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時間。三者之間的關(guān)系是：時鐘周期是基本動作單位；一個總線周期通常由n個時鐘周期組成；而一個指令周期中可能包含有一個或幾個總線周期，也可能一個總線周期都沒有，這取決于該指令的功能。39、說明總線結(jié)構(gòu)對計算機系統(tǒng)性能的影響。答：主要影響有以下三方面：（1）最大存儲容量單總線系統(tǒng)中，最大內(nèi)存容量必須小于由計算機字長所決定的可能地址總線。雙總線系統(tǒng)中，存儲容量不會受到外圍設(shè)備數(shù)量的影響（2）指令系統(tǒng)雙總線系統(tǒng)，必須有專門的I/O指令系統(tǒng)單總線系統(tǒng)，訪問內(nèi)存

44、和I/O使用相同指令（3）吞吐量 總線數(shù)量越多，吞吐能力越大40、 接口電路在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的作用是什么？答：外設(shè)接口（或叫作I/O接口）是主機和外設(shè)（控制器）之間的實體部件，是實現(xiàn)主機與外設(shè)之間信息交換所必不可少的硬件支持。41、 接口電路應(yīng)具備哪些基本功能？ 答：接口電路應(yīng)具有的基本的功能：（1）數(shù)據(jù)的暫存與緩沖；（2）保存設(shè)備的工作狀態(tài)；（3）信息交換方式的控制；（4）通信聯(lián)絡(luò)控制；（5）外設(shè)的識別；（6）數(shù)據(jù)格式的變換控制。42、 外部設(shè)備在系統(tǒng)中如何編址，如何與主機連接？答：通常根據(jù)與存儲器地址的關(guān)系，有兩種編址方式。（1）統(tǒng)一編址：指外設(shè)接口中的I/O寄存器和主存單元一樣看待，將它們和

45、主存單元組合在一起編排地址；或者說，將主存的一部分地址空間用作I/O地址空間。這樣就可以用訪問主存的指令去訪問外設(shè)的某個寄存器，因而也就不需要專門的I/O指令，可以簡化CPU的設(shè)計。（2）單獨編址：為了更清楚地區(qū)別I/O操作和存儲器操作，I/O地址通常與存儲地址分開獨立編址。這樣，在系統(tǒng)中就存在了另一種與存儲地址無關(guān)的I/O地址，CPU也必須具有專用于輸入輸出操作的I/O指令和控制邏輯。43、什么是I/O組織方式？有哪幾種I/O組織方式？各自的特點是什么？答：I/O組織是指計算機主機與外部設(shè)備之間的信息交換方式。計算機主機與外設(shè)之間的信息交換方式有5種：程序查詢式、中斷式、DMA式、通道式、外

46、圍處理機方式。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的觀點看，前兩種方式是以CPU為中心的控制，都需要CPU執(zhí)行程序來進行I/O數(shù)據(jù)傳送，而DMA式和通道式這兩種方式是以主存貯器為中心的控制，數(shù)據(jù)可以在主存和外設(shè)之間直接傳送。對于最后一種方式，則是用微型或小型計算機進行輸入和輸出控制。程序查詢和程序中斷方式適用于數(shù)據(jù)傳輸率比較低的外設(shè)，而DMA、通道和外圍處理機使用于數(shù)據(jù)傳輸率比較高的外設(shè)。程序查詢式控制簡單，但系統(tǒng)效率很低；中斷式通過服務(wù)程序完成數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)了主機與外設(shè)的并行性；DMA式通過硬件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳送，速度快，但只能控制同一類外設(shè)；通道式采用執(zhí)行通道程序?qū)崿F(xiàn)對不同類型設(shè)備的控制和管理，并行性進一步提高；外圍處

47、理機方式具有更大的靈活性和并行性。44、 查詢方式和中斷方式的主要異同點是什么？答：兩種方式都是以CPU為中心的控制方式，都需要CPU執(zhí)行程序來進行I/O數(shù)據(jù)傳送。程序查詢式控制簡單，但系統(tǒng)效率很低，無法實現(xiàn)并行操作；中斷式通過服務(wù)程序完成數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)了主機與外設(shè)的并行性。45、 什么是中斷？中斷技術(shù)給計算機系統(tǒng)帶來了什么作用？答：中斷是指這樣一個過程：當計算機執(zhí)行正常程序時，系統(tǒng)中出現(xiàn)某些異常情況或特殊請求，CPU暫停它正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件；CPU處理完畢后，自動返回到原來被中斷了的程序繼續(xù)運行。中斷的作用：（1）主機與外部設(shè)備并行工作；（2）實現(xiàn)實時處理；（3）硬件故障

