計算機組成原理-期末總復習練習.doc

計算機組成原理-期末總復習練習一、選擇題（c）1、在下列四句話中，最能準確反映計算機主要功能的是下面哪項。A計算機可以存儲大量信息 B計算機能代替人的腦力勞動C計算機是一種信息處理機 D計算機可實現高速運算（c）2、計算機硬件能直接執(zhí)行的只能是下面哪項。A符號語言 B匯編語言 C機器語言 D機器語言和匯編語言（c）3、運算器的核心部件是下面哪項。A數據總線 B數據選擇器 C算術邏輯運算部件 D累加寄存器（c）4、對于存儲器主要作用，下面哪項說法正確。A存放程序 B存放數據 C存放程序和數據 D存放微程序（c）5、至今為止，計算機中所含所有信息仍以二進制方式表示，其原因是下面哪項。A節(jié)約元件 B運算速度快 C物理器件性能決定 D信息處理方便（a）6、CPU中有若干寄存器，其中存放存儲器中數據的寄存器是下面哪項。A地址寄存器 B程序計數器 C數據寄存器 D指令寄存器（d？）7、CPU中有若干寄存器，其中存放機器指令的寄存器是下面哪項。A地址寄存器 B程序計數器 C指令寄存器 D數據寄存器（c）8、CPU中有若干寄存器，存放CPU將要執(zhí)行的下一條指令地址的寄存器是下面哪項。A地址寄存器 B數據寄存器 C程序計數器 D指令寄存器（c）9、CPU中程序狀態(tài)寄存器中的各個狀態(tài)標志位是依據下面哪項來置位的。ACPU已執(zhí)行的指令 BCPU將要執(zhí)行的指令C算術邏輯部件上次的運算結果 D累加器中的數據（b）10、為協(xié)調計算機各部件的工作，需要下面哪項來提供統(tǒng)一的時鐘。A總線緩沖器 B時鐘發(fā)生器 C總線控制器 D操作命令發(fā)生器（c）11、下列各種數制的數中最小的數是下面哪項。A(101001)2 B(52)8 C（101001）BCD D(233)H（d）12、下列各種數制的數中最大的數是下面哪項。A(1001011)2 B75 C(112)8 D(4F)H（b）13、將十進制數15/2表示成二進制浮點規(guī)格化數（階符1位，階碼2位，數符1位，尾數4位）是下面哪項。A01101110 B01101111 C01111111 D11111111（a）14、能發(fā)現兩位錯誤并能糾正一位錯的編碼是下面哪種編碼。A海明碼 BCRC碼 C偶校驗碼 D奇校驗碼（ ）15、假定下列字符碼中有奇偶校驗位，但沒有數據錯誤，采用偶校驗的字符碼是下面哪項。A11001011 B11010110 C11000001 D11001001（c）16、下列存儲器中，速度最慢的是下面哪項。A半導體存儲器 B光盤存儲器 C磁帶存儲器 D硬盤存儲器（c）17、某一SRAM芯片，容量為16K1位，則其地址線條數下面哪項正確。A18根 B16K根 C14根 D22根（b）18、下列部件（設備）中，存取速度最快的是下面哪項。A光盤存儲器 BCPU的寄存器 C軟盤存儲器 D硬盤存儲器（a）19、在主存和CPU之間增加Cache的目的是下面哪項。A解決CPU和主存之間的速度匹配 B增加CPU中通用寄存器的數量C代替CPU中的寄存器工作 D擴大主存的容量（d）20、計算機的存儲器采用分級存儲體系的目的是下面哪項。A便于讀寫數據 B減小機箱的體積C便于系統(tǒng)升級 D解決存儲容量、價格與存取速度間的矛盾（a）21、某SRAM芯片，其容量為1K8位，加上電源端和接地端后，該芯片的引出線的最少數目下面哪項正確。A20 B24 C50 D30（a）22、常用的虛擬存儲器由兩級存儲器組成，下面哪項說法正確。A主存輔存 B快存主存 C快存輔存 D通用寄存器主存（b）23、在Cache的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射到Cache內的任意一快的位置上，下面哪項符合這種特點。A直接映射 B全相聯映射 C組相聯映射 D混合映射（b）24、指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是下面哪項。 A. 實現程序控制和快速查找存儲器地址 B. 縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性C. 可以直接訪問主存和外存D. 降低指令譯碼難度（d）25、CPU組成中不包括下面哪項。A指令寄存器 B地址寄存器 C指令譯碼器 D地址譯碼器（c）26、程序計數器PC在下面哪項部件中。A運算器 B存儲器 C控制器 DI/O接口（b）27、CPU內通用寄存器的位數取決于下面哪項。