計(jì)算機(jī)組成原理試卷2

計(jì)算機(jī)組成原理試題2

-、選擇題（共20分，每題1分）

1.馮?諾伊曼機(jī)工作方式的基本特點(diǎn)是O

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(chǔ)器按內(nèi)容選擇地址。

2.程序控制類指令的功能是。

A.進(jìn)行主存和CPU之間的數(shù)據(jù)傳送；

B.進(jìn)行CPU和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送；

C.改變程序執(zhí)行的順序；

D.一定是自動(dòng)加+1。

3.水平型微指令的特點(diǎn)是。

A.一次可以完成多個(gè)操作：

B.微指令的操作控制字段不進(jìn)行編碼；

C.微指令的格式簡(jiǎn)短；

D.微指令的格式較長(zhǎng)。

4.存儲(chǔ)字長(zhǎng)是指o

A.存放在一個(gè)存儲(chǔ)單元中的二進(jìn)制代碼組合；

B.存放在一個(gè)存儲(chǔ)單元中的二進(jìn)制代碼位數(shù)；

C.存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)；

D.機(jī)器指令的位數(shù)。

5.CPU通過____啟動(dòng)通道。

A.執(zhí)行通道命令；

B.執(zhí)行I/O指令；

C.發(fā)出中斷請(qǐng)求；

D.程序查詢。

6.對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)加以分類、統(tǒng)計(jì)、分析，這屬于計(jì)算機(jī)在方面的應(yīng)用。

A.數(shù)值計(jì)算;

B.輔助設(shè)計(jì)；

C.數(shù)據(jù)處理；

D.實(shí)時(shí)控制。

7.總線中地址線的作用是。

A.只用于選擇存儲(chǔ)器單元；

B.由設(shè)備向主機(jī)提供地址；

C.用于選擇指定存儲(chǔ)器單元和I/O設(shè)備接口電路的地址；

D.即傳送地址又傳送數(shù)據(jù)。

8.總線的異步通信方式。

A.不采用時(shí)鐘信號(hào)，只采用握手信號(hào)；

B.既采用時(shí)鐘信號(hào)，又采用握手信號(hào)；

C.既不采用時(shí)鐘信號(hào)，又不采用握手信號(hào)；

D.既采用時(shí)鐘信號(hào)，又采用握手信號(hào)。

9.存儲(chǔ)周期是指.

A.存儲(chǔ)器的寫入時(shí)間；

B,存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)寫操作允許的最短間隔時(shí)間；

C.存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)讀或?qū)懖僮魉试S的最短間隔時(shí)間；

D.指令執(zhí)行時(shí)間。

10.在程序的執(zhí)行過程中，Cache與主存的地址映射是由____。

A.操作系統(tǒng)來(lái)管理的；

B.程序員調(diào)度的；

C.由硬件自動(dòng)完成的；

D.用戶軟件完成。

11.以下敘述____是正確的。

A.外部設(shè)備一旦發(fā)出中斷請(qǐng)求，便立即得到CPU的響應(yīng)；

B.外部設(shè)備一旦發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU應(yīng)立即響應(yīng)；

C.中斷方式一般用于處理隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)請(qǐng)求：

D.程序查詢用于鍵盤中斷。

12.加法器采用先行進(jìn)位的目的是。

A.優(yōu)化加法器的結(jié)構(gòu)；

B.節(jié)省器材；

C.加速傳遞進(jìn)位信號(hào)；

D.增強(qiáng)加法器結(jié)構(gòu)。

13.變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址是o

A.基址寄存器內(nèi)容加上形式地址（位移量）；

B.程序計(jì)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.寄存器內(nèi)容加上形式地址。

14.指令寄存器的位數(shù)取決于。

A.存儲(chǔ)器的容量；

B.指令字長(zhǎng)；

C.機(jī)器字長(zhǎng)；

D.存儲(chǔ)字長(zhǎng)。

15.在控制器的控制方式中，機(jī)器周期內(nèi)的時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)可以不相同，這屬于.

A.同步控制；

B.異步控制；

C.聯(lián)合控制；

D.人工控制。

16.下列敘述中是正確的。

A.控制器產(chǎn)生的所有控制信號(hào)稱為微指令；

B.微程序控制器比硬連線控制器更加靈活；

C.微處理器的程序稱為微程序；

D.指令就是微指令。

17.CPU中的譯碼器主要用于。

A.地址譯碼；

B.指令譯碼；

C.選擇多路數(shù)據(jù)至ALU；

D.數(shù)據(jù)譯碼。

18.直接尋址的無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令功能是將指令中的地址碼送入。

A.PC；

B.地址寄存器；

C.累加器；

D.ALU。

19.DMA方式的接口電路中有程序中斷部件，其作用是一。

A.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送；

B.向CPU提出總線使用權(quán)；

C.向CPU提出傳輸結(jié)束；

D.發(fā)中斷請(qǐng)求。

20.下列器件中存取速度最快的是。

A.Cache；

B.主存；

C.寄存器；

D.輔存。

二、填空題（共20分，每題1分）

1.完成一條指令一般分為A周期和B周期,前者完成C操

作，后者完成D操作。

2.設(shè)指令字長(zhǎng)等于存儲(chǔ)字長(zhǎng)，均為24位，若某指令系統(tǒng)可完成108種操作，操作碼長(zhǎng)

