2014-2015計算機(jī)組成原理試題.doc

貴州大學(xué)計算機(jī)學(xué)院20142015年度第一學(xué)期期末測試題計算機(jī)組成原理一、 填空題（共10個小題，每小題2分，共20分）1、存儲 并按 順序執(zhí)行，這是馮.諾依曼型計算機(jī)的工作原理。2、假定某數(shù)X=-01001010，在計算機(jī)內(nèi)部的表示為10110110，則該數(shù)所用的編碼方法是 。3、Cache常用的地址映射方法有 、 和全相聯(lián)映射。4、一條機(jī)器指令分為 和 字段。5、指令尋址的基本方式有兩種，一種是 尋址方式，另一種是 尋址方式。6、構(gòu)成中央處理器的兩大部件是 和 。7、I/O的編址方式可分為 和 兩大類，前者需有獨(dú)立的I/O指令。8、EPROM是指 擦除，可編程的 存儲器。9、在進(jìn)行浮點(diǎn)加減法運(yùn)算時，一般需要完成五個計算步驟： 、尾數(shù)求和、 、舍入處理和判溢出。10、在微型機(jī)系統(tǒng)中，外圍設(shè)備通過 與主板的系統(tǒng)總線相連。二、 單項選擇題（四個選項中只有一個答案是正確的，共12個小題，每小題2分，共24分）1、 負(fù)零的補(bǔ)碼表示為（ ）A.-0補(bǔ)=1 0000 B. -0補(bǔ)=0 0000C. -0補(bǔ)=0 1111 D. -0補(bǔ)=111112、在中斷響應(yīng)過程中，CPU保護(hù)程序計數(shù)器的主要目的是（ ） A.使CPU能找到中斷服務(wù)程序的入口地址 B.為了實現(xiàn)中斷嵌套 C.為了使CPU在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序能回到被中斷程序的斷點(diǎn)處為了使CPU與I/O設(shè)備并行工作3、堆棧指針SP的內(nèi)容是（ ） A.棧頂?shù)刂?B.棧底地址 C.棧頂內(nèi)容 D.棧底內(nèi)容4、在主存和CPU之間增加cache存儲器的目的是（ ） A增加內(nèi)存容量 B.提高內(nèi)存可靠性 C解決CPU和主存之間的速度匹配問題 D.增加內(nèi)存容量，同時加快存取速度5、總線中地址線的用處是 （ ） A.選擇主存單元地址 B.選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備 C.選擇外存地址 D.指定主存單元和I/O設(shè)備接口電路的選擇地址6、某計算機(jī)的字長為32位，它的存儲容量是64KB，若按字編址，那么它的尋址范圍是（ ） A.32K B.16K C.16KB D.32KB7、計算機(jī)指令一般包括操作碼和地址碼兩部分，為分析執(zhí)行一條命令，其（ ） A.操作碼應(yīng)存入指令寄存器（IR），地址碼應(yīng)存入程序計數(shù)器（PC） B.操作碼應(yīng)存入程序計數(shù)器（PC），地址碼應(yīng)存入指令寄存器（IR） C操作碼和地址碼都應(yīng)存入指令寄存器。 D. 操作碼和地址碼都應(yīng)存入程序計數(shù)器。8、假定下列字符碼中有奇偶校驗位，但沒有數(shù)據(jù)錯誤。采用奇校驗的字符碼是（ ） A.10111011 B.11111011 C.10000010 D.101010109、為了便于實現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的辦法是采用（ ） A.通用寄存器 B.堆棧 C.存儲器 D.外存10、操作數(shù)所處的位置，可以決定指令的尋址方式。操作數(shù)的地址寄存器中，尋址方式為（） A.相對尋址 B.直接尋址 C.寄存器尋址 D. 寄存器間接尋址11、同步控制常用于（ ）作為其主要控制方式。 A.在速度差異比較大的器件之間 B.微型機(jī)的CPU控制中 C.組合邏輯控制的CPU中 D.在速度基本匹配的高速器件之間12、中斷響應(yīng)時間是指（ ） A.從中斷處理開始到中斷處理結(jié)束所用的時間 B.從發(fā)出中斷請求到中斷處理結(jié)束后所用的時間 C. 從發(fā)出中斷請求到進(jìn)入中斷處理所用的時間 D.從中斷處理結(jié)束到再次中斷請求的時間三、 判斷題（10題，每題1分，共10分）1、在中央處理器中，運(yùn)算器可以向控制器發(fā)出命令進(jìn)行運(yùn)算操作。（ ）2、在計算機(jī)系統(tǒng)中，構(gòu)成虛擬存儲器只需要一定的硬件資源便可實現(xiàn)。（ ）3、使Cache命中率最高的替換算法是是替換最近最少使用的塊算法LRU。（ ）4、一個更高級的中斷請求一定可以中斷另一個中斷處理程序的執(zhí)行。（ ）5、CPU響應(yīng)DMA請求的時間是必須在一條指令執(zhí)行完畢。（ ）6、流水線并不能減少單條指令的執(zhí)行時間，但卻能提高吞吐率。（ ）7、計算機(jī)中的外圍設(shè)備是指輸入/輸出設(shè)備。（ ）8、全相聯(lián)映射的地址轉(zhuǎn)換速度快，但沖突概率較高。（ ）9、在寫操作時，對Cache與主存單元同時修改的方法稱作寫回發(fā)。