計(jì)算機(jī)組成原理模擬試題1答案

1、計(jì)算機(jī)組成原理模擬試題1答案一、選擇題（共8分，每題1分）1A、2C、3B、4D、5C、6B、7B、8C二、填空題（共22分，每空1分）1判優(yōu)控制（或仲裁邏輯）；通信控制；當(dāng)多個(gè)設(shè)備同時(shí)請(qǐng)求占用總線時(shí)，如何按其優(yōu)先級(jí)別仲裁，決定由哪個(gè)設(shè)備占用總線；通信雙方如何獲知傳輸開(kāi)始和傳輸結(jié)束，以及通信雙方如何協(xié)調(diào)如何配合。2，3中斷隱指令；保護(hù)程序斷點(diǎn)；硬件關(guān)中斷；向量地址送PC或中斷識(shí)別程序入口地址送PC418；9；4；5515；15；15；166CDBA71750ns三、簡(jiǎn)答題（共16分，每題4分）1、總線的帶寬是指單位時(shí)間內(nèi)總線上可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，通常用每秒傳送信息的字節(jié)數(shù)來(lái)衡量。2分提高總線寬度

2、（或增加數(shù)據(jù)總線位數(shù)）或提高總線時(shí)鐘頻率。2分2、機(jī)器速度可用主頻或MIPS（每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令數(shù)）和CPI（執(zhí)行一條指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)來(lái)衡量）。2分機(jī)器的速度不僅與主頻有關(guān)，還與機(jī)器周期中所含的時(shí)鐘周期數(shù)以及指令周期中所含的機(jī)器周期數(shù)有關(guān)。此外，機(jī)器的速度還和其他很多因素有關(guān)，如主存的速度、機(jī)器是否配有Cache、總線的數(shù)據(jù)傳輸率、硬盤(pán)的速度、以及機(jī)器是否采用流水技術(shù)等等。2分3、C4、C7、C12、C152分一致。因?yàn)殡p重分組跳躍進(jìn)位就是將n位全加器分成幾個(gè)大組，每個(gè)大組又包含幾個(gè)小組，而每個(gè)大組內(nèi)所包含的各個(gè)小組的最高位進(jìn)位是同時(shí)形成的，大組與大組間采用串行進(jìn)位。雖然分組方式不同，但進(jìn)

3、位的產(chǎn)生方式和生成時(shí)間卻是相同的，對(duì)每個(gè)進(jìn)位的產(chǎn)生時(shí)間可能不同，但產(chǎn)生全部進(jìn)位的時(shí)間是一致的。2分4、指令流水就是改變各條指令按順序串行執(zhí)行的規(guī)則，使機(jī)器在執(zhí)行上一條指令的同時(shí)，取出下一條指令，即上一條指令的執(zhí)行周期和下一條指令的取指周期同時(shí)進(jìn)行。1分超標(biāo)量技術(shù)：在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可同時(shí)并發(fā)多條獨(dú)立指令，即以并行操作方式將兩條或兩條以上指令編譯并執(zhí)行。在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，有多個(gè)功能部件同時(shí)執(zhí)行多條指令。1分超流水線技術(shù)：將一些流水線寄存器插入到流水線段中，它將流水線再分段，如將原來(lái)的一個(gè)時(shí)鐘周期分成三段，同一個(gè)功能部件在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)要被使用三次，使流水線以三倍于原來(lái)時(shí)鐘頻率的速度運(yùn)行。1分超長(zhǎng)指

4、令字技術(shù)：它是由編譯程序在編譯時(shí)挖掘出指令間潛在的并行性后，把多條能并行操作的指令組合成一條具有多個(gè)操作碼字段的超長(zhǎng)指令（指令字長(zhǎng)可達(dá)幾百位），需要有多個(gè)功能部件（每一個(gè)操作碼字段控制一個(gè)功能部件）同時(shí)工作。1分四、（10分）DMA方式是直接存儲(chǔ)器存儲(chǔ)方式，其特點(diǎn)是主存和DMA接口之間有一條直接數(shù)據(jù)通路，采用周期竊取的方法，主存與 I/O設(shè)備交換信息時(shí)，不需經(jīng)過(guò)CPU，因此不必中斷現(xiàn)行程序，I/O與主機(jī)并行工作。4分在DMA方式中，CPU和DMA接口分時(shí)使用主存，通常采用三種方法：每點(diǎn)2分（1）停止CPU訪問(wèn)主存。這種方法DMA在傳送一批數(shù)據(jù)時(shí)，獨(dú)占主存，CPU放棄了地址線、數(shù)據(jù)線和有關(guān)控制線

5、的使用權(quán)。在一批數(shù)據(jù)傳送完畢后，DMA接口才把總線的控制權(quán)交回給CPU。顯然，這種方法在DMA傳送過(guò)程中，CPU基本處于不工作狀態(tài)或保持原狀態(tài)。（2）周期挪用。這種方法CPU按程序的要求訪問(wèn)主存，一旦I/O設(shè)備有DMA請(qǐng)求，則由I/O設(shè)備挪用一個(gè)存取周期。此時(shí)CPU可完成自身的操作，但要停止訪存，要將總線控制權(quán)交給DMA使用。顯然這種方法既實(shí)現(xiàn)了I/O傳送，又較好地發(fā)揮了主存和CPU的效率，是一種廣泛采用的方法。（3）DMA與CPU交替訪存。這種方法適合于CPU的工作周期比主存的存取周期長(zhǎng)的情況。如CPU的工作周期大于主存周期的兩倍，則每個(gè)CPU周期的上半周期專(zhuān)供DMA接口訪存，下半周期專(zhuān)供C

