20082012年計算機組成原理期末考試試題及答案五套

計算機組成原理試題（一）一、選擇題（共20分，每題1分）1．零地址運算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址，它的操作數(shù)來自______。A．立即數(shù)和棧頂；B．暫存器；C．棧頂和次棧頂；D．累加器。2．______可區(qū)分存儲單元中存放的是指令還是數(shù)據(jù)。A．存儲器；B．運算器；C．控制器；D．用戶。3．所謂三總線結(jié)構(gòu)的計算機是指______。A．地址線、數(shù)據(jù)線和控制線三組傳輸線。B．I/O總線、主存總統(tǒng)和DMA總線三組傳輸線；C．I/O總線、主存總線和系統(tǒng)總線三組傳輸線；D．設備總線、主存總線和控制總線三組傳輸線．。4．某計算機字長是32位，它的存儲容量是256KB，按字編址，它的尋址范圍是______。A．128K；B．64K；C．64KB；D．128KB。5．主機與設備傳送數(shù)據(jù)時，采用______，主機與設備是串行工作的。A．程序查詢方式；B．中斷方式；C．DMA方式；D．通道。6．在整數(shù)定點機中，下述第______種說法是正確的。A．原碼和反碼不能表示-1，補碼可以表示-1；B．三種機器數(shù)均可表示-1；C．三種機器數(shù)均可表示-1，且三種機器數(shù)的表示范圍相同；D．三種機器數(shù)均不可表示-1。7．變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址是______。A．基址寄存器內(nèi)容加上形式地址（位移量）；B．程序計數(shù)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．以上都不對。8．向量中斷是______。A．外設提出中斷；B．由硬件形成中斷服務程序入口地址；C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中斷服務程序入口地址D．以上都不對。9．一個節(jié)拍信號的寬度是指______。A．指令周期；B．機器周期；C．時鐘周期；D．存儲周期。10．將微程序存儲在EPROM中的控制器是______控制器。A．靜態(tài)微程序；B．毫微程序；C．動態(tài)微程序；D．微程序。11．隱指令是指______。A．操作數(shù)隱含在操作碼中的指令；B．在一個機器周期里完成全部操作的指令；C．指令系統(tǒng)中已有的指令；D．指令系統(tǒng)中沒有的指令。12．當用一個16位的二進制數(shù)表示浮點數(shù)時，下列方案中第_____種最好。A．階碼取4位（含階符1位），尾數(shù)取12位（含數(shù)符1位）；B．階碼取5位（含階符1位），尾數(shù)取11位（含數(shù)符1位）；C．階碼取8位（含階符1位），尾數(shù)取8位（含數(shù)符1位）；D．階碼取6位（含階符1位），尾數(shù)取12位（含數(shù)符1位）。13．DMA方式______。A．既然能用于高速外圍設備的信息傳送，也就能代替中斷方式；B．不能取代中斷方式；C．也能向CPU請求中斷處理數(shù)據(jù)傳送；D．內(nèi)無中斷機制。14．在中斷周期中，由______將允許中斷觸發(fā)器置“0”A．關(guān)中斷指令；B．機器指令；C．開中斷指令；D．中斷隱指令。15．在單總線結(jié)構(gòu)的CPU中，連接在總線上的多個部件______。A．某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并且只有一個可以從總線接收數(shù)據(jù)；B．某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有多個同時從總線接收數(shù)據(jù)；C．可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并且可以有多個同時從總線接收數(shù)據(jù)；D．可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有一個同時從總線接收數(shù)據(jù)。16．三種集中式總線控制中，______方式對電路故障最敏感。A．鏈式查詢；B．計數(shù)器定時查詢；C．獨立請求；D．以上都不對。17．一個16K×8位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是______。A．48；B．46；C．17；D．22．18．在間址周期中，______。A．所有指令的間址操作都是相同的；B．凡是存儲器間接尋址的指令，它們的操作都是相同的；C．對于存儲器間接尋址或寄存器間接尋址的指令，它們的操作是不同的；D．以上都不對。19．下述說法中______是正確的。A．EPROM是可改寫的，因而也是隨機存儲器的一種；B．EPROM是可改寫的，但它不能用作為隨機存儲器用；C．EPROM只能改寫一次，故不能作為隨機存儲器用；D．EPROM是可改寫的，但它能用作為隨機存儲器用。20．打印機的分類方法很多，若按能否打印漢字來區(qū)分，可分為______。A．并行式打印機和串行式打印機；B．擊打式打印機和非擊打式打印機；C．點陣式打印機和活字式打印機；D．激光打印機和噴墨打印機。二、填空（共20分，每空1分）1．設浮點數(shù)階碼為8位（含1位階符），尾數(shù)為24位（含1位數(shù)符），則32位二進制補碼浮點規(guī)格化數(shù)對應的十進制真值范圍是：最大正數(shù)為，最小正數(shù)為，最大負數(shù)為，最小負數(shù)為。2．指令尋址的基本方式有兩種，一種是尋址方式，其指令地址由給出，另一種是尋址方式，其指令地址由給出。3．在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中，假設四個過程段的時間分別是T1=60ns﹑T2=50ns﹑T3=90ns﹑T4=80ns。則加法器流水線的時鐘周期至少為。如果采用同樣的邏輯電路，但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為。4．一個浮點數(shù)，當其尾數(shù)右移時，欲使其值不變，階碼必須。尾數(shù)右移1位，階碼。5．存儲器由m（m＝1，2，4，8…）個模塊組成，每個模塊有自己的和寄存器，若存儲器采用編址，存儲器帶寬可增加到原來的________倍。6．按序?qū)懗龆嘀刂袛嗟闹袛喾粘绦虬?、、、和中斷返回幾部分。三、名詞解釋(共10分，每題2分)1．微操作命令和微操作2．快速緩沖存儲器3．基址尋址4．流水線中的多發(fā)技術(shù)5．指令字長四、計算題（5分）設機器數(shù)字長為8位（含1位符號位），設A＝，B＝，計算[AB]補，并還原成真值。五、簡答題（共20分）1．異步通信與同步通信的主要區(qū)別是什么，說明通信雙方如何聯(lián)絡。（4分）2．為什么外圍設備要通過接口與CPU相連？接口有哪些功能？（6分）六、問答題（共15分）1．設CPU中各部件及其相互連接關(guān)系如下圖所示。圖中W是寫控制標志，R是讀控制標志，R1和R2是暫存器。（8分）（1）假設要求在取指周期由ALU完成(PC)+1→PC的操作（即ALU可以對它的一個源操作數(shù)完成加1的運算）。要求以最少的節(jié)拍寫出取指周期全部微操作命令及節(jié)拍安排。（2）寫出指令ADD#α（#為立即尋址特征，隱含的操作數(shù)在ACC中）在執(zhí)行階段所需的微操作命令及節(jié)拍安排。2．DMA接口主要由哪些部件組成？在數(shù)據(jù)交換過程中它應完成哪些功能？畫出DMA工作過程的流程圖（不包括預處理和后處理）七、設計題（10分）設CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用作訪存控制信號（低電平有效），用作讀寫控制信號（高電平為讀，低電平為寫）。