A存儲器容量 B機器字長 C指令的長度 DCPU的管腳數（b）28、以硬件邏輯電路方式構成的控制器又稱為下面哪個名稱。A存儲邏輯型控制器 B組合邏輯型控制器 C微程序控制器 D運算器（c）29、直接轉移指令的功能是將指令中的地址代碼送入下面哪個部件中。A累加器 B地址寄存器 CPC寄存器 D存儲器（b）30、狀態(tài)寄存器用來存放下面哪些內容。A算術運算結果 B算術、邏輯運算及測試指令的結果狀態(tài)C運算類型 D邏輯運算結果（d）31、微程序放在下面哪個部件中。A指令寄存器 BRAM C內存 D控制存儲器 （b）32、微程序控制器中,機器指令與微指令的關系下面哪項說法正確。 A. 每一條機器指令由一條微指令執(zhí)行 B一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行C. 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 D. 一條微指令由若干條機器指令組成（b）33、異步控制常作為下面哪項的主要控制方式。 A. 微型機的CPU控制中B. 單總線計算機結構計算機中訪問主存和外部設備時 C組合邏輯的CPU控制中D. 微程序控制器中（d）34、在顯示器的技術指標中，數據640480，1024768等表示下面哪項特征。A顯示器屏幕的大小 B顯示器顯示字符的最大行數和列數C顯示器的顏色指標 D顯示器的分辯率（b）35、主機、外設不能并行工作的方式是下面哪項 。A中斷方式 B程序查詢方式 C通道方式 DDMA方式（b）36、在I/O單獨（獨立）編址下，下面的說法哪項正確。A一個具體地址只能對應輸入輸出設備B一個具體地址既可對應輸入輸出設備，也可對應內存單元C一個具體地址只能對應內存單元D只對應內存單元或只對應I/O設備（d）37、禁止中斷的功能可由下面哪項來完成。A中斷觸發(fā)器 B中斷禁止觸發(fā)器C中斷屏蔽觸發(fā)器 D中斷允許觸發(fā)器（c）38、在微機系統(tǒng)中，主機與高速硬盤進行數據交換一般用下面哪種方式。A程序中斷控制 B程序直接控制 CDMA方式 D通道方式（c）39、常用于大型計算機的控制方式是下面哪項。A程序中斷控制 B程序直接控制 C通道方式 DDMA方式（c）40、有關中斷的論述不正確的是下面哪項。A可實現多道程序、分時操作、實時操作B對硬盤采用中斷可能引起數據丟失CCPU和I/O設備可并行工作，但設備間不可并行工作D計算機的中斷源可來自主機，也可來自外設（c）41、DMA方式數據的傳送是以下面哪項為單位進行的。A字節(jié) B字 C數據塊 D位（a）42、DMA方式在哪兩個設備之間建立的直接數據通路。A主存與外設 BCPU與外設 C外設與外設 DCPU與主存（b）43、信息只用一條傳輸線，且采用脈沖傳輸的方式是下面哪種傳輸方式。A并行傳輸 B串行傳輸 C并串行傳輸 D分時傳輸（b）44、在哪種總線結構的計算機系統(tǒng)中，外設地址可以主存儲器單元統(tǒng)一編址。A三總線 B單總線 C雙總線 D以上三種都可以（d）45、系統(tǒng)總線中地址線的功能，下面哪項說法正確。A用于選擇主存單元地址 B用于選擇進行信息傳輸的設備C用于選擇外存地址 D用于指定主存和I/O設備接口電路的地址（ a ）46、有一個CRT的分辨率是1024768像素，顏色數為256色，則刷新存儲器的容量是下面哪項。A768KB B512KB C256KB D2MB（ a ）47、十進制數5的單精度浮點數IEEE754代碼是下面哪項。A01000000101000000000000000000000 B11000000101000000000000000000000 C01100000101000000000000000000000 D11000000101000000000000000000000例3:求十進制數-5的單精度浮點數IEEE754代碼。解: -5=-101B=-1.0122,階碼E=127+2=129=10000001BIEEE754代碼是1 10000001 01000000000000000000000例4:求十進制數0.15625的單精度浮點數IEEE754代碼。解: -0.15625=-1.012-3,階碼E=127-3=124=01111100BIEEE754代碼是1 01111100 01000000000000000000000（ a ）48、在微機系統(tǒng)中，外設通過下面哪項與主板的系統(tǒng)總線相連接。A適配器 B設備控制器 C計數器 D寄存器二、填空題1、計算機的硬件包括 運算器 、 控制器 、 存儲器 、輸入設備和輸出設備五部分。