6、PU訪存。這種交替訪問(wèn)方式可使DMA傳送和CPU工作效率最高，但相應(yīng)的硬件邏輯更復(fù)雜。五、（6分）算邏指令格式為“寄存器 寄存器”型，取單字長(zhǎng)16位6244OP尋址RR2分取數(shù)/存數(shù)指令格式為“寄存器 存儲(chǔ)器”型，取雙字長(zhǎng)32位6244OP尋址RMM162分相對(duì)轉(zhuǎn)移指令為一地址格式，取單字長(zhǎng)16位628OP尋址位移量2分六、（8分）原碼除法（加減交替法）： 由x = 0，y = - 得 x原 = 0.1010，x* = 0 y原 = 1.1101，y* = ，-y*補(bǔ) = 2分被除數(shù) (余數(shù))商說(shuō) 明 0 . 1 0 1 0 + 1 . 0 0 1 10 . 0 0 0 0+-y*補(bǔ)（減除數(shù)）

7、 1 . 1 1 0 1 1 . 1 0 1 0 + 0 . 1 1 0 1 0 0余數(shù)為負(fù)，上商01位+y*補(bǔ)（加除數(shù)） 0 . 0 1 1 1 0 . 1 1 1 0 + 1 . 0 0 1 1 0 1 0 1余數(shù)為正，上商11位+-y*補(bǔ)（減除數(shù)） 0 . 0 0 0 1 0 . 0 0 1 0 + 1 . 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1余數(shù)為正，上商11位+-y*補(bǔ)（減除數(shù)） 1 . 0 1 0 1 0 . 1 0 1 0 + 0 . 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 余數(shù)為負(fù)，上商01位+y*補(bǔ)（加除數(shù)） 1 . 0 1 1 1 0 1 1 0 0 余數(shù)為負(fù)，上

8、商04分商的符號(hào)位為x0y0 = 10 = 11分1分或者補(bǔ)碼除法（末位恒置1）： 由 x = 0，y = -得 x補(bǔ) = 0.1010，y補(bǔ) = ，-y補(bǔ) = 2分被除數(shù) (余數(shù))商 上商說(shuō) 明 0 . 1 0 1 0 + 1 . 0 0 1 10 . 0 0 0 0 x補(bǔ)與y補(bǔ)異號(hào)，+y補(bǔ) 1 . 1 1 0 1 1 . 1 0 1 0 + 0 . 1 1 0 1 1 1 R補(bǔ)與y補(bǔ)同號(hào)，上商11位+-y補(bǔ) 0 . 0 1 1 1 0 . 1 1 1 0 + 1 . 0 0 1 1 1 0 1 0R補(bǔ)與y補(bǔ)異號(hào)，上商01位+y補(bǔ) 0 . 0 0 0 1 0 . 0 0 1 0 + 1 .

9、0 0 1 1 1 0 0 1 0 0R補(bǔ)與y補(bǔ)異號(hào)，上商01位+y補(bǔ) 1 . 0 1 0 1 0 . 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1R補(bǔ)與y補(bǔ)同號(hào)，上商11位，末位商恒置“1”5分 1分七、（14分）（1）所用芯片的二進(jìn)制地址范圍：系統(tǒng)程序區(qū)：111111111111111111111110000000000000用戶程序區(qū)：1111011111111111111111000000000000001110111111111111111110100000000000001110011111111111111110000000000000004分（2）2片8K4位ROM，3片

10、8K8位RAM2分（3）8分八、（16分）1、（6分）取指周期微操作命令的節(jié)拍安排2分T0 PCMAR，1RT1 M(MAR) MDR，(PC) + 1PCT2 MDRIR，OP(IR) ID間指周期微操作命令的節(jié)拍安排2分T0 Ad(IR) MAR，1R（即MMAR）T1 M(MAR) MDRT2 MDRAd(IR)執(zhí)行周期微操作命令的節(jié)拍安排2分T0 Ad(IR) MAR，1RT1 M(MAR) MDRT2 (ACC) (MDR) ACC2、（6分）4分增加的微操作命令：OP（IR） 微地址形成部件 CMAR1分Ad(CMDR)CMAR1分3、（4分）每點(diǎn)1分直接編碼（直接控制）方式：在微指令的操作控制字段中，每一位代表一個(gè)微命令，這種編碼方式即為直接編碼方式。這種方式含義清晰，但由于機(jī)器中微命令甚多，可能使微指令操作控制字段達(dá)幾百位，造成控存容量極大。字段直接編碼方式：這種方式就是將微指令的操作控制字段分成若干段，將一組互斥的微命令放在一個(gè)字段內(nèi)，通過(guò)對(duì)這個(gè)字段譯碼，便可對(duì)應(yīng)每一個(gè)微命令。采用字段直接編碼方法可用較少的二進(jìn)制信息表示較多的微命令信號(hào)，縮短了微指令的長(zhǎng)度。但由于增加了譯碼電路，使微程序的執(zhí)行速