度固定，且具有直接、間接（一次間址）、變址、基址、相對(duì)、立即等尋址方式，則在保證

最大范圍內(nèi)直接尋址的前提下，指令字中操作碼占A位,尋址特征位占B位,

可直接尋址的范圍是_L，一次間址的范圍是D。

3.微指令格式可分為A型和B型兩類,其中C型微

指令用較長(zhǎng)的微程序結(jié)構(gòu)換取較短的微指令結(jié)構(gòu)。

4.在寫操作忖，對(duì)Cache與主存單元同時(shí)修改的方法稱作A,若每次只

暫時(shí)寫入Cache,宜.到替換時(shí)才寫入主存的方法稱作B。

5.I/O與主機(jī)交換信息的方式中，A和B都需通過程序

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，其中C體現(xiàn)CPU與設(shè)備是串行工作的。

6.在小數(shù)定點(diǎn)機(jī)中，采用1位符號(hào)位，若寄存器內(nèi)容為10000000,當(dāng)它分別表示為原

碼、補(bǔ)碼和反碼時(shí)，其對(duì)應(yīng)的真值分別為A、B和C（均

用十進(jìn)制表示）。

三、名詞解釋（共10分，每題2分）

1.時(shí)鐘周期

2.向量地址

3.系統(tǒng)總線

4.機(jī)器指令

5.超流水線

四、計(jì)算題（5分）

設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位（含一位符號(hào)位在內(nèi)），若A=+15,B=+24,求［A-Bh卜并還原成

真值。

五、簡(jiǎn)答題（共15分）

1.指出零的表示是唯一形式的機(jī)器數(shù)，并寫出其二進(jìn)制代碼（機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)自定）。

（2分）

2.除了采用高速芯片外，分別指出存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器和I/O系統(tǒng)各自可采

用什么方法提高機(jī)器速度，各舉一例簡(jiǎn)要說(shuō)明。（4分）

3.總線通信控制有幾種方式，簡(jiǎn)要說(shuō)明各自的特點(diǎn)。（4分）

4.以I/O設(shè)備的中斷處理過程為例，說(shuō)明一次程序中斷的全過程。（5分）

六、問答題（共20分）

I.已知帶返轉(zhuǎn)指令的含義如下圖所示，寫出機(jī)器在完成帶返轉(zhuǎn)指令時(shí)，取指階段和執(zhí)

行階段所需的全部微操作命令及節(jié)拍安排。如果采用微程序控制，需增加哪些微操作命令？

（8分）

2.（6分）一條雙字長(zhǎng)的取數(shù)指令（LDA）存于存儲(chǔ)器的100和101單元，其中第一個(gè)

字為操作碼和尋址特征M,第二個(gè)字為形式地址。假設(shè)PC當(dāng)前值為100,變址寄存器XR

的內(nèi)容為100,基址寄存器的內(nèi)容為200,存儲(chǔ)器各單元的內(nèi)容如下圖所示。寫出在下列尋

址方式中，取數(shù)指令執(zhí)行結(jié)束后，累加器AC的內(nèi)容。

100LDAM

尋址方式AC內(nèi)容

101300

102（1）直接尋址

?

?

（2）立即尋址

300800

■

■

■

（3）間接尋址

400700

401400

（4）相對(duì)尋址

402500

?

?

?（5）變址尋址

500200

！

?

?（6）基址尋址

800600

3.（6分）設(shè)某機(jī)有四個(gè)中斷源A、B、C、D,其硬件排隊(duì)優(yōu)先次序?yàn)锳>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(gè)中斷源對(duì)應(yīng)的屏蔽字。

（2）按下圖時(shí)間軸給出的四個(gè)中斷源的請(qǐng)求時(shí)刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。設(shè)每個(gè)

中斷源的中斷服務(wù)程序時(shí)間均為20g。

程序

510152030405060708090

IIIII...........................................，................................

fftf，（同

BDAC

七、設(shè)計(jì)題（10分）

設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用硒'（低電平有效）作訪存控制信號(hào),

湎作讀寫命令信號(hào)（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲(chǔ)芯片：

ROM（2Kx8位，4Kx4位，8Kx8位），

RAM（1KX4位，2Kx8位，4Kx8位）

及74138譯碼器和其他門電路（門電路自定）。

試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出CPU和存儲(chǔ)芯片的連接圖。要求:

（1）最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，4096?16383地址范圍為用戶程序區(qū);

（2）指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量；

（3）詳細(xì)畫出片選邏輯。

G,一丫,

5“1Y-G.y.4為控制端

1:

CC,B,A為變量輸入端

B,_V?…V?為變量輸出端

AY?