現(xiàn)有下列芯片及各種門電路（門電路自定），如圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：（1）存儲芯片地址空間分配為：最大4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，相鄰的4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)，最小16K地址空間為用戶程序區(qū)；（2）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；（3）詳細畫出片選邏輯。（1）主存地址空間分配：6000H～67FFH為系統(tǒng)程序區(qū)；6800H～6BFFH為用戶程序區(qū)。（2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片？（3）詳細畫出存儲芯片的片選邏輯圖。計算機組成原理試題答案（一）一、選擇題（共20分，每題1分）1．C 2．C 3．B 4．B 5．A 6．B 7．C8．C 9．C 10．A 11．D 12．B 13．B 14．D15．B 16．A 17．D 18．C 19．B 20．C二、填空（共20分，每空1分）1．A．A．2127(1-2－23) B．2－129 C．2－128(-2－1-2－23) D．-21272．A．順序 B．程序計數(shù)器 C．跳躍 D．指令本身3．A．90ns B．280ns4．A．A．增加 B．加15．A．地址 B．數(shù)據(jù) C．模m D．m6．A．保護現(xiàn)場B．開中斷C．設備服務 D．恢復現(xiàn)場三、名詞解釋(共10分，每題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實現(xiàn)的最基本操作。2．快速緩沖存儲器答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調(diào)入緩存，這樣CPU每次只須訪問快速緩存就可達到訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。3．基址尋址答：基址尋址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的內(nèi)容。4．流水線中的多發(fā)技術(shù)答：為了提高流水線的性能，設法在一個時鐘周期（機器主頻的倒數(shù)）內(nèi)產(chǎn)生更多條指令的結(jié)果，這就是流水線中的多發(fā)技術(shù)。5．指令字長答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數(shù)。四、（共5分）計算題答：[A+B]補＝1.1011110， A+B＝（-17/64）[A-B]補＝1.1000110， A-B＝（35/64）五、簡答題（共20分）1．（4分）答：同步通信和異步通信的主要區(qū)別是前者有公共時鐘，總線上的所有設備按統(tǒng)一的時序，統(tǒng)一的傳輸周期進行信息傳輸，通信雙方按約定好的時序聯(lián)絡。后者沒有公共時鐘，沒有固定的傳輸周期，采用應答方式通信，具體的聯(lián)絡方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方?jīng)]有相互制約關(guān)系；半互鎖方式通信雙方有簡單的制約關(guān)系；全互鎖方式通信雙方有完全的制約關(guān)系。其中全互鎖通信可靠性最高。2．（6分，每寫出一種給1分，最多6分）答：外圍設備要通過接口與CPU相連的原因主要有：（1）一臺機器通常配有多臺外設，它們各自有其設備號（地址），通過接口可實現(xiàn)對設備的選擇。（2）I/O設備種類繁多，速度不一，與CPU速度相差可能很大，通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖，達到速度匹配。（3）I/O設備可能串行傳送數(shù)據(jù)，而CPU一般并行傳送，通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)串并格式轉(zhuǎn)換。（4）I/O設備的入/出電平可能與CPU的入/出電平不同，通過接口可實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。（5）CPU啟動I/O設備工作，要向外設發(fā)各種控制信號，通過接口可傳送控制命令。（6）I/O設備需將其工作狀況（“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷請求”等）及時報告CPU，通過接口可監(jiān)視設備的工作狀態(tài)，并保存狀態(tài)信息，供CPU查詢?？梢姎w納起來，接口應具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設備狀態(tài)的功能以及傳送數(shù)據(jù)的功能（包括緩沖、數(shù)據(jù)格式及電平的轉(zhuǎn)換）。4．（5分）答：根據(jù)IR和MDR均為16位，且采用單字長指令，得出指令字長16位。根據(jù)105種操作，取操作碼7位。因允許直接尋址和間接尋址，且有變址寄存器和基址寄存器，因此取2位尋址特征，能反映四種尋址方式。最后得指令格式為：727OPMAD其中OP操作碼，可完成105種操作；M尋址特征，可反映四種尋址方式；AD形式地址。這種格式指令可直接尋址27=128，一次間址的尋址范圍是216=65536。雙字長指令格式如下：727OPMAD1AD2其中OP、M的含義同上；AD1∥AD2為23位形式地址。這種格式指令可直接尋址的范圍為223=8M。容量為8MB的存儲器，MDR為16位，即對應4M×16位的存儲器?？刹捎秒p字長指令，直接訪問4M存儲空間，此時MAR取22位；也可采用單字長指令，但RX和RB取22位，用變址或基址尋址訪問4M存儲空間。六、（共15分）問答題1．（8分）答：（1）由于(PC)+1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個源操作數(shù)，靠控制ALU做＋1運算得到(PC)+1，結(jié)果送至與ALU輸出端相連的R2，然后再送至PC。此題的關(guān)鍵是要考慮總線沖突的問題，故取指周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：T0PC→MAR，1→RT1M(MAR)→MDR，(PC)+1→RT2MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件T3R2→PC（2）立即尋址的加法指令執(zhí)行周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：T0Ad(IR)→R1；立即數(shù)→R1T1(R1)+(ACC)→R2；ACC通過總線送ALUT2R2→ACC；結(jié)果→ACC2．（7分）答：DMA接口主要由數(shù)據(jù)緩沖寄存器、主存地址計數(shù)器、字計數(shù)器、設備地址寄存器、中斷機構(gòu)和DMA控制邏輯等組成。在數(shù)據(jù)交換過程中，DMA接口的功能有：（1）向CPU提出總線請求信號；（2）當CPU發(fā)出總線響應信號后，接管對總線的控制；（3）向存儲器發(fā)地址信號（并能自動修改地址指針）；（4）向存儲器發(fā)讀/寫等控制信號，進行數(shù)據(jù)傳送；（5）修改字計數(shù)器，并根據(jù)傳送字數(shù)，判斷DMA傳送是否結(jié)束；（6）發(fā)DMA結(jié)束信號，向CPU申請程序中斷，報告一組數(shù)據(jù)傳送完畢。DMA工作過程流程如圖所示。七、設計題（共10分）答：（1）主存地址空間分配。（2分）A15…A11…A7……A0最大4K2K×8位ROM2片相鄰4K4K×4位RAM2片最小16K8K×8位RAM2片（2）根據(jù)主存地址空間分配最大4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，選用2片2K×8位ROM芯片；（1分）相鄰的4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)，選用2片4K×4位RAM芯片；（1分）最小16K地址空間為用戶程序區(qū)，選用2片8K×8位RAM芯片。（1分）（3）存儲芯片的片選邏輯圖（5分）計算機組成原理試題（二）