2、總線一般可分為三類，它們分別是 地址總線 、 數據總線 和 控制總線 。3、將二進制數01100100轉換成十進制數是 100 ，轉換成八進制數是 144 ，轉換成十六進制數是 64H 。4、在一個8位的機器系統(tǒng)中，補碼表示數的范圍從 -128 到 +127 。5、CPU能直接訪問 主存 和 Cache ，但不能訪問 外存 和 I/O設備 。6、Cache的映射方式有 直接映像 、 全相聯映像 和 組相聯映像 三種。其中組相聯映像 方式，適度地兼顧了前兩者的優(yōu)點又盡量避免其缺點，比較理想。7、磁盤的尋址信息格式由驅動器號、盤面號、磁道號 、扇區(qū)號四部分組成。8、目前的CPU包括 運算器 ， 控制器 和CACHE（一級）。9、在程序執(zhí)行過程中，控制器控制計算機的運行總是處于 取指令 、分析指令和 執(zhí)行指令 的循環(huán)之中。10、微程序入口地址是 譯碼器 根據指令的 操作碼 產生的。11、微程序控制器的核心部件是 控制存儲器 ，它一般用 只讀存儲器 構成。12、微指令執(zhí)行時，產生后繼微地址的方法主要有 計數器方式 、斷定方式 等。13、一條機器指令的執(zhí)行可與一段微指令構成的 微程序 相對應，微指令可由一系列 微命令 組成。14、保存當前棧頂地址的寄存器叫 棧頂指針SP 。15、實現輸入輸出數據傳送方式分成三種： DMA方式 、 中斷方式 和程序控制方式。16、計算機中各功能部件是通過總線 連接的，它是各部件間進行信息傳輸的公共通路。17、計算機中總線的兩個主要特征是 分時 和 共享 。18、計數制中使用的數據個數被稱為 基 。19、在用 補碼 表示的機器數中，零的編碼是唯一的。20、信息的數字化編碼是指 用0或1的二進制編碼，并選用一定的組合規(guī)則來表示信息 。21、一個定點數由 符號位 和 數值域 兩部分組成。根據小數點位置不同，定點數據有 和 純小數 和 純整數 兩種表示方法。22、移碼常用來表示浮點數的 階碼 部分，移碼和補碼比較，它們除 符號位 外，其他各位都 相同 。23、碼距的定義是 編碼系統(tǒng)中任兩個合法碼之間的最少二進制位數的差異 。24、8421碼用二進制求和時，當和超過 9 時，需要做 加6調整 修正。25、有二進制數D4D3D2D1，奇偶校驗值用P表示，則奇校驗為 P=D4+D3+D2+D1 ，偶校驗為P=D4+D3+D2+D1 ，奇偶校驗只能檢測 奇數個錯 ，無法檢測 偶數個錯 。26、在浮點加減法運算中，當運算結果的尾數的絕對值大于1時，需要對結果進行 向右規(guī)格化 ，其操作是 尾數右移一位，右邊補一個0，階碼減1，直到尾數絕對值=0.5 。27、閃速存儲器能提供 高性能、低功耗、高可靠性 以及 瞬時啟動 能力，為現有的 存儲器 體系結構帶來巨大變化，因此作為 固態(tài)盤 用于便攜式電腦中。28、一個完整的磁盤存儲器由三部分組成，其中 磁盤驅動器 又稱磁盤機或磁盤子系統(tǒng)，是獨立于主機的一個完整的設備， 磁盤控制器 是磁盤機與主機的接口部件， 磁記錄介質 用于保存信息。29、CPU中保存當前正在執(zhí)行的指令的寄存器為 指令寄存器IR ，保存下一條指令地址的寄存器為 程序計數器PC 。30、沿磁盤半徑方向單位長度上的磁道數稱為_道密度 ，而磁道單位長度上能記錄的二進制代碼位數稱為_位密度 _。三、簡答題1、試述浮點數規(guī)格化的目的和方法。答：浮點的規(guī)格化是為了使浮點數尾數的最高數值位為有效數位。當尾數用補碼表示時，若符號位與小數點后的第一位不相等，則被定義為已規(guī)格化的數，否則便是非規(guī)格化數。通過規(guī)格化，可以保證運算數據的精度。方法：進行向左規(guī)格化，尾數左移一位，階碼減1，直到規(guī)格化完畢。2、簡述循環(huán)冗余碼（CRC）的糾錯原理。答：CRC碼是一種糾錯能力較強的校驗碼。在進行校驗時，先將被檢數據碼的多項式用生成多項式G（X）來除，若余數為0，說明數據正確；若余數不為0，則說明被檢數據有錯。只要正確選擇多項式G（X），余數與CRC碼出錯位位置的對應關系是一定的，由此可以用余數作為判斷出錯位置的依據而糾正出錯的數據位。3、DRAM存儲器為什么要刷新？有幾種刷新方式?DRAM存儲元是通過柵極電容存儲電荷來暫存信息。由于存儲的信息電荷終究是有泄漏的，電荷數又不能像SRAM存儲元那樣由電源經負載管來補充，時間一長，信息就會丟失。為此必須設法由外界按一定規(guī)律給柵極充電，按需要補給柵極電容的信息電荷，此過程叫“刷新”。 