計(jì)算機(jī)組成原理期末模擬題

計(jì)算機(jī)組成原理期末模擬題計(jì)算機(jī)組成原理期末模擬題計(jì)算機(jī)組成原理期末模擬題V:1.0精細(xì)整理，僅供參考計(jì)算機(jī)組成原理期末模擬題日期：20xx年X月一.選擇題下列哪個(gè)不屬于主機(jī)的組成部分（D）運(yùn)算器 B.控制器 C.存儲(chǔ)器 D.輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)中有關(guān)ALU的描述，（D）是正確的。只做算術(shù)運(yùn)算，不做邏輯運(yùn)算只做加法能存放運(yùn)算結(jié)果以上答案都不對(duì)在三種集中式總線控制中，（C）方式響應(yīng)時(shí)間最快。鏈?zhǔn)讲樵? B.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢 C.獨(dú)立請(qǐng)求 D.都一樣4.在三種集中式總線控制中，控制線最多的是（C）方式。A.鏈?zhǔn)讲樵? B.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢 C.獨(dú)立請(qǐng)求 D.都一樣5.在三種集中式總線控制中，對(duì)線路故障最敏感的是（A）方式。A.鏈?zhǔn)讲樵? B.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢 C.獨(dú)立請(qǐng)求 D.都一樣6-7.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都具有兩個(gè)存儲(chǔ)層次，分別是（B），構(gòu)成緩存、主存、輔存三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)。速度和容量價(jià)位分別接近（C）主存-緩存層次和緩存-輔存層次緩存-主存層次和主存-輔存層次緩存-輔存層次和主存-輔存層次前者 前者 B.后者 后者 C.前者 后者 D.后者 前者某機(jī)器字長16位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址，由兩個(gè)字節(jié)組成，第一字節(jié)為操作碼字段，第二字節(jié)為相對(duì)位移量字段。假定取指令時(shí)，每取一個(gè)字節(jié)PC自動(dòng)加1.若某轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為2000H，相對(duì)位移量字段的內(nèi)容為06H，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)以后的目標(biāo)地址是（C）A.2006H B.2007H C.2008H D.2009H一個(gè)容量為16K×32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是（A）A.46 B.47 C.48 D.4910.對(duì)128*128矩陣的存儲(chǔ)芯片進(jìn)行刷新時(shí)，若存取周期為0.5μs，刷新周期為2ms，則對(duì)128行集中刷新共需（）μs，其余的（）μs用來讀寫或維持信息。（B）A.32,1936 B.64,1936 C.32,3872 D.64,3872對(duì)采用低位交叉編址的多體存儲(chǔ)器來說，第0塊第1個(gè)（從0計(jì)起）地址應(yīng)該編碼為（D）A.1 B.2 C.3 D.412.下列關(guān)于I/O設(shè)備與主機(jī)信息傳送的控制方式，說法正確的是（B）A.若主機(jī)和設(shè)備是串行工作的，那傳送數(shù)據(jù)時(shí)用程序查詢方式B.在微型機(jī)系統(tǒng)中，主機(jī)和高速硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)交換一般采用程序中斷方式C.直接存儲(chǔ)器存取方式(DMA)的效率最高D.以上說法均不正確13.下列說法正確的是（A）當(dāng)中斷請(qǐng)求觸發(fā)器INTR值為1時(shí)，表示該設(shè)備向CPU提出中斷請(qǐng)求當(dāng)多個(gè)中斷源向CPU提出終端請(qǐng)求時(shí)，CPU在任何瞬間能同時(shí)接受多個(gè)中斷源的請(qǐng)求CPU接受級(jí)別最高的中斷源的請(qǐng)求，但允許級(jí)別低的中斷源中斷正在運(yùn)行的中斷服務(wù)程序當(dāng)中斷屏蔽觸發(fā)器MASK值為0時(shí)，表示被屏蔽，即封鎖其中斷源的請(qǐng)求14.零地址運(yùn)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（C）。