一、選擇題

（共

20題，每題1分，

共

20

分）

1.

在下列機器數(shù)___B___中，零的表示形式是唯一的。

A．原碼

B．補碼

C．反碼

D．原碼和反碼

2.

CRT的分辨率為1024×1024，顏色深度為8位，則刷新存儲器的存儲容量是___B___。

A．2MB

B．1MB

C．8MB

D．1024B

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.

在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本身的尋址方式，稱為___B___。

A.

隱含尋址

B.

立即尋址

C.

寄存器尋址

D.

直接尋址

5.

信息只用一條傳輸線

，且采用脈沖傳輸?shù)姆绞椒Q為__A____。

A.串行傳輸

B.并行傳輸

C.并串行傳輸

D.分時傳輸

6.

和外存儲器相比，內(nèi)存儲器的特點是___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響應中斷的時間是___C___。

A．中斷源提出請求

B．取指周期結(jié)束

C．執(zhí)行周期結(jié)束。

8.

EPROM是指___C___。

A.

讀寫存儲器

B.

只讀存儲器

C.

可編程的只讀存儲器

D.

光擦除可編程的只讀存儲器

9.

下列數(shù)中最小的數(shù)是__B____。

A．（1101001）2

B．（52）8

C．（133）8

D．（30）16

10.

假定下列字符碼中有奇偶校驗位，但沒有數(shù)據(jù)錯誤，采用偶校驗的字符碼是___D___。

A．11001011

B．11010110

C．11000001

D．11001001

11.

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，另一個數(shù)常需采用___C___。

A.

堆棧尋址方式

B.

立即尋址方式

C.隱含尋址方式

D.

間接尋址方式

12.

用于對某個寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為___C___尋址。

A.

直接

B.

間接

C.

寄存器直接

D.

寄存器間接

13.

中央處理器（CPU）包含_C_____。

A．運算器

B．控制器

C．運算器、控制器和cache

D．運算器、控制器和主存儲器

14.

在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是__B____。A．主存地址寄存器

B．程序計數(shù)器

C．指令寄存器

D．狀態(tài)條件寄存器

15.

在集中式總線仲裁中，__C____方式響應時間最快。

A．鏈式查詢

B.計數(shù)器定時查詢

C.獨立請求

D.以上三種相同

16.

PCI總線的基本傳輸機制是__D____。

A．串行傳輸

B．并行傳輸

C．DMA式傳輸

D．猝發(fā)式傳輸

17.

中斷向量地址是___B___。

A．子程序入口地址

B．中斷服務子程序入口地址

C．中斷服務子程序出口地址

D．中斷返回地址

18.

CD-ROM是___C___型光盤。

A．一次

B．重寫

C．只讀

19.

某計算機字長是16位，它的存儲容量是1MB，按字編址，它的尋址范圍是___A___。

A．512K

B．1M

C．512KB

20．一個16K×32位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是___B___。

A．48

B．46

C．36

D.40

二、填空題（共

7

題，每空1分，

共20分）

1.

計算機系統(tǒng)是由______和軟件兩大部分組成，軟件又分為_______和________。

2.

系統(tǒng)總線按傳輸信息的不同分為地址總線、________、_________三大類。

3.