（ ）10、大多數(shù)微機(jī)總線由地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線組成，因此，它們是三總線結(jié)構(gòu)的。（ ）四、 簡答題（共20分，每小題5分）1、 簡述一次DMA處理的全過程，并說明在處理過程中CPU所完成的工作。2、 指令和數(shù)據(jù)都以什么形式存放在主存？如何區(qū)分從主存取出的是指令還是數(shù)據(jù)。3、 常見的集中式總線控制有幾種? 哪種方式響應(yīng)時間最快？哪種方式對電路故障最敏感？4、 CPU包括哪幾個工作周期？ 每個工作周期的作用是什么？五、 分析題（共26分）1、 某機(jī)器指令字長12位，每個地址段3位，提出一種字段分配方案，使該機(jī)指令系統(tǒng)能有6條三地址指令和8條二地址指令。（4分）2、 設(shè)機(jī)器數(shù)字長為16位，采用一位符號位。寫出下列各種情況下它能表示數(shù)的范圍。（8分）（1） 無符號數(shù)；（2） 原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；（3） 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；（4） 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。3、 用64K1位的DRAM芯片（芯片內(nèi)是四個128128的結(jié)構(gòu)），構(gòu)成256K16位存儲器。問：（1） 總共需要多少塊芯片？（2） 采用分散刷新方式，如單元刷新間隔不超過2ms，則刷新信號的周期是多少？（6分）4、CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中有一個累加寄存器AC，一個狀態(tài)條件寄存器，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。(8分)(1).標(biāo)明圖中四個寄存器的名稱。(2).簡述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。(3).簡述數(shù)據(jù)在運(yùn)算器和主存之間進(jìn)行存 / 取訪問的數(shù)據(jù)通路。主存儲器 a狀態(tài)寄存器操作控制器 一、 填空題1、程序 地址2、補(bǔ)碼3、直接映射 組相聯(lián)映射4、操作碼 地址碼5、順序 跳躍6、運(yùn)算器 控制器7、獨(dú)立編址 統(tǒng)一編址（必須按順序填）8、 可讀9、對階 規(guī)格化（必須按順序填）10、適配器（接口電路）二、單項選擇題15 BCACD 610 BCBBD 1112 DC三、判斷題15 610四、簡答題1、DMA預(yù)處理：接收到DMA請求后，CPU向DMA控制器傳送設(shè)備號、傳送字?jǐn)?shù)、主存緩沖區(qū)首地址等信息。（2分）數(shù)據(jù)傳送過程:CPU轉(zhuǎn)去其他工作。DMA控制數(shù)據(jù)的傳送過程，不斷的把數(shù)據(jù)主存緩沖區(qū)和外設(shè)之間傳遞，每傳遞一個單位計數(shù)器就減1，直到計數(shù)器為0，完成本次傳送。（2分）DMA后處理：在接到DMA的中斷請求后，CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行DMA后處理，檢查傳送是否完成，清空DMA工作寄存器，釋放主存緩沖區(qū)等。(1分)2、指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制的形式存放在主存。（1分）計算機(jī)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)有以下兩種方法：通過不同的時間段來區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即在指令階段（或取指微程序）取出的為指令，在執(zhí)行指令階段（或相應(yīng)微程序）取出的即為數(shù)據(jù)。（2分）通過地址來源區(qū)分，由PC提供存儲單元地址的取出的是指令，由指令地址碼部分提供存儲單元地址的取出的是操作數(shù)。（2分）3、（1）鏈?zhǔn)讲樵兎绞剑?）計數(shù)器定時查詢方式（3）獨(dú)立請求方式（3分）獨(dú)立請求方式響應(yīng)時間最快。（1分）鏈?zhǔn)讲樵兎绞綄﹄娐饭收献蠲舾?。?分）4、 CPU包括4個工作周期：取指周期、間址周期、執(zhí)行周期、中斷周期。（2分） 取指周期：從存儲器中取出指令放在IR；間址周期：取有效地址；執(zhí)行周期：執(zhí)行各條不同指令的功能；中斷周期:保護(hù)斷點(diǎn)。（3分）六、 分析題1、 若采用定長操作碼時，三地址指令格式如下：CP（3位）A1（3位）A2（3位）A3（3位） 二地址指令和三地址指令最多只能有8條，若采用變長（擴(kuò)展）操作碼時，三地址指令格式仍為上圖所示，但操作碼的長度可隨地址碼的個數(shù)而改變。 2、（1）0216-1，即065535 （2）1-215-（1-215） （3）1-2151 （4）215-1