集中式-正常讀/寫操作與刷新操作分開進行，刷新集中完成。 分散式-將一個存儲系統(tǒng)周期分成兩個時間片，分時進行正常讀/寫操作和刷新操作。 異步式-前兩種方式的結合，每隔一段時間刷新一次，保證在刷新周期內對整個存儲器刷新一遍。4、CPU中有哪些主要寄存器？簡述這些寄存器的功能。（1） 指令寄存器（IR）：用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。（2） 程序計數器（PC）：用來確定下一條指令的地址。（3） 地址寄存器（AR）：用來保存當前CPU所訪問的內存單元的地址。（4） 緩沖寄存器（DR）：作為CPU和內存、外部設備之間信息傳送的中轉站。 補償CPU和內存、外圍設備之間在操作速度上的差別。 在單累加器結構的運算器中，緩沖寄存器還可兼作為操作數寄存器。（5） 通用寄存器（AC）：當運算器的算術邏輯單元（ALU）執(zhí)行全部算術和邏輯運算時，為ALU提供一個工作區(qū)。（6） 狀態(tài)條件寄存器：保存由算術指令和邏輯指令運行或測試的結果建立的各種條件碼內容。除此之外，還保存中斷和系統(tǒng)工作狀態(tài)等信息，以便使CPU和系統(tǒng)能及時了解機器運行狀態(tài)和程序運行狀態(tài)。5、中斷處理過程包括哪些操作步驟？關閉中斷標識 ,重要數據入棧, 處理中斷服務功能, 數據出棧, 恢復中斷標識, 開中斷.6、DMA方式和程序中斷方式比較有什么不同？DMA：采用內在和外設直接數據交換的方式，只有當有一段數據傳送時才會請求CPU中斷， 減少了CPU的負擔。程序中斷：只適用于簡單的少量外設的計算機系統(tǒng)，會耗費大量的CPU時間，當有大量中斷時容易導致數據的丟失。7、按照馮諾依曼原理，現代計算機應具備哪些功能？答：按照馮諾依曼原理，現代計算機應具備以下5個功能： 輸入輸出功能：能把原始數據和解題步驟及中間結果接收下來（輸入），把計算結果與計算過程中出現的情況告訴（輸出）給用戶。 記憶功能：應能“記住”原始數據、解題步驟及中間結果。 計算功能：應能進行一些最基本的運算。這些基本運算能組成人們所需要的復雜運算。 判斷功能：計算機在進行一步操作后，應能從預先無法確定的幾種方案中選擇一種操作方案。 自我控制功能：計算機應能保證程序執(zhí)行的正確性和各部件間的協(xié)調性。8、用二進制數表示一個四位十進制的整數最少需要幾位（不含符號位）。解：2X104，N41/214位。9、某機器字長16位，浮點表示時，其中含1位階符、5位階碼、1位尾符、9位尾數，請寫出它能表示的最大浮點數和最小浮點數。解：最大浮點數2+21（12-9）最小浮點數2+31（12-9）。10、字符“F”的ASCII碼為46H，請寫出它的奇校驗碼和偶校驗碼（假定校驗位加在最高位）。解：字符“F”的ASCII碼為46H，奇校驗碼為10110110（B6H），偶校驗碼為00110110（36H）。11、試比較定點帶符號數在計算機內的四種表示方法。答：帶符號數在計算機內部的表示方法有原碼、反碼、補碼和移碼。原碼表示方法簡單易懂，實現乘、除運算簡單，但用它實現加、減運算比較復雜。補碼的特點是加、減法運算規(guī)則簡單，正負數的處理方法一致。反碼通常只用來計算補碼，由于用反碼運算不方便，在計算機中沒得到實際應用。移碼由于保持了數據原有的大小順序，便于進行比較操作，常用于浮點數中的階碼，使用比較方便。12、在檢錯碼中，奇偶校驗法能否定位發(fā)生錯誤的信息位？是否具有糾錯功能？答：不能。沒有。13、簡述CPU的主要功能。CPU：包括運算器和控制器?；竟δ転椋褐噶羁刂?、操作控制、時間控制、數據加工。14、一個較完善的指令系統(tǒng)應包括哪幾類？數據傳送指令、算術運算指令、邏輯運算指令、程序控制指令、輸入輸出指令、字符串指令、特權指令等。15、指令和數據均存放在內存中，計算機如何從時間和空間上區(qū)分它們是指令還是數據。1. 指令和數據分開存放2. 設置程序計數器PC，存放當前指令所在的存儲單元。16、外圍設備的I/O控制方式分哪幾類？各具什么特點？（1） 程序查詢方式：CPU的操作和外圍設備的操作能夠同步，而且硬件結構比較簡單（2） 程序中斷方式：一般適用于隨機出現的服務，且一旦提出要求應立即進行，節(jié)省了CPU的時間，但硬件結構相對復雜一些。（3） 直接內存訪問（DMA）方式：數據傳輸速度很高，傳輸速率僅受內存訪問時間的限制。需更多硬件，適用于內存和高速外設之間大批交換數據的場合。（4） 通道方式：可以實現對外設的統(tǒng)一管理和外設與內存之間的數據傳送，大大提高了CPU的工作效率。