四位二進制補碼所能表示的十進制整數(shù)范圍是______至______。

4.

半導體SRAM靠______存儲信息，半導體DRAM靠______存儲信息。

5.

動態(tài)RAM的刷新方式通常有_______、________、_______三種。

6.

完整的指令周期包括取指、______、______、_____四個子周期，影響指令流水線性能的三種相關(guān)分別是______相關(guān)、_______相關(guān)和控制相關(guān)。

7.

Cache和主存地址的映射方式有__________、__________、_________三種。

三、簡答題（共

2題，每題5分，

共10分）

1．什么叫指令？什么叫指令系統(tǒng)？

2.

一次程序中斷大致可分為哪幾個階段？

四、應用題（共

5

題，每題10

分，

共

50

分）

1.

設某機主頻為8MHz，每個機器周期平均含2個時鐘周期，每條指令平均有2.5個機器周期，試問該機的平均指令執(zhí)行速度為多少MIPS？若機器主頻不變，但每個機器周期平均含4個時鐘周期，每條指令平均有5個機器周期，則該機的平均指令執(zhí)行速度又是多少MIPS？由此可得出什么結(jié)論？

2．設某機有四個中斷源A、B、C、D，其硬件排隊優(yōu)先次序為A,B,C,D，現(xiàn)要求將中斷處理次序改為D,A,C,B。（1）寫出每個中斷源對應的屏蔽字。

（2）按下圖時間軸給出的四個中斷源的請求時刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。設每個中斷源的中斷服務程序時間均為20s。

3.設機器數(shù)字長為8位（含一位符號位），若A

=

+15，B

=

+24，求[A+B]補和[A-B]補并還原成真值。

4.

某機字長16位，存儲字長等于指令字長，若存儲器直接尋址空間為128字，變址時的位移量為-64~+63,16個通用寄存器可作為變址寄存器。設計一套指令格式，滿足下列尋址類型的要求。

（1）直接尋址的二地址指令3條；

（2）變址尋址的一地址指令6條；

（3）寄存器尋址的二地址指令9條；

（4）直接尋址的一地址指令13條。

5．設CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用-MREQ（低電平有效）作訪存控制信號，R/-W作讀寫命令信號（高電平為讀，低電評為寫）?，F(xiàn)有8片8KX8位的RAM芯片與CPU相連，試回答：

（1）用74138譯碼器畫出CPU與存儲芯片的連接圖；

（2）寫出每片RAM的地址范圍；

（3）根據(jù)圖（1），若出現(xiàn)地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上,將出現(xiàn)什么后果？

計算機組成原理試題（二）答案

一、選擇題

1.

B

2.

B

3.

D

4.

B

5.

A

6.

C

7.

C

8.

C

9.

B

10.

D

11.

C

12.

C

13.

C

14.

B

15.

C

16.

D

17.

B

18.

C

19.

A

20.

B

二、填空題

1.硬件

系統(tǒng)軟件

應用軟件2數(shù)據(jù)

地址控制

3

+15

-16

4.觸發(fā)器

電容

5集中

分散

異步

6間址

執(zhí)行

中斷

結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)