A.立即數(shù)和棧頂 B.暫存器 C.棧頂和次棧頂 D.程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加+115.下列對(duì)各標(biāo)志位理解正確的是（B）A.負(fù)標(biāo)志位（N），結(jié)果為負(fù)，N=0 B.溢出標(biāo)志位（V），結(jié)果有溢出，V=1C.進(jìn)位標(biāo)志位（C），最低位有進(jìn)位，C=1 D.奇偶標(biāo)志位（P），結(jié)果呈奇數(shù)，P=116.下列說法正確的是（A）計(jì)算機(jī)操作的最小單位時(shí)間是時(shí)鐘周期計(jì)算機(jī)主頻的周期是指機(jī)器周期一個(gè)節(jié)拍信號(hào)的寬度是機(jī)器周期以上說法均不正確二.填空題計(jì)算機(jī)的軟件通常分兩類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。為了實(shí)現(xiàn)按地址訪問的方式，主存中還必須配置兩個(gè)寄存器，分別是存儲(chǔ)器地址寄存器，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器。控制器由程序計(jì)數(shù)器（PC）、指令寄存器（IR）以及控制單元（CU）組成。按系統(tǒng)總線傳輸信息的不同，可分為三類：數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線?？偩€性能指標(biāo)包括總線寬度，總線帶寬，總線復(fù)用，信號(hào)線數(shù)等等。總線上所連接的各類設(shè)備，按其對(duì)總線有無控制功能可分為主設(shè)備和從設(shè)備?？偩€判優(yōu)控制可分為集中式和分布式。常見的集中控制優(yōu)先權(quán)仲裁方式有三種：鏈?zhǔn)讲樵儭⒍〞r(shí)查詢、獨(dú)立請(qǐng)求。異步通信分為不互鎖、半互鎖、全互鎖三種類型。根據(jù)存取方式，可以將存儲(chǔ)器分為隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器等等。隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)二字表示的是能夠在任意時(shí)刻在任意存儲(chǔ)位置進(jìn)行讀寫。按在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用不同，存儲(chǔ)器主要分為主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、緩沖存儲(chǔ)器。主存的技術(shù)指標(biāo)有存儲(chǔ)容量，存儲(chǔ)速度，存儲(chǔ)帶寬。常見的動(dòng)態(tài)RAM基本單元電路有三管式和單管式兩種。他們的共同特點(diǎn)是靠電容存儲(chǔ)電荷的原理來寄存信息。電容電荷一般只能維持1~2ms，因此必須在2ms內(nèi)對(duì)其所有存儲(chǔ)單元恢復(fù)一次原狀態(tài)，這個(gè)過程稱為再生或者刷新。高速緩沖存儲(chǔ)器的依據(jù)是什么？指令和數(shù)據(jù)在主存的地址分布不是隨機(jī)的，而是相對(duì)的簇聚，使得CPU在執(zhí)行程序時(shí)，訪存具有相對(duì)的局部性，稱為程序訪問的局部性原理。Cache主要由Cache存儲(chǔ)體、地址映射變換機(jī)構(gòu)、Cache替換機(jī)構(gòu)幾大模塊組成。涉及寫操作的信息一致問題，一般有寫直達(dá)法和寫回法兩種解決方法。地址映射方法包括直接映射（固定的映射關(guān)系）、全相聯(lián)映射（靈活性大的映射關(guān)系）、組相聯(lián)映射（上述兩種映射的折中）。DMA與主存交換數(shù)據(jù)的方法：停止CPU訪問主存，周期挪用，DMA和CPU交替。指令的一般格式是操作碼字段+地址碼字段。（A1）OP（A2）->A3表達(dá)式的含義是取A1和A2中的內(nèi)容進(jìn)行OP運(yùn)算，結(jié)果存到A3。機(jī)器中常見的操作數(shù)類型有地址、數(shù)字、字符、邏輯數(shù)據(jù)等。一般一個(gè)完整的指令周期應(yīng)包括取指、間址、執(zhí)行、中斷4個(gè)子周期。流水沖突的三種相關(guān)：結(jié)構(gòu)相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)、控制相關(guān)。中斷服務(wù)程序入口地址的尋找有兩種方法：硬件向量法和軟件查詢法。三.判斷題匯編語言具有通用性（錯(cuò)，由于匯編語言擺脫不了實(shí)際機(jī)器的指令系統(tǒng)，因此，匯編語言沒有通用性）DRAM進(jìn)行集中刷新的時(shí)候，可以進(jìn)行讀寫操作（錯(cuò)，不能進(jìn)行讀寫操作，故刷新的這段時(shí)間又叫訪存“死區(qū)”）多體模塊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器采用交叉編址后，可以在不改變每個(gè)模塊存取周期的前提下，提高存儲(chǔ)器的帶寬（對(duì)）就I/O中斷來說，速度越高的I/O設(shè)備，優(yōu)先級(jí)越高（對(duì)）設(shè)備優(yōu)先級(jí)的處理可以采用硬件方法，也可以采用軟件方法。（對(duì)）四.簡答題馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成；指令和數(shù)據(jù)以同一形式（二進(jìn)制形式）存于存儲(chǔ)器中；指令由操作碼、地址碼兩大部分組成；指令在存儲(chǔ)器中順序存放，通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行；以運(yùn)算器為中心（原始馮氏機(jī)）。什么是總線？總線是連接多個(gè)部件的信息傳輸線，是各部件共享的傳輸介質(zhì)。鏈?zhǔn)讲樵兊目刂凭€BR、BS、BG分別做什么用？BS總線忙，BR總線請(qǐng)求，BG總線同意?？偩€的通信控制主要解決什么問題包括哪幾種方式

