計算機組成原理考研試卷及答案(五)

計算機組成原理考研試卷（五）及答案

一、選擇題（共5分，每題1分）

1.設寄存器內(nèi)容為80H,若它對應的真值是-127,則該機器數(shù)是

A.原碼；

B.補碼;

C.反碼；

D.移碼。

2.下列敘述中是正確的。

A.程序中斷方式中有中斷請求，DMA方式中沒有中斷請求；

B.程序中斷方式和DMA方式中實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送都需中斷請求；

C.程序中斷方式和DMA方式中都有中斷請求，但目的不同；

D.DMA要等到指令周期結束時才進行周期竊取。

3.設機器數(shù)字長為32位，一個容量為16MB的存儲器，CPU按半字尋址，其尋址范圍是

A.2的24次方；

B.2的23次方；

C.2的22次方;

D.2的21次方。

4.在中斷接口電路中，向量地址可通過送至CPU。

A.地址線；

B.數(shù)據(jù)線；

C.控制線；

D.狀態(tài)線。

5.在程序的執(zhí)行過程中，Cache與主存的地址映象是由

A.程序員調(diào)度的；

B.操作系統(tǒng)管理的；

C.由程序員和操作系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)完成的；

D.硬件自動完成的。

6.總線復用方式可以<

A.提島總線的傳輸帶寬；

B.增加總線的功能；

C.減少總線中信號線的數(shù)量；

D.提高CUP利用率。

7.下列說法中正確的是o

A.Cache與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間是主存地址空間的一部分;

B.主存儲器只由易失性的隨機讀寫存儲器構成;

C.單體多字存儲器主要解決訪存速度的問題；

D.Cache不與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間不是主存地址空間的一部分。

8.在采用增量計數(shù)器法的微指令中，下一條微指令的地址<

A.在當前的微指令中；

B.在微指令地址計數(shù)器中；

C.在程序計數(shù)器；

D.在CPU中。

9.由于CPU內(nèi)部操作的速度較快，而CPU訪問一次存儲器的時間較長，因此機器周期

通常由來確定。

A.指令周期；

B.存取周期；

C.間址周期；

D.執(zhí)行周期。

10.RISC機器。

A.不一定采用流水技術；

B.一定采用流水技術；

C.CPU配備很少的通用寄存器;

D.CPU配備很多的通用寄存器。

11.在下列尋址方式中，尋址方式需要先計算，再訪問主存。

A.立即;

B.變址；

C.間接；

D.直接。

12.在浮點機中，判斷補碼規(guī)格化形式的原則是o

A.尾數(shù)的第一數(shù)位為1,數(shù)符任意；

B.尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位相同；

C.尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位不同；

D.階符與數(shù)符不同。

13.1/0采用統(tǒng)一編址時，進行輸入輸出操作的指令是。

A.控制指令；

B.訪存指令；

C.輸入輸出指令；

D.程序指令。

14.設機器字長為32位,存儲容量為16MB,若按雙字編址，其尋址范圍是

A.8MB;

B.2M;

C.4M;

D.16Mo

15.尋址對于實現(xiàn)程序浮動提供了較好的支持。

A.間接尋址；

B.變址尋址；

C.相對尋址；

D.直接尋址。

16.超流水線技術是o

A.縮短原來流水線的處理器周期；

B.在每個時鐘周期內(nèi)同時并發(fā)多條指令；

C.把多條能并行操作的指令組合成一條具有多個操作碼字段的指令;

D.以上都不對。

17.以下敘述中錯誤的是。

A.指令周期的第一個操作是取指令；

B.為了進行取指令操作，控制器需要得到相應的指令；

C.取指令操作是控制器自動進行的；

D.指令周期的第一個操作是取數(shù)據(jù)。

18.1/0與主主機交換信息的方式中，DMA方式的特點是o

A.CPU與設備串行工作，傳送與主程序串行工作；

B.CPU與設備并行工作，傳送與主程序串行工作；

C.CPU與設備并行工作，傳送與主程序并行工作；

D.CPU與設備串行工作，傳送與主程序并行工作。

19.若9BH表示移碼（含1位符號位）.其對應的十進制數(shù)是。

A.27;

B.-27;

C.-101;