控制

7直接映射

全相連

組相連

三、簡答題

1指令是計算機執(zhí)行某種操作的命令，也就是常說的機器指令。一臺機器中所有機器指令的集合，稱這臺計算機的指令系統(tǒng)。

2答：一次程序中斷大致可分為五個階段。中斷請求（1分）中斷判優(yōu)（1分）中斷響應（1分）中斷服務（1分）中斷返回（1分）

四、應用題

1解：先通過主頻求出時鐘周期，再求出機器周期和平均指令周期，最后通過平均指令周期的倒數(shù)求出平均指令執(zhí)行速度。計算如下：

時鐘周期=1/8MHz=0.125×10-6

=125ns

機器周期=125ns×2=250ns

平均指令周期=250ns×2.5=625ns

平均指令執(zhí)行速度=1/625ns=1.6MIPS

當參數(shù)改變后：機器周期=

125ns×4=500ns=0.5μs

平均指令周期=0.5μs×5=2.5μs

平均指令執(zhí)行速度=1/2.5μs=0.4MIPS

結(jié)論：兩個主頻相同的機器，執(zhí)行速度不一定一樣。

2

（1）在中斷處理次序改為D

>

A

>

C

>

B后，每個中斷源新的屏蔽字如表所示。（5分）

（2）根據(jù)新的處理次序，CPU執(zhí)行程序的軌跡如圖所示（5分）

3解：∵

A

=

+15

=

+0001111，B

=

+24

=

+0011000

∴

[A]補

=

0,0001111，[B]補

=

0,0011000，[-B]補

=

1,1101000

則[A-B]補

=

[A]補

+

[-B]補

=

0,0001111

+1,1101000

1,1110111

∴

[A-B]補

=

1,1110111

故

A-B

=

-0001001

=

-9

4

1)地址指令格式為（2分）

2)（2分）

2)0~8191

8192~16383

16384~24575

24576~32767

32768~40959

40960~4915149152~57343

57344~65535

3）如果地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將會出現(xiàn)A13恒為“1”計算機組成原理試題（三）選擇題（每題1分，共20分）1.我國在______年研制成功了第一臺電子數(shù)字計算機，第一臺晶體管數(shù)字計算機于______年完成。A．19461958B．19501968C．19581961D．195919652.Pentium微型計算機中乘除法部件位于______中。A．CPUB．接口C．控制器D．專用芯片3.沒有外存儲器的計算機初始引導程序可以放在______。A．RAMB．ROMC．RAM和ROMD．CPU4.下列數(shù)中最小的數(shù)是______。A．（101001）2B．（52）8C．（2B）16D．（44）5.在機器數(shù)______中，零的表示形式是唯一的。A．原碼B．補碼C．移碼D．反碼6.在定點二進制運算器中，減法運算一般通過______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7.下列有關(guān)運算器的描述中______是正確的。A．只作算術(shù)運算，不作邏輯運算B．只作加法C．能暫時存放運算結(jié)果D．以上答案都不對8.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______。A．8，512B．512，8C．18，8D。19，89.相聯(lián)存儲器是按______進行尋址的存儲器。A．地址指定方式B．堆棧存取方式C．內(nèi)容指定方式D。地址指定與堆棧存取方式結(jié)合10.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是______。A．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11.堆棧尋址方式中，設A為累加寄存器，SP為堆棧指示器，Msp為SP指示器的棧頂單元，如果操作的動作是：（A）→Msp，（SP）－1→SP，那么出棧操作的動作為：A．（Msp）→A，（SP）+1→SPB.（SP）+1→SP，（Msp）→AC．（SP）－1→SP，（Msp）→AD.（Msp）→A，（SP）－1→SP12.在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是______。A．主存地址寄存器B．程序計數(shù)器C．指令寄存器D．狀態(tài)條件寄存器13.描述多媒體CPU基本概念中正確表述的句子是______。多媒體CPU是帶有MMX技術(shù)的處理器B．多媒體CPU是非流水線結(jié)構(gòu)C．MMX指令集是一種單指令流單數(shù)據(jù)流的串行處理指令D．多媒體CPU一定是CISC機器14.描述Futurebus+總線中基本概念正確的表述是______。Futurebus+總線是一個高性能的同步總線標準基本上是一個同步數(shù)據(jù)定時協(xié)議它是一個與結(jié)構(gòu)、處理器技術(shù)有關(guān)的開發(fā)標準數(shù)據(jù)線的規(guī)模不能動態(tài)可變15.在______的微型計算機系統(tǒng)中，外設可以和主存儲器單元統(tǒng)一編址，因此可以不用I/O指令。A．單總線B．雙總線C．三總線D．多總線16.用于筆記本電腦的大容量存儲器是______。A．軟磁盤B．硬磁盤C．固態(tài)盤D．磁帶17.具有自同步能力的記錄方式______。A．NRZ0B．NRZ1C18.______不是發(fā)生中斷請求的條件。A．一條指令執(zhí)行結(jié)束B．一次I/O操作結(jié)束C．機器內(nèi)部發(fā)生故障D．一次DMA操作結(jié)束19.采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時，每傳送一個數(shù)據(jù)就要用一個______。A．指令周期B．數(shù)據(jù)周期C．存儲周期D．總線周期20.并行I/O標準接口SCSI中，一塊主適配器可以連接______臺具有SCSI接口的設備。A．6B．7～15C．8D．10填空題（每空1分，共20分）1.在計算機術(shù)語中，將A.______和B.______和在一起稱為CPU，而將CPU和C.______合在一起稱為主機。2.計算機軟件一般分為兩大類：一類叫A.______，另一類叫B.______。操作系統(tǒng)屬于C.______類。3.主存儲器容量通常以MB表示，其中M=A.______,B=B.______；硬盤容量通常以GB表示，其中G=C.______。