74138譯碼器

43°-吁43-

計(jì)算機(jī)組成原理試題2答案

一、選擇題（共20分，每題1分）

1.B2.C3,A4.B5.B6.C7.C

8.A9.C10.C11.C12.C13.C14.B

15.A16.B17.B18.A19.C20.C

二、填空題（共20分，每空1分）

1.A.取指B.執(zhí)行C.取指令和分析指令D.執(zhí)行指令

2.A.7B.3C.214D.224

3.A.垂直B.水平C.垂直

4.A.寫直達(dá)法B.寫回法

5.A.程序查詢方式B.中斷方式C.程序查詢方式

8.A.-0B.-1C.-127/128

三、名詞解釋（共10分，每題2分）

1.時(shí)鐘周期

答：時(shí)鐘周期：節(jié)拍，時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，機(jī)器基本操作的最小單位。

2.向量地址

答：向量地址：中斷方式中由硬件產(chǎn)生向量地址，可由向量地址找到入口地址。

3.系統(tǒng)總線

答：系統(tǒng)總線是指CPU、主存、I/O（通過I/O接口）各大部件之間的信息傳輸線。按傳輸信息

的不同，又分?jǐn)?shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。

4.機(jī)器指令

答：機(jī)器指令由0、1代碼組成，能被機(jī)器直接識(shí)別。機(jī)器指令可由有序微指令組成的微程

序來(lái)解釋，微指令也是由0、1代碼組成，也能被機(jī)器直接識(shí)別。

5.超流水線

答：超流水線（Superpipelining）技術(shù)是將…些流水線寄存器插入到流水線段中，好比將流

水線再分道，提高了原來(lái)流水線的速度，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)一個(gè)功能部件被使用多次。

四、計(jì)算題（5分）

答：TA=+15=+0001111,B=+24=+00U000（1分）

:.[A]tt=0,0001111,[B]n=0,0011000,[-B]fr=1,1101000（1分）

則[A-B]補(bǔ)=[A]樸+[-B]補(bǔ)=0,0001111

+1J101000

1,1110111

（1分）

二[A-B]tt=1,1110111（1分）

故A-B=-0001001=-9（1分）

五、簡(jiǎn)答題（共15分）

1.答：補(bǔ)碼0.0000000（1分）

移碼1.0000000（1分）

2.答：存儲(chǔ)器：采用多體交叉存儲(chǔ)器（1分）

運(yùn)算器：采用快速進(jìn)位鏈（1分）

控制器：采用指令流水（1分）

I/O系統(tǒng)：采用DMA方式（1分）

3.答：同步通信：通信雙方由統(tǒng)一時(shí)標(biāo)控制數(shù)據(jù)傳送（1分）

異步通信：采用應(yīng)答方式通信。（1分）

半同步通信：統(tǒng)一時(shí)鐘，可插入等待信號(hào)（1分）

分離式通信：都是主設(shè)備，充分發(fā)揮總線的有效占用。（1分）

4.答：一次程序中斷大致可分為五個(gè)階段。

中斷請(qǐng)求（1分）

中斷判優(yōu)（1分）

中斷響應(yīng)（1分）

中斷服務(wù)（1分）

中斷返回（1分）

六、問答題（共20分）

1.（8分）答

取指階段

ToPC—MAR,11R（1分）

T\M（MAR）-MDR,（PC）+1-PC（1分）

T2MDRTIR,OP（IR）1ID（1分）

由圖可見，帶返轉(zhuǎn)指令執(zhí)行階段需完成將返回地址M+l,存入指令的地址碼字段K所

指示的存儲(chǔ)單元中，從K+1號(hào)單元開始才是子程序的真正內(nèi)容，故執(zhí)行階段的微操作命令

及節(jié)拍安排為：

ToAd（IR）-MAR,1—W（1分）

TiPC—MDR（1分）

T2MDR-M（MAR）,Ad（IR）+1-PC（1分）

如果采用微程序控制，需增加給出下條微指令地址的命令，即

Ad（CMDR）-?CMAR（1分）

OP（IR）一微地址形成部件—CMAR（1分）

(1)800(1分)

(2)300(1分)

(3)600(1分)

（4）500（1分）

（5）700（1分）

（6）200（1分）

3.答：

（1）在中斷處理次序改為D>A>C>B后，每個(gè)中斷源新的屏蔽字如表所示。（4分）

中斷源屏蔽字

ABCD

A1110

B0100

C0110

D1111

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

程序

D程序

C程序

B程序L

A程序