總線的通信控制主要解決通信雙方如何獲知傳輸開始和傳輸結(jié)束，以及通信雙方如何協(xié)調(diào)如何配合。通常有四種方式：同步通信、異步通信、半同步通信、分離式通信。什么叫同步通信，同步通信有什么優(yōu)缺點(diǎn)？通信雙方由統(tǒng)一時(shí)標(biāo)控制數(shù)據(jù)傳送的稱為同步通信。同步通信優(yōu)點(diǎn)是規(guī)定明確、統(tǒng)一，模塊間的配合簡單一致。其缺點(diǎn)是主、從模塊時(shí)間配合屬于強(qiáng)制性“同步”，必須在限定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的要求。半同步通信有什么特點(diǎn)適用于什么情況

半同步通信既保留同步通信的基本特點(diǎn)，如所有的地址、數(shù)據(jù)、命令信號(hào)的發(fā)出時(shí)間，都嚴(yán)格參照系統(tǒng)時(shí)鐘的某個(gè)前沿開始，而接收方都采用系統(tǒng)時(shí)鐘后沿時(shí)刻來進(jìn)行判斷識(shí)別；又像異步通信那樣，允許不同速度的模塊和諧工作，為此增設(shè)一條“WAIT”響應(yīng)信號(hào)線，插入時(shí)鐘（等待）周期的措施來協(xié)調(diào)通信雙方的配合問題。半同步通信適用于系統(tǒng)工作速度不高但又包含了由許多工作速度差異較大的各類設(shè)備組成的簡單系統(tǒng)。存儲(chǔ)速度與存儲(chǔ)帶寬有什么區(qū)別？存儲(chǔ)速度是由存取時(shí)間和存取周期來表示的，而存儲(chǔ)帶寬只與存儲(chǔ)周期密切相關(guān)，它表示單位時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)器存取的信息量。動(dòng)態(tài)RAM有哪三種刷新的方式，它們的特點(diǎn)分別是什么？集中刷新：在最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)，集中安排一段時(shí)間進(jìn)行刷新；