4.CPU能直接訪問A.______和B.______，但不能直接訪問磁盤和光盤。5.指令字長度有A.______、B.______、C.______三種形式。6.計算機系統(tǒng)中，根據(jù)應用條件和硬件資源不同，數(shù)據(jù)傳輸方式可采用A.______傳送、B.______傳送、C.______傳送。7.通道是一個特殊功能的A.______，它有自己的B.______專門負責數(shù)據(jù)輸入輸出的傳輸控制。8.并行I/O接口A.______和串行I/O接口B.______是目前兩個最具有權(quán)威性的標準接口技術(shù)。簡答題（每題5分，共20分）一個較完善的指令系統(tǒng)應包括哪幾類？什么是閃速存儲器？它有哪些特點？比較水平微指令與垂直微指令的優(yōu)缺點。CPU響應中斷應具備哪些條件？應用題（每題5分，共20分）已知：X=0.1011,Y=－0.0101,求[X/2]補,[X/4]補,[－X]補,[Y/2]補,[Y/4]補,[－Y]補。設機器字長為16位，定點表示時，尾數(shù)15位，階符1位。(1)定點原碼整數(shù)表示時，最大正數(shù)為多少？最小負數(shù)為多少？(2)定點原碼小數(shù)表示時，最大正數(shù)為多少？最小負數(shù)為多少？[x]補+[y]補=[x+y]補求證：-[y]補=[-y]補有一個16K×16的存儲器，由1K×4位的DRAM芯片構(gòu)成問:（1）總共需要多少DRAM芯片?（2）畫出存儲體的組成框圖。中斷接口中有哪些標志觸發(fā)器？功能是什么？CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中一個累加寄存器AC，一個狀態(tài)條件寄存器和其它四個寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。標明圖中四個寄存器的名稱。簡述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。簡述數(shù)據(jù)在運算器和主存之間進行存/取訪問的數(shù)據(jù)通路。圖C8.1何謂DMA方式？DMA控制器可采用哪幾種方式與CPU分時使用內(nèi)存？CD－ROM光盤的外緣有5mm的范圍因記錄數(shù)據(jù)困難，一般不使用，故標準的播放時間為60分鐘。請計算模式1情況下光盤存儲容量是多少？計算機組成原理試題（三）答案選擇題1.D2.A3.B4.A5.B,C6.D7.D8.D9.C10.B11.B12.B13.A14.C15.A16.C,D17.C18.A19.C20.B二．填空題1.A.運算器B.控制器C.存儲器2.A.系統(tǒng)程序B.應用程序C.系統(tǒng)程序3.A.220B.8位(1個字節(jié))C.2304.A.cacheB.主存5.A.單字長B.半字長C.雙字長6.A.并行B.串行C.復用7.A.處理器B.指令和程序8.A.SCSIB.IEEE1394三．簡答題包括：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運算指令、邏輯運算指令、程序控制指令、輸入輸出指令、堆棧指令、字符串指令、特權(quán)指令等。閃速存儲器是高密度、非易失性的讀/寫半導體存儲器。從原理上看，它屬于ROM型存儲器，但是它又可隨機改寫信息；從功能上看，它又相當于RAM，所以傳統(tǒng)ROM與RAM的定義和劃分已失去意義。因而它是一種全新的存儲器技術(shù)。閃速存儲器的特點：（1）固有的非易失性（2）廉價的高密度（3）可直接執(zhí)行（4）固態(tài)性能3.（1）水平型微指令并行操作能力強、效率高、靈活性強，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，具有微指令字比較長，但微程序短的特點，而垂直型微指令正好相反。（4）水平型微指令用戶難以掌握，而垂直型微指令與指令比較相似，相對來說比較容易掌握 4.解：在CPU內(nèi)部設置的中斷屏蔽觸發(fā)器必須是開放的。外設有中斷請求時，中斷請求觸發(fā)器必須處于“1”狀態(tài)，保持中斷請求信號。外設（接口）中斷允許觸發(fā)器必須為“1”，這樣才能把外設中斷請求送至CPU。當上述三個條件具備時，CPU在現(xiàn)行指令結(jié)束的最后一個狀態(tài)周期響應中斷。四．應用題1.解：[X]補=0.1011[X/2]補=0.01011[X/4]補=0.001011[－X]補=1.0101[Y]補=1.1011[Y/2]補=1.11011[Y/4]補=1.111011[－Y]補=0.01012.解：（1）定點原碼整數(shù)表示時最大正數(shù)：（215-1）10=（32767）10最小負數(shù)：-（215-1）10=（-32767）10（2）定點原碼小數(shù)表示時最大正數(shù)：（1-2-15）最小負數(shù)：-（1-2-15）3.證：因為[x]補+[y]補=[x+y]補令x=-y代入，則有[-y]補+[y]補=[-y+y]補=[0]補=0所以-[y]補=[-y]補4.解：（1）芯片1K×4位，片內(nèi)地址線10位（A9--A0），數(shù)據(jù)線4位。芯片總數(shù)16K×16/（1K×4）=64片（2）存儲器容量為16K，故地址線總數(shù)為14位（A13─A0），其中A13A12A11A10通過4：16譯碼器產(chǎn)生片選信號CS0─A9─A0CS154位CS1CS04位。。。。1K×41K×41K×41K×44位4位CS0CS1CS15D15—D0……4：16譯碼器4：16譯碼器A13A圖C8.25.解：中斷接口中有四個標志觸發(fā)器：準備就緒的標志（RD）：一旦設備做好一次數(shù)據(jù)的接受或發(fā)送，便發(fā)出一個設備動作完畢信號，使RD標志置“1”。在中斷方式中，該標志用作為中斷源觸發(fā)器，簡稱中斷觸發(fā)器。允許中斷觸發(fā)器（EI）：可以用程序指令來置位。EI為“1”時，某設備可以向CPU發(fā)出中斷請求；EI為“0”時，不能向CPU發(fā)出中斷請求，這意味著某中斷源的中斷請求被禁止。設置EI標志的目的，就是通過軟件來控制是否允許某設備發(fā)出中斷請求。中斷請求觸發(fā)器（IR）：它暫存中斷請求線上由設備發(fā)出的中斷請求信號。當IR標志為“1”時，表示設備發(fā)出了中斷請求。中斷屏蔽觸發(fā)器（IM）：是CPU是否受理中斷或批準中斷的標志。IM標志為“0”時，CPU可以受理外界的中斷請求，反之，IM標志為“1”時，CPU不受理外界的中斷。6.解：（1）a為數(shù)據(jù)緩沖寄存器DR，b為指令寄存器IR，c為主存地址寄存器AR，d為程序計數(shù)器PC（2）PC→AR→主存→緩沖寄存器DR→指令寄存器IR→操作控制器（3）存儲器讀：M→DR→ALU→AC存儲器寫：AC→DR→M7.