D.10K

20.在二地址指令中是正確的。

A.指令的地址碼字段存放的一定是操作數(shù)；

B.指令的地址碼字段存放的一定是操作數(shù)地址；

C.運算結果通常存放在其中一個地址碼所提供的地址中；

D.指令的地址碼字段存放的一定是操作碼。

二、填空題（共20分，每空1分）

1.32位字長的浮點數(shù)，其中階碼8位（含1位階符），基值為2,尾數(shù)24位（含1位數(shù)

符），則其對應的最大正數(shù)是A,最小的絕對值是B；若機器數(shù)采用補碼表

示，且尾數(shù)為規(guī)格化形式，則對應的最小正數(shù)是C,最小負數(shù)是Do（均

用十進制表示）

2.CPU從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時間叫A,它通常包含若干個B

,而后者又包含若干個CoD和E組成多級時序系統(tǒng)。

3.假設微指令的操作控制字段共18位，若采用直接控制，則一條微指令最多可同時啟

動A個微操作命令。若采用字段直接編碼控制，并要求一條微指令能同時啟動3

個微操作，則微指令的操作控制字段應分B段，若每個字段的微操作數(shù)相同，這樣

的微指令格式最多可包含C個微操作命令。

4.一個8體低位交叉的存儲器，假設存取周期為T,CPU每隔t（T=8x）時間啟動一

個存儲體，則依次從存儲器中取出16個字共需A存取周期°

5.1/0與主機交換信息的控制方式中，A方式CPU和設備是串行工作的。

B和C方式CPU和設備是并行工作的，前者傳送與主程序是并行的，后者

傳送和主機是串行的。

6.設n=16位（不包括符號位在內(nèi)），原碼兩位乘需做A次移位，最多做B次

加法;補碼Booth算法需做C次移位，最多做D次加法。

三、名詞解釋（共10分，每題2分）

1.同步控制方式

2.周期竊取

3.雙重分組跳躍進位

4.直接編碼

5.硬件向量法

四、計算題（5分）

設x=+M，試用變形補碼計算x+y。

1616

五、簡答題（15分）

1.某機主存容量為4Mx32位，且存儲字長等于指令字長，若該機的指令系統(tǒng)具備129

種操作。操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、立即、相對、基址、變址六種尋址方式。（5

分）

（1）畫出一地址指令格式并指出各字段的作用；

（2）該指令直接尋址的最大范圍（十進制表示）；

（3）一次間址的尋址范圍（十進制表示）；

（4）相對尋址的位移量（十進制表示）。

2.能不能說機器的主頻越快，機器的速度就越快，為什么？

3.某機有五個中斷源，按中斷響應的優(yōu)先順序由高到低為LO,L1,L2,L3,L4,現(xiàn)要求優(yōu)先

順序改為L3,L2,L4,L1,LO,寫出各中斷源的屏蔽字。（5分）

屏蔽字

中斷源

01234

L0

L1

L2

L3

L4

六、問答題（20分）

(1)畫出主機框圖(要求畫到寄存器級);

(2)若存儲器容量為64Kx32位，指出圖中各寄存器的位數(shù)；

(3)寫出組合邏輯控制器完成LDAX(X為主存地址)指令發(fā)出的全部微操作命令及節(jié)拍

安排。

(4)若采用微程序控制，還需增加哪些微操作？

七、設計題(10分)

設CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用疝畫作訪存控制信號(低電平有效)，

用而作讀寫控制信號(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：

氧工

ROM

PD.Progr

74138譯碼器

位

ROM2K8位RAM1K4Gi不■,不為控制端

4K8位2K必工

二1工.\為變“；捽制端

8K8位8K8收

位16Kl位

32K8W……Yo為輸出端

4K4位

(1)存儲芯片地址空間分配為：最小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)，與系統(tǒng)程序工作區(qū)相鄰的是24K用戶程序區(qū)；