（5） 外圍處理機方式：通道方式的進一步發(fā)展，基本上獨立于主機工作，結果更接近一般處理機。17、請說明指令周期、機器周期、時鐘周期之間的關系。時鐘周期是最基本的時間單位 一般是10ns機器周期是讀一條指令最少的時間 一般是12倍的時鐘周期指令周期是讀出指令并且執(zhí)行指令的時間 一般是幾個機器周期18、CPU響應中斷應具備哪些條件？允許中斷觸發(fā)器為“1”狀態(tài)； CPU結束了一條指令的執(zhí)行過程；新請求的中斷優(yōu)先級較高；19、比較水平微指令與垂直微指令的優(yōu)缺點。(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，有微指令字較長而微程序短的特點。垂直型微指令則相反。(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。四、綜合應用題1、設有一個具有24位地址和8位字長的存儲器，求：（1）該存儲器能存儲多少字節(jié)的信息？（2）若存儲器由4M1位的RAM芯片組成，需要多少片？（3）需要哪種譯碼器實現芯片選擇？解： 存儲單元數為22416M16777216，故能存儲16M字節(jié)的信息。 由于存儲容量為16MB（8位字長），每4M字節(jié)需要4片（位并聯方式），故需芯片數為16/4832片。 若用32片組成一個16M（8位字長），地址總線的低22位可直接連到芯片的A0-A21管腳，而地址總線的高2位（A22，A23）需要通過2：4線譯碼器進行芯片選擇。存儲器組成方案為位并聯和地址串聯相結合的方式。存儲器24位地址（A23-A0），而單個芯片22位地址（A21-A0），32片，8個芯片一組，共4組。所以采用2：4譯碼器。組成方案為：地址串聯，位并聯。 2、下圖表示使用頁表的虛實地址轉換條件，頁表存放在相聯存儲器中，其容量為8個存儲單元，求：頁號1230324該頁在主存中的起始地址33154200025380007701289600066000044000015051648800005500003070000（1）當CPU按虛擬地址1去訪問主存時，主存的實地碼是多少？（2）當CPU按虛擬地址2去訪問主存時，主存的實地碼是多少？（3）當CPU按虛擬地址3去訪問主存時，主存的實地碼是多少？解： 用虛擬地址為1的頁號15作為頁表檢索項，查得頁號為15的頁在主存中的起始地址為80000，故將80000與虛擬地址中的頁內地址碼0324相加，求得主存實地址碼為80324。 同理，主存實地址碼96000012896128。 虛擬地址為3的頁號為48，查頁表時，發(fā)現此頁面沒在頁表中，此時操作系統(tǒng)暫停用戶作業(yè)程序的執(zhí)行，轉去查頁表程序。如該頁面在主存中，則將該頁號及該頁在主存中的起始地址寫入主存；如該頁面不在主存中，則操作系統(tǒng)要將該頁面從外存調入主存，然后將頁號及其主存中的起始地址寫入頁表。3、某磁盤組有4個盤片，5個記錄面，每個記錄面的內磁道直徑為22cm，外磁道直徑為33cm，最大位密度為1600b/cm，道密度為80道/cm，轉速7200轉速/分。 磁盤的總存儲容量（非格式化）？最內圈磁道的容量=22*3.14*1600字節(jié)/道磁道數=（33-22）/2*80字節(jié)每面 最大數據傳輸率是多少？解： 總容量每面容量記錄面數每面容量某一磁道容量磁道數某磁道容量磁道長本道位密度所以，最內圈磁道的容量1600223.14110528字節(jié)/道磁道數存儲器域長道密度（3322）/280253616000字節(jié) 最大數據傳輸率轉速某磁道容量7200/6011052813263360字節(jié)/秒4、某磁盤存儲器的轉速為3000轉/分，共有4個記錄面，每毫米5道，每道記錄信息為12288B,最小磁道直徑為230mm,共有275道.問：(1)磁盤存儲器的存儲容量是多少？(2)最大位密度，最小位密度是多少？(3)磁盤數據傳輸率是多少？(4)平均等待時間是多少？解： 磁盤存儲器的存儲容量=427512288=13516800字節(jié) 因為最小半徑R1=230/2=115， 最小磁道長度為2R1=23.14159115=722.57mm 所以最高位密度=12288/722.57=17字節(jié) 又因為最大半徑R2=R1+275/5=115+55=170 最大磁道長度為2R2=23.14159170=1068 所以最低位密度=12288/1068=11.5字節(jié) 磁盤數據傳輸率c=rNr=3000/60=50轉/秒；N=12288字節(jié)/道所以c=5012288=614400字節(jié)。 