解：DMA直接內(nèi)存訪問方式是一種完全由硬件執(zhí)行I/O交換的工作方式。DMA控制器從CPU完全接管對總線的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU而直接在內(nèi)存和I/O設備間進行。8.解：扇區(qū)總數(shù)=60×60×75=270000模式1存放計算機程序和數(shù)據(jù)，其存儲容量為270000×2048/1024/1024=527MB計算機組成原理試題（四）選擇題（每空1分，共20分）將有關(guān)數(shù)據(jù)加以分類、統(tǒng)計、分析，以取得有利用價值的信息，我們稱其為______。A.數(shù)值計算B.輔助設計C.數(shù)據(jù)處理D.實時控制目前的計算機，從原理上講______。指令以二進制形式存放，數(shù)據(jù)以十進制形式存放指令以十進制形式存放，數(shù)據(jù)以二進制形式存放指令和數(shù)據(jù)都以二進制形式存放指令和數(shù)據(jù)都以十進制形式存放根據(jù)國標規(guī)定，每個漢字在計算機內(nèi)占用______存儲。A.一個字節(jié)B.二個字節(jié)C.三個字節(jié)D.四個字節(jié)下列數(shù)中最小的數(shù)為______。A.（101001）2B.（52）8C.（2B）16D.（44）存儲器是計算機系統(tǒng)的記憶設備，主要用于______。A.存放程序B.存放軟件C.存放微程序D.存放程序和數(shù)據(jù)設X=—0.1011，則[X]補為______。A.1.1011B.1.0100C.7.下列數(shù)中最大的數(shù)是______。A.（10010101）2B.（227）8C.（96）16D.（143）計算機問世至今，新型機器不斷推陳出新，不管怎樣更新，依然保有“存儲程序”的概念，最早提出這種概念的是______。A.巴貝奇B.馮.諾依曼C.帕斯卡D.貝爾在CPU中，跟蹤后繼指令地指的寄存器是______。A.指令寄存器B.程序計數(shù)器C.地址寄存器D.狀態(tài)條件寄存器10.Pentium-3是一種______。A.64位處理器B.16位處理器C.準16位處理器D.32位處理器11.三種集中式總線控制中，______方式對電路故障最敏感。A.鏈式查詢B.計數(shù)器定時查詢C.獨立請求12.外存儲器與內(nèi)存儲器相比，外存儲器______。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13.一個256K×8的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線總和為______。A.16B.18C.26D14.堆棧尋址方式中，設A為累加器，SP為堆棧指示器，MSP為SP指示的棧頂單元。如果進棧操作的動作順序是（A）→MSP，(SP)-1→SP。那么出棧操作的動作順序應為______。A.(MSP)→A，(SP)+1→SPB.(SP)+1→SP，(MSP)→AC.(SP-1)→SP，(MSP)→AD.(MSP)→A，（SP）-1→SP15.當采用______對設備進行編址情況下，不需要專門的I/O指令組。A.統(tǒng)一編址法B.單獨編址法C.兩者都是D.兩者都不是16.下面有關(guān)“中斷”的敘述，______是不正確的。一旦有中斷請求出現(xiàn)，CPU立即停止當前指令的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去受理中斷請求CPU響應中斷時暫停運行當前程序，自動轉(zhuǎn)移到中斷服務程序中斷方式一般適用于隨機出現(xiàn)的服務為了保證中斷服務程序執(zhí)行完畢以后，能正確返回到被中斷的斷點繼續(xù)執(zhí)行程序，必須進行現(xiàn)場保存操作17.下面敘述中，______是正確的。A.總線一定要和接口相連B.接口一定要和總線相連C.通道可以替代接口D.總線始終由CPU控制和管理18.在下述指令中，I為間接尋址，______指令包含的CPU周期數(shù)最多。A.CLAB.ADD30C.STAI31D.JMP2119.設寄存器位數(shù)為8位，機器數(shù)采用補碼形式（含一位符號位）。對應于十進制數(shù)-27，寄存器內(nèi)為______。A.27HB.9BHC.E5HD.5AH20.某存儲器芯片的存儲容量為8K×12位，則它的地址線為____。A.11B.12C.13D二.填空題（每空1分，共20分）計算機軟件一般分為兩大類：一類叫A.______,另一類叫B.______。操作系統(tǒng)屬于C.______類。一位十進制數(shù)，用BCD碼表示需A.______位二進制碼，用ASCII碼表示需B.______位二進制碼。主存儲器容量通常以KB表示，其中K=A.______;硬盤容量通常以GB表示，其中G=B.______。RISC的中文含義是A.______,CISC的中文含義是B.______。主存儲器的性能指標主要是存儲容量、A.______、B.______和C.______。由于存儲器芯片的容量有限，所以往往需要在A.______和B.______兩方面進行擴充才能滿足實際需求。指令尋址的基本方式有兩種，A.______方式和B.______方式。存儲器和CPU連接時，要完成A.______的連接；B.______的連接和C.______的連接，方能正常工作。操作控制器的功能是根據(jù)指令操作碼和A.______，產(chǎn)生各種操作控制信號，從而完成B.______和執(zhí)行指令的控制。三.簡答題（每題5分，共20分）指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，計算機如何從時間和空間上區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)。什么是指令周期？什么是機器周期？什么是時鐘周期？三者之間的關(guān)系如何？簡要描述外設進行DMA操作的過程及DMA方式的主要優(yōu)點。在寄存器—寄存器型，寄存器—存儲器型和存儲器—存儲器型三類指令中，哪類指令的執(zhí)行時間最長？哪類指令的執(zhí)行時間最短？為什么？應用題（每題5分，共40分）求十進制數(shù)-113的原碼表示，反碼表示，補碼表示和移碼表示（用8位二進制表示，并設最高位為符號位，真值為7位）。某機指令格式如圖所示：OPXD15109870圖中X為尋址特征位，且X=0時，不變址；X=1時，用變址寄存器X1進行變址；X=2時，用變址寄存器X2進行變址；X=3時，相對尋址。