(2)指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；

⑶詳細畫出片選邏輯。

一、選擇題（共20分，每題1分1

l.C2.C3.B4.B5.D6.C7.C

8.B9.B10.Bll.B12.C13.B14.B

15.C16.A17.B18.C19.A20.C

二、填空題（共20分，每空1分）

,2723,27

jA.2%（1?2一為B.2-X2-C.2T匕2TD.-2

2.A.指令周期B.機器周期C.節(jié)拍D.機器周期E.節(jié)拍

3.A.18B.3C.192

?23

A.—

4.8

5.A.程序查詢B.DMAC.程序中斷

6.A.8B.9C.I6D.I7

三、名詞解釋（共1Q每題2分）

1.同步控制方式

答：任何一條指令或指令中的任何一個微操作的執(zhí)行，都由事先確定且有統(tǒng)一基準時標

的時序信號所控制的方式，叫做同步控制方式。

2.周期竊取

答：周期竊?。篋MA方式中由DMA接口向CPU申請占用總線，占用一個存取周期。

3.雙重分組跳躍進位

答：n位全加器分成若干大組，大組內(nèi)又分成若干小組，大組中分組的最高進位同時產(chǎn)

生，大組與大組問的進位串行傳送。

4.直接編碼

答：在微指令的操作控制字段中，每一位代表一個微命令，這種編碼方式即為直接編碼

方式。

5.硬件向量法

答：硬件向量法就是利用硬件產(chǎn)生向量地址，再由向量地址找到中斷服務程序的入口地

址。

四、計算題（共5分）

117

答：,:X=+—=0.1011,y=+—=0.0111

1616

lxJ4.-00.1011,[y]*=00.011111分）

則國補，+[y-=00I?！?/p>

+00.0111

第?位符號位f邛0010

二溢出（2分）

此時，符號位為“01”，表示溢出，又因第一位符號位為“0”，表示結果的真正符號，故“01”

表示正溢出。（2分）

五、簡答題（共15分）

1.（5分）答：

（1）一地址指令格式為（1分）

OPMA

OP操作碼字段，共9位，可反映129種操作;

M尋址方式特征字段，共3位，可反映6種尋址方式；

A形式地址字段，共32-9-3=20位（1分）

（2）直接尋址的最大范圍為2的20次方=2048（1分）

（3）由于存儲字長為32位，故一次間址的尋址范圍為2的32次方（1分）

（4）相對尋址的位移量為-1024~+1023（1分）

2.（5分）答：不能說機器的主頻越快，機器的速度就越快。因為機器的速度不僅與主頻有關,

還與機器周期中所含的時鐘周期數(shù)以及指令周期中所含的機器周期數(shù)有關。同樣主頻的機

器，由于機器周期所含時鐘周期數(shù)不同，機器的速度也不同。機器周期中所含時鐘周期數(shù)少

的機器，速度更快。

此外，機器的速度還和其他很多因素有關，如主存的速度、機器是否配有Cache、總線

的數(shù)據(jù)傳輸率、硬盤的速度、以及機器是否采用流水技術等等。機器速度還可以用MIPS（每

秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)）和CPI（執(zhí)行一條指令所需的時鐘周期數(shù)來衡量）。

3.（5分）答：（每寫對一個屏蔽字1分）

設屏蔽位為力”時表示對應的中斷源被屏蔽，屏蔽字排列如下：

屏蔽字

中斷源

01234

L010000

L111000

L210111

L311111

L411001

六、問答題（共20分）

⑴(5分)

(2)(5分)

ACCMQALUXIRMDRPCMAR

3232323232321616

(3)(5分)

TOPC—MAR1->R

T1M(MAR)一MDR(PC)+1-PC

T2MDR—IROP(IR)->ID

TOAd(IR)-MAR1->R

T1M(MAR)TMDR

T2MDRTAC

(4)(5分)

取指Ad(CMDR)-CMAR

OP（IR）T微地址形成部件TCMAR

執(zhí)行Ad(CMDR)->CMAR

七、設計題（共10分）

（1）根據(jù)主存地址空間分配為:(2分)

An

00000000000

最小4K4KX8位ROM1片

000

00000000000000

相鄰4K4KX4位RAM2片

00011

0oo0

00

000000000000000相鄰24K8KX8位RAM3片

00

0o000000000000

0

⑵選出所用芯片類型及數(shù)量

最小4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū),選用片4KX8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4Kx4位RAM芯片;（1分）

與系統(tǒng)程序工作區(qū)相鄰的24K為用戶程序區(qū)，選用3