計算機組成原理考研試題八及答案

1、計算機組成原理考研試題（八）及答案一、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(shè)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;

2、B.64K;C.64KB;D.128KB。5.主機與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時，采用_，主機與設(shè)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(shè)提出中斷;B.由硬件形成中斷服務(wù)程序入口地

3、址;C.由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中斷服務(wù)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

4、 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(shè)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

5、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_

6、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(shè)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(yīng)的十進制真值范圍是：最大正數(shù)為 A_ ，

7、最小正數(shù)為 B_ ，最大負數(shù)為 C_ ，最小負數(shù)為 D_ 。2.指令尋址的基本方式有兩種，一種是 A_ 尋址方式，其指令地址由 B_ 給出，另一種是 C_ 尋址方式，其指令地址由 D_ 給出。3.在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中，假設(shè)四個過程段的時間分別是T1 = 60nsT2= 50nsT3= 90nsT4= 80ns。則加法器流水線的時鐘周期至少為 A_ 。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 B_ 。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 A_ 。尾數(shù)右移 1 位，階碼 B_ 。5.存儲器由m (m=1，2，4，8,)個模塊組成，每個模塊

8、有自己的 A_ 和 B_ 寄存器，若存儲器采用 C_ 編址，存儲器帶寬可增加到原來的 D_ 倍。6.按序?qū)懗龆嘀刂袛嗟闹袛喾?wù)程序包括 A_ 、 B_ 、 C_ 、D_ 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(shè)機器數(shù)字長為8 位(含1 位符號位)，設(shè)，計算，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(luò)。(4 分)2.為什么外圍設(shè)備要通過接口與CPU 相連?接口有哪些功能? (6 分)(1)寫出每個中斷源對應(yīng)的屏蔽字。

9、(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(shè)每個中斷源的中斷服務(wù)程序時間均為20。4.某機器采用一地址格式的指令系統(tǒng)，允許直接和間接尋址。機器配備有如下硬件：ACC、MAR、MDR、PC、X、MQ、IR 以及變址寄存器RX 和基址寄存器RB ，均為16 位。(5 分)(1)若采用單字長指令，共能完成105 種操作，則指令可直接尋址的范圍是多少?一次間址的尋址范圍是多少?畫出其指令格式并說明各字段的含義。(2)若采用雙字長指令，操作碼位數(shù)及尋址方式不變，則指令可直接尋址的范圍又是多少?畫出其指令格式并說明各字段的含義。(3)若存儲字長不變，可采用什么方法訪問容量為

10、8MB 的主存?需增設(shè)那些硬件?六、問答題(共15 分)1.設(shè)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(shè)要求在取指周期由ALU 完成(PC)+ 1PC 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A(yù)DD # (#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(yīng)完成哪些功能?畫出DMA工作過程的流程圖(不包括預(yù)處理和后處理)七、設(shè)計題 (10

11、 分)設(shè)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)?，F(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：6000H67FFH 為系統(tǒng)程序區(qū);6800H6BFFH 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。一、選擇題(共20

12、 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)1.2.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(shè)備服務(wù) D.恢復(fù)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：

13、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(shè)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(shè)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

14、/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(shè)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(luò)。后者沒有公共時鐘，沒有固定的傳輸周期，采用應(yīng)答方式通信，具體的聯(lián)絡(luò)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(shè)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(shè)，它們各自有其設(shè)備號(地址)，通過接口可實現(xiàn)對設(shè)備的選擇

15、。(2)I/O 設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備工作，要向外設(shè)發(fā)各種控制信號，通過接口可傳送控制命令。(6)I/O 設(shè)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(shè)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(yīng)具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設(shè)備狀態(tài)的功能以及

16、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)。3.(5 分)答：(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下表所示。(2)根據(jù)新的處理次序，CPU 執(zhí)行程序的軌跡如下圖所示。4.(5 分)答：(1)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：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2的7

17、次方 = 128，一次間址的尋址范圍是2的16次方 = 65536。(2)雙字長指令格式如下：其中 OP、M 的含義同上;AD 1AD 2為23 位形式地址。這種格式指令可直接尋址的范圍為2的23次方 = 8M。(3)容量為8MB 的存儲器，MDR 為16 位，即對應(yīng)4M×16 位的存儲器。可采用雙字長指令，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)+ 1PC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

18、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：T0 PCMAR，1RT1 M(MAR)MDR，(PC)+ 1R2T2 MDRIR，OP(IR)微操作命令形成部件T3 R2 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：T0 Ad(IR)R1 ;立即數(shù)R1T1 (R1 )+ (ACC)R2 ;ACC 通過總線送ALUT2 R2 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(shè)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(yīng)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，