分散刷新：在每個(gè)讀/寫周期之后插入一個(gè)刷新周期，無CPU訪存死時(shí)間；

異步刷新：是集中式和分散式的折衷。什么是周期挪用？每當(dāng)I/O設(shè)備發(fā)出DMA請(qǐng)求時(shí)，I/O設(shè)備便挪用或竊取總線占用權(quán)一個(gè)或幾個(gè)主存周期，而DMA不請(qǐng)求時(shí)，CPU仍繼續(xù)訪問主存。RISC是什么意思，與CISC比較有什么優(yōu)點(diǎn)？RISC是精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，與CISC相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：充分利用VLSI芯片的面積；提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度；便于設(shè)計(jì)，可降低成本，提高可靠性；有效支持高級(jí)語言程序。取值周期和間址周期的微操作分別是什么？取值周期微操作PC→MAR 當(dāng)前指令地址送MAR1→R 啟動(dòng)讀操作M(MAR)→MDR 當(dāng)前指令從存儲(chǔ)器讀至MDRMDR→IR 當(dāng)前指令送IROP(IR)→CU 指令的操作碼送至CU譯碼(PC+1)→PC 形成下一指令地址。間址周期微操作Ad(IR)→MAR

指令的地址碼字段→MAR

1→R

命令存儲(chǔ)器讀M(MAR)→->NDR

有效地址從存儲(chǔ)器中讀至MDR計(jì)算題主存的MAR有16位，MDR有32位，求其存儲(chǔ)容量。MAR的位數(shù)反映了存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)，MDR的位數(shù)反映了存儲(chǔ)字長。由于MAR有16位，根據(jù)2的16次方為65536，表示此存儲(chǔ)體內(nèi)有65536個(gè)存儲(chǔ)單元；而MDR為32位，表示存儲(chǔ)容量為65536*32=2M位，也就是256KB。某機(jī)字長為32位，其存儲(chǔ)容量是64KB，按字節(jié)變址其尋址范圍是多少按字編址其尋址范圍是多少

存儲(chǔ)容量是64KB時(shí)，按字節(jié)編址尋址范圍是64KB，按字尋址范圍則為64K×8/32=16K字。3.設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作訪存控制信號(hào)（低電平有效），用WR作讀寫控制信號(hào)（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。其中有2K×8位、8K×8位、32K×8位的ROM芯片；1K×4位、2K×8位、8K×8位、16K×1位、4K×4位的RAM芯片，畫出CPU與存儲(chǔ)器的連接圖，要求：

（1）存儲(chǔ)芯片地址空間分配為：0～8191為系統(tǒng)程序區(qū)；8192～32767為用戶程序區(qū)。

（2）指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量；

（3）詳細(xì)畫出片選邏輯。解：（1）轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制地址碼，確定其總?cè)萘俊?/p>

根據(jù)地址范圍的容量以及該范圍在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用，選擇存儲(chǔ)芯片?？梢缘玫叫枋褂?K*8位的ROM1片，使用8K*8位的RAM3片。分配CPU的地址線。將CPU的低13位地址（這里的13由8K算得，后面同理）與8K*8位的ROM地址線相連；將CPU的低13位地址與8K*8位的RAM地址線相連。剩下的高位地址與訪存控制信號(hào)MREQ共同產(chǎn)生存儲(chǔ)芯片的片選信號(hào)。故可以畫出片選邏輯。4.設(shè)有4個(gè)模塊組成的四體存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，每個(gè)體的存儲(chǔ)字長為32位，存取周期200ns，假設(shè)數(shù)據(jù)總線寬度為32位，總線傳輸周期為50ns，試求順序存儲(chǔ)和交叉存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器帶寬。

解：順序存儲(chǔ)(高位交叉編址)和交叉存儲(chǔ)(低位交叉編址)連續(xù)讀出4個(gè)字的信息量是32*4=128位。

順序存儲(chǔ)存儲(chǔ)器連續(xù)讀出4個(gè)字的時(shí)間：200ns*4=800ns=8*10^(-7)s

交叉存儲(chǔ)存儲(chǔ)器連續(xù)讀出4個(gè)字的時(shí)間：200ns+50ns*(4-1)=350ns=3.5*10^(-7)s

順序存儲(chǔ)器帶寬：128/(8*10^(-7))=16*10^7bps

交叉存儲(chǔ)器帶寬：128/(3.5*10^(-7))=37*10^7bps機(jī)器數(shù)字長為8位（含1位符號(hào)位在內(nèi)），寫出對(duì)應(yīng)下列各真值的原碼、補(bǔ)碼和反碼。