平均等待時間 = 旋轉一圈時間的一半 = 1/（2r）=1/(250)=10ms 5、有一個16K16位的存儲器，由1K4位的DRAM芯片構成（芯片是6464結構）問： （1）共需要多少RAM芯片？ （2）畫出存儲體的組成框圖。 （3）采用異步刷新方式，如單元刷新間隔不超過ms，則刷新信號周期是多少？解：（1）存儲器的總容量為16K16位=256K位，用DRAM芯片為1K4位=4K位，故芯片總數為： 256K位/4K位 = 64片（2）由于存儲單元數為16K，故地址長度為14位（設A13A0）。芯片單元數為1K則占用地址長度為10位（A9A0）。每一組16位（4片），共16組，組與組間譯碼采用4：16譯碼。組成框圖如圖所示。 (3) 采用異步刷方式，在2ms時間內分散地把芯片64行刷新一遍，故刷新信號的時間間隔為2ms/64 = 31.25s，即可取刷新信號周期為30s。7、CPU執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數為1900次，主存完成存取的次數為100次，已知cache存取周期為50ns，主存存取周期為250ns，問：（1）cache/主存系統(tǒng)的效率是多少；（2）平均訪問時間是多少；解：h=Nc /(Nc +Nm )=1900/(1900+100)=0.95 r=tm /tc =250ns/50ns=5 e=1/(r+(1-r)h)=1/(5+(1-5)0.95)=83.3% ta =tc /e=50ns/0.833=60ns 8、某計算機系統(tǒng)的內存由Cache和主存構成，Cache的存取周期為45ns，主存的存取周期為200ns。已知在一段給定的時間內，CPU共訪問內存4500次，其中340次訪問主存，求：（1）Cache的命中率是多少？（2）CPU訪問內存的平均訪問時間是多少？（3）Cache/主存系統(tǒng)的效率是多少？解： 命中率H（4500340）/ 45000.92。 CPU訪存的平均時間T0.9245(10.92)20057.4ns cache-主存系統(tǒng)的效率e45/57.4=789、已知cache/主存系統(tǒng)效率為85%，平均訪問時間為60 ns，cache比主存快4倍，求主存存儲器周期是多少？cache 命中率是多少？因為 Ta=Tc/e 所以 Tc=Tae =600.85=51ns (cache存取周期)；r=4, Tm=Tcr =5104 =204ns (主存存取周期)；因為 e =1/r+(1-r)H 所以H= 2 .4/2.55 = 0.94；15、已知cache命中率0.98，主存比cache慢倍，已知主存存取周期為200ns，求cahce主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時間。 r = t m/t c = 4 t c = t m /4 = 50nse = 1/r+(1-r)h = 1/4+(1-4)0.98t a = t c /e = t c 4-30.98 = 501.06 = 53ns。10、用異步方式傳送ASCII碼，數據格式為：數據位8位、奇校驗位1位、停止位1位。當波特率為4800b/s時，每個字符傳送的速率是多少？每個數據位的時間長度是多少？數據位的傳送速率又是多少？解：每個字符包含10位，因此字符傳送速率為：480010480字符/s每個數據位長度T148000.208ms數據位傳輸速率為84803840位/秒。11、假定某外設向CPU傳送信息最高頻率為40K次/秒，而相應中斷處理程序的執(zhí)行時間為40S，問該外設能否用中斷方式工作？解：外設傳送一個數據的時間1/4025S，所以請求中斷的周期為25S，而相應中斷處理程序的執(zhí)行時間為40S，這樣會丟失數據，故不能采用中斷方式。12、在一個16位的總線中，若時鐘頻率為100MHz，總線數據周期為5個時鐘周期傳輸一個字。試計算總線的數據傳輸率。解：時鐘頻率為100MHz，所以5個時鐘周期510ns50ns數據傳輸率16bit/0.5ns40106字節(jié)/秒13、某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節(jié)的數據，若一個總線周期等于一個時鐘周期，總線頻率為33MHz，問總線帶寬是多少？若一個總線周期中并行傳送64位數據，總線時鐘提高為66MHz，問總線帶寬是多少？分析影響帶寬的有哪些因素？