48、處理；（4）實現(xiàn)多道程序和分時操作。46、 中斷系統(tǒng)為什么要進行中斷判優(yōu)？何時進行中斷判優(yōu)？如何進行判優(yōu)？答：（1）中斷優(yōu)先級有兩個方面的含義：（A）一是中斷請求與CPU現(xiàn)行程序優(yōu)先級的問題；（B）另一含義是各中斷源之間，誰更迫切的問題。（2）方法：（A） 軟件；（B）硬件：為了得到較高的效率，一般采用硬件判優(yōu)方法。判優(yōu)邏輯隨著判優(yōu)方案的不同可有不同的結(jié)構(gòu)，其組 成部分既可能在設(shè)備接口之中，也可能在CPU內(nèi)部，也可能這兩部分都有。其作用是決定CPU的響應(yīng)并且找出最高優(yōu)先請求者，如果確定接收這個請求的話，就由CPU發(fā)出中斷響應(yīng)信號INTA。（C）軟硬件結(jié)合。中斷判優(yōu)發(fā)生在中斷過程的第二步，中斷請

49、求之后，中斷響應(yīng)之前。47、 外部設(shè)備有哪些主要功能？可以分為哪些大類？各類中有哪些典型設(shè)備？答：外部設(shè)備的主要功能有數(shù)據(jù)的輸入、輸出、成批存儲以及對信息的加工處理等。外部設(shè)備可以分為五大類：輸入輸出設(shè)備、輔助存儲器、終端設(shè)備、過程控制設(shè)備和脫機設(shè)備。其典型設(shè)備有鍵盤、打印機、磁盤、智能終端、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和鍵盤軟盤數(shù)據(jù)站等。48、 磁表面存儲器的特點有哪些？答：磁表面存儲器有如下顯著的特點：（1）存儲密度高，記錄容量大，每位價格低；（2）記錄介質(zhì)可以重復(fù)使用；（3）記錄信息可長時間保存而不致丟失；（4）非破壞性讀出，讀出時不需再生信息；（5）存取速度較低，機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對工作環(huán)境要求較嚴。三、

50、分析與計算題1、 設(shè)機器字長32位，定點表示，尾數(shù)31位，數(shù)符1位，問：(1) 定點原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最大負數(shù)是多少？(2) 定點原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)是多少？最大負數(shù)是多少？答：（1）定點原碼整數(shù)表示：0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 最大正數(shù)： 數(shù)值 = （231 1）100 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 最大負數(shù)： 數(shù)值 = -（231 1）10 （2）定點原碼小數(shù)表示： 最大正數(shù) = （1 2-31 ）10 最大負數(shù) = -（1 2-31 ）102、 現(xiàn)有1024&#

51、215;1的存儲芯片，若用它組成容量為16K×8的存儲器。試求：(1) 實現(xiàn)該存儲器所需的芯片數(shù)量？ (2) 若將這些芯片分裝在若干個塊板上，每塊板的容量為4K×8，該存儲器所需的地址線總位數(shù)是多少？其中幾位用于選板？幾位用于選片？幾位用作片內(nèi)地址？ 答：（1）需1024×1的芯片128片。（2）該存儲器所需的地址線總位數(shù)是14位，其中2位用于選板，2位用于選片，10位用作片內(nèi)地址。3、 設(shè)存儲器容量為32位，字長64位，模塊數(shù)m = 8，分別用順序方式和交叉方式進行組織。若存儲周期T = 200ns，數(shù)據(jù)總線寬度為64位，總線傳送周期為50ns，則順序存儲器和交

52、叉存儲器帶寬各是多少?答：順序存儲器和交叉存儲器連續(xù)讀出m=8個字的信息總量都是： q = 64位× 8 =512位順序存儲器和交叉存儲器連續(xù)讀出8個字所需的時間分別是： t2 = mT = 8 × 200ns =1600ns =16 × 10 -7 （S） t1 = T + （m1）t =200ns + 7×50ns = 550ns = 5.5 × 10-7 （S） 順序存儲器帶寬 W2 = q/t2 = 512 / （16×10-7） = 32 × 107（位/S）交叉存儲器帶寬 W1 = q/t1 = 512/ （5.5×10-7） = 73 × 107（位/S）4、 CPU的地址總線16根(A15A0，A0是低位)，雙向數(shù)據(jù)總線16根(D15D0)，控制總線中與主存有關(guān)的信號有!MREQ(允許訪存，低電平有效)，R/!W(高電平讀