設（PC）=1234H，（X1）=0037H,(X2)=1122H，請確定下列指令的有效地址（均用十六進制表示，H表示十六進制）(1)4420H(2)2244H(3)1322H(4)3521H(5)6723H將十進制數(shù)354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)和BCD數(shù)。浮點數(shù)格式如下：1位階符，6位階碼，1位數(shù)符，8位尾數(shù)，請寫出浮點數(shù)所能表示的范圍（只考慮正數(shù)值）。現(xiàn)有一64K×2位的存儲器芯片，欲設計具有同樣存儲容量的存儲器,應如何安排地址線和數(shù)據(jù)線引腳的數(shù)目，使兩者之和最小。并說明有幾種解答。異步通信方式傳送ASCII碼，數(shù)據(jù)位8位，奇校驗1位，停止位1位。計算當波特率為4800時，字符傳送的速率是多少？每個數(shù)據(jù)位的時間長度是多少？數(shù)據(jù)位的傳送速率是多少？已知某8位機的主存采用半導體存儲器，地址碼為18位，采用4K×4位的SRAM芯片組成該機所允許的最大主存空間，并選用模塊條形式，問：若每個模塊條為32K×8位，共需幾個模塊條？每個模塊條內(nèi)有多少片RAM芯片?主存共需多少RAM芯片？CPU需使用幾根地址線來選擇各模塊？使用何種譯碼器？畫出中斷處理過程流程圖。計算機組成原理試題（四）答案選擇題：1.C2.C3.B4.A5.D6.C7.B8.B9.B10.A11.A12.B13.C14.B15.A16.A17.B18.C19.C20C二.填空題：A.系統(tǒng)軟件B.應用軟件C.系統(tǒng)軟件2.A.4B.73.A.210B.2304.A.精簡指令系統(tǒng)計算機B.復雜指令系統(tǒng)計算機5.A.存取時間B.存儲周期C.存儲器帶寬6.A.字向B.位向7.A.順序?qū)ぶ贩绞紹.跳躍尋址方式8.A.地址線B.數(shù)據(jù)線C.控制線9.A.時序信號B.取指令三.簡答題：時間上講，取指令事件發(fā)生在“取指周期”，取數(shù)據(jù)事件發(fā)生在“執(zhí)行周期”。從空間上講，從內(nèi)存讀出的指令流流向控制器（指令寄存器）。從內(nèi)存讀出的數(shù)據(jù)流流向運算器（通用寄存器）。指令周期是完成一條指令所需的時間。包括取指令、分析指令和執(zhí)行指令所需的全部時間。機器周期也稱為CPU周期，是指被確定為指令執(zhí)行過程中的歸一化基準時間，通常等于取指時間（或訪存時間）。時鐘周期是時鐘頻率的倒數(shù)，也可稱為節(jié)拍脈沖或T周期，是處理操作的最基本單位。一個指令周期由若干個機器周期組成，每個機器周期又由若干個時鐘周期組成。(1)外設發(fā)出DMA請求；（2）CPU響應請求，DMA控制器從CPU接管總線的控制；（3）由DMA控制器執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送操作；（4）向CPU報告DMA操作結(jié)束。主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)速度快寄存器-寄存器型執(zhí)行速度最快,存儲器-存儲器型執(zhí)行速度最慢。因為前者操作數(shù)在寄存器中，后者操作數(shù)在存儲器中，而訪問一次存儲器所需的時間一般比訪問一次寄存器所需時間長。應用題1.原碼11110001反碼10001110補碼10001111移碼000011112.（1）0020H（2）1166H（3）1256H（4）0058H（5）1257H3.（1）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（162.A）16（2）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（101100010.1010）2（3）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（542.5）8（4）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（0.1）BCD4.最小值2-111111×0.最大值2111111×0.設地址線x根，數(shù)據(jù)線y根，則2x·y=64K×2若y=1x=17y=2x=16y=4x=15y=8x=14因此，當數(shù)據(jù)線為1或2時，引腳之和為18共有2種解答每個字符格式包含十個位，因此字符傳送速率4800波特/10=480字符/秒每個數(shù)據(jù)位時間長度T=1/4800=0.208ms數(shù)據(jù)位傳送速率8×480=3840位/秒(218×8）/（32k×8）=8，故需8個模塊(32k×8）/（4k×4）=16，故需16片芯片共需8×16=128片芯片為了選擇各模塊，需使用3:8譯碼器即3根地址線選擇模條。8．中斷處理過程流程圖如圖C2.1所示。取指令執(zhí)行指令取指令執(zhí)行指令否中斷中斷是響應中斷響應中斷關(guān)中斷，即“關(guān)中斷，即“中斷屏蔽”置位斷轉(zhuǎn)移到中斷服務子程序周轉(zhuǎn)移到中斷服務子程序期保存CPU現(xiàn)場保存CPU現(xiàn)場中設備服務斷設備服務服恢復CPU現(xiàn)場務恢復CPU現(xiàn)場子程開中斷，即“中斷屏蔽開中斷，即“中斷屏蔽”復位圖C2.1計算機組成原理試題（五）一、選擇題（每小題選出一個最合適的答案，每小題2分，共20分）1、若十進制數(shù)為37.25，則相應的二進制數(shù)是（）。（A）100110.01（B）110101.01（C）100101.1（D）100101.012、若[x]反=1.1011，則x=（A）-0.0101（B）-0.0100（C）0.1011（D）-0.10113、某機器字長16位，含一位數(shù)符，用補碼表示，則定點小數(shù)所能表示的最小正數(shù)是（）。（A）2-15（B）216（C）2-1（D）1-2-154、若采用雙符號位補碼運算，運算結(jié)果的符號位為10，則（）。（A）產(chǎn)生了負溢出（下溢）（B）產(chǎn)生了正溢出（上溢）（C）運算結(jié)果正確，為負數(shù)（D）運算結(jié)果正確，為正數(shù)5、在用比較法進行補碼一位乘法時，若相鄰兩位乘數(shù)yiyi+1為01時，完成的操作是（）。（A）無（B）原部分積+[X]補，右移一位（C）原部分積+[-X]補，右移一位（D）原部分積+[Y]補，右移一位6、堆棧指針SP的內(nèi)容是（）。（A）棧頂?shù)刂罚˙）棧底地址（C）棧頂內(nèi)容（D）棧底內(nèi)容7、在寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)是從（）。（A）主存儲器中讀出（B）寄存器中讀出（C）磁盤中讀出（D）CPU中讀出8、在微程序控制器中，一條機器指令的功能通常由（