解：設帶寬用Dr表示，總線時鐘周期用T1/f 表示，一個總線周期傳送的數據量用D表示，根據定義可得DrD/TDf4B33106/S132MB/S因為64位8B，所以DrD/TDf8B66106/S528MB/S總線帶寬是總線能提供的數據傳送速率，通常用每秒傳送信息的字節(jié)數（或位數）來表示。影響總線帶寬的主要因素有：總線寬度、傳送距離、總線發(fā)送和接收電路工作頻率限制及數據傳送形式。14、在異步串行傳輸系統(tǒng)中，若每秒可傳輸20個數據幀，一個數據幀包含1個起始位、7個數據位、一個奇校驗位和1個結束位。試計算其波特率和比特率。解：波特率（1+7+1+1）20200b/s，比特率207140b/s。16、設有兩個十進制數：x= -0.87521，y=0.62522。（1） 將x，y的尾數轉換為二進制補碼形式。（2） 設階碼2位，階符1位，數符1位，尾數3位。通過補碼運算規(guī)則求出z=x-y的二進制浮點規(guī)格化結果。答:(1)設S1為X的尾數,S2為Y的尾數,則S1=(-0.875)10=(-0.111)2,S1補=1.001,S2=(0.625)10=(+0.101)2,S2補=0.101.(2)對階:設X的階碼為JX,Y的階碼為JY,JX=(+01)2,JY=(+10)2,JX-JY=(-01)2,小階的尾數S1右移一位S1=(-0.0111)2,JX階碼加1,則JX=(10)2=JY,S1經舍入后,S1=(-0.100)2,對階完畢.X的補碼浮點格式:010 1100,Y的補碼浮點格式:010 0101.尾數相減:S1補=11.100,-S2補=11.011,S1-S2補=S1補+-S2補=10.111,尾數求和絕對值大于1,尾數右移一位,最低有效位舍掉,階碼加1,則S1-S2補=11.011(規(guī)格化數),JZ=11規(guī)格化結果:011 101117、設機器字長16位，主存容量128K字節(jié)，指令字長度16位或32位，共78條指令，設計計算機指令格式，要求有直接，立即數，相對，變址四種尋址方式。參考此例：某計算機字長為16位，主存容量為64K字，采用單字長單地址指令，共有40條指令。試采用直接、立即、變址、相對四種尋址方式設計指令格式。答：根據題意，40種指令至少需6位OP；四種尋址方式至少需用2位表示；主存為640K，則地址需要20位，而機器字長為16位，所以只能用分段方式來實現，設段寄存器為16位，作為段內地址的位移量可以在指令指定的寄存器中，可設計如下格式：15 10 9 8 7 0OPX(2)D(8) X = 00 直接尋址方式 E = D X = 01 立即尋址方式 X = 10 變址尋址方式 E = （R）+D X = 11 相對尋址方式 E = （PC）+D18、有一臺磁盤機，其平均尋道時間為30ms,平均旋轉等待時間為10ms,數據傳輸率為500B/ms,磁盤機口存放著1000件，每件3000B的數據，現欲把一件件數據取走，更新后再放回原地，假設一次取出或寫入所需時間為：平均尋道時間 + 平均等待時間 + 數據傳送時間，另外使用CPU更新信息所需的時間為4ms,并且更新時間因輸入輸出操作不相重疊，試問：（1）更新磁盤上全部數據需多少時間？（2）若磁盤機旋轉速度和數據傳輸率都提高一倍，更新全部數據需多少時間？參考此例：14有一臺磁盤機，其平均尋道時間為了30ms,平均旋轉等待時間為120ms，數據傳輸速率為500B/ms，磁盤機上存放著1000件每件3000B 的數據?，F欲把一件數據取走，更新后在放回原地，假設一次取出或寫入所需時間為：平均尋道時間+平均等待時間+數據傳送時間 另外，使用CPU更新信息所需時間為4ms, 并且更新時間同輸入輸出操作不相重疊。 試問：（1） 盤上全部數據需要多少時間？（2） 若磁盤及旋轉速度和數據傳輸率都提高一倍，更新全部數據需要多少間？解：（1）磁盤上總數據量 = 10003000B = 3000000B 讀出全部數據所需時間為 3000000B 500B / ms = 6000ms 重新寫入全部數據所需時間 = 6000ms 所以，更新磁盤上全部數據所需的時間為 ：2（平均找道時間 + 平均等待時間 + 數據傳送時間 ）+ CPU更新時間 = 2（30 + 120 + 6000）ms + 4ms = 12304ms(2) 磁盤機旋轉速度提高一倍后，平均等待時間為60ms；數據傳輸率提高一倍后，數據傳送時間變?yōu)椋?000000B 1000B / ms = 3000ms更新全部數據所需時間為：2 （30 + 60 + 3000）ms + 4ms = 6184ms19、現有一64K2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據線引腳的數目，使兩者之和最小。并說明有幾種解答。設地址線x根，數據線y根，則 2xy=64K2 若 y=1 x=17 y=2 x=16 y=4 x=15 y=8 x=14 因此，當數據線為1或2時，引腳之和為18 故：共有2種解答一、基本概念指令周期，CPU周期（機器周期），存儲周期，刷新周期，流水線周期，流水線加速比，相聯存儲器，cache存儲器，cache的三種映射方式，控制存儲器，虛擬存貯器，存儲器三級結構，動態(tài)SRAM特點，靜態(tài)SRAM特點，微程序控制器及組成，硬布線控制器，微指令格式，微指令的編碼方式，指令流水線，算術流水線，并行處理技術， 流水線中的主要問題，輸入/輸出的信息交換方式，程序中斷，補碼運算的溢出判斷（雙符號法與單符號法），n位機器數（原碼、反碼、補碼、移碼）表示的范圍，先行進位，串行進位，矩陣乘法器、矩陣除法器、規(guī)格化小數標準，浮點數的表示方法，指令尋址方式，操作數尋址方式，總線的特性。二、選擇題練習 1、若浮點數用補碼表示，則判斷運算結果是否為規(guī)格化數的方法是_。A. 階符與數符相同為規(guī)格化數B. 階符與數符相異為規(guī)格化數C. 數符與尾數小數點后第一位數字相異為規(guī)格化數D. 數符與尾數小數點后第一位數字相同為規(guī)格化數 2、16位字長的定點數，采用2的補碼形式表示時,所能表示的整數范圍是_。A . -215 +（215 -1） B. -（215 1） +（215 1） C. -（215 + 1） +215 D. -215 +215 3、 容量是128M*32的內存，若以字節(jié)編址，至少需要_根地址線。A. 16 B. 29 C. 27 D. 324、某計算機字長16位，它的存貯容量是64KB，若按字編址，那么它的尋址范圍是_。A、064K B、032K C、064KB D、032KB5、主存貯器和CPU之間增加cache的目的是_。A. 擴大主存貯器的容量 B. 解決CPU和主存之間的速度匹配問題C. 擴大CPU中通用寄存器的數量 D. 既擴大主存的容量，又擴大CPU通用寄存器的數量6、以某個寄存器的內容為操作數地址的尋址方式稱為_尋址。A. 直接 B. 間接 C. 寄存器直接 D. 寄存器間接7、 在cache的映射方式中不需要替換策略的是_。A. 全相聯映射方式B. 直接映射方式C. 組相聯映射方式8、 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 程序計數器 C 指令寄存器 D 狀態(tài)條件寄存器9、. 微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是_。A. 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微程序來解釋執(zhí)行C. 每一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行D. 每一條微指令由機器指令來解釋執(zhí)行10、 微程序控制存儲器容量為128 X 36位，測試條件有4個，微指令采用水平格式，則對應的3個字段長度分配是 。A . 控制字段29位，測試字段2位，微地址字段5位B . 控制字段26位，測試字段4位，微地址字段6位C . 控制字段25位，測試字段4位，微地址字段7位D . 控制字段26位，測試字段2位，微地址字段8位11、 SRAM芯片，存儲容量為64K16位，該芯片的地址線和數據線數目為_。A 64，16 B 16，64 C 64，8 D 16，16 。12、 四片74181ALU和一片74182CLA器件相配合，具有如下進位傳送功能_。A.行波進位 B.組內先行進位，組間先行進位C.組內先行進位，組間行波進位 D.組內行波進位，組間先行進位13、以下四種類型的半導體存儲器中，以傳輸同樣多的字為比較條件，則讀出數據傳輸率最高的是_。A.DRAM B.SRAM C.閃速存儲器 D.EPROM14、相聯存儲器是按_ 進行尋址的存儲器。 A地址指定方式 B堆棧存取方式 C內容指定方式 D。地址指定與堆棧存取方式結合15、操作控制器的功能是_。A.產生時序信號 B.從主存取出一條指令 C.完成指令操作的譯碼D.從主存取出指令，完成指令操作碼譯碼，并產生有關的操作控制信號，以解釋執(zhí)行該指令16、 以下四種類型指令中，執(zhí)行時間最長的是_。A .RR型指令 B. RS型指令