-13/64，29/128，100，-87解：真值與不同機(jī)器碼對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：十進(jìn)制二進(jìn)制原碼反碼補(bǔ)碼-13/64-0.0011011.00110101.11001011.110011029/1280.00111010.00111010.00111010.001110110011001000,11001000,11001000,1100100-87-10101111,10101111,01010001,0101001設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為：階碼5位（含1位階符），尾數(shù)11位（含1位數(shù)符）。寫出51/128、27/1024、7.375、-86.5所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)。要求如下：階碼和尾數(shù)均為原碼；

（2）階碼和尾數(shù)均為補(bǔ)碼；

（3）階碼為移碼，尾數(shù)為補(bǔ)碼。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：

x1=51/128=（0.0110011）2

=2-1（0.110011）2

x2=-27/1024=（-0.0000011011）2

=2-5（-0.11011）2

x3=7.375=（111.011）2

=23（0.111011）2

x4=-86.5=（-1010110.1）2

=27（-0.10101101）2

則以上各數(shù)的浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)為：

（1）[x1]浮=1，0001；0.1100110000

（2）[x1]浮=1，1111；0.1100110000

（3）[x1]浮=0，1111；0.1100110000[x2]浮=1，0101；1.1101100000

（2）[x2]浮=1，1011；1.0010100000

（3）[x2]浮=0，1011；1.0010100000

（1）[x3]浮=0，0011；0.1110110000

（2）[x3]浮=0，0011；0.1110110000

（3）[x3]浮=1，0011；0.1110110000

（1）[x4]浮=0，0111；1.1010110100

（2）[x4]浮=0，0111；1.0101001100

（3）[x4]浮=1，0111；1.01010011007.設(shè)機(jī)器數(shù)字長為8位（含1位符號(hào)位），用補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則計(jì)算下列各題。

（1）A=9/64，B=-13/32，求A+B；

（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B；

（3）A=-3/16，B=9/32，求A+B；

（4）A=-87，B=53，求A-B；

（5）A=115，B=-24，求A+B。

解：（1）A=9/64=（0.0010010）2

B=-13/32=（-0.0110100）2

[A]補(bǔ)=0.0010010

[B]補(bǔ)=1.1001100[A+B]補(bǔ)=0.0010010

+1.1001100

1.1011110——無溢出

A+B=（-0.0100010）2=-17/64

（2）A=19/32=（0.1001100）2

B=-17/128=（-0.0010001）2

[A]補(bǔ)=0.1001100

[B]補(bǔ)=1.1101111

[-B]補(bǔ)=0.0010001

[A-B]補(bǔ)=0.1001100

+0.0010001

0.1011101——無溢出

A-B=（0.1011101）2=93/128（3）A=-3/16=（-0.0011000）2

B=9/32=（0.0100100）2

[A]補(bǔ)=1.1101000

[B]補(bǔ)=0.0100100

[A+B]補(bǔ)=1.1101000

+0.0100100

0.0001100——無溢出

A+B=（0.0001100）2=3/32

（4）A=-87=（-1010111）2

B=53=（110101）2

[A]補(bǔ)=1，0101001

[B]補(bǔ)=0，0110101

[-B]補(bǔ)=1，1001011[A-B]補(bǔ)=1，0101001

+1，1001011

0，1110100——溢出

A-B=（-1，0001100）2=-140

（5）A=115=（1110011）2

B=-24=（-11000）2

[A]補(bǔ)=0，1110011

[B]補(bǔ)=1，1101000

[A+B]補(bǔ)=0，1110011

+1，1101000

0，1011011——無溢出

A+B=（1011011）2=91

8.按機(jī)器補(bǔ)碼浮點(diǎn)運(yùn)算步驟計(jì)算[x±y]補(bǔ)

（1）x=2-011×0.101100，y=2-010×（-0.011100）；

（2）x=2-011×（-0.100010），y=2-010×（-0.011111）；

（3）x=2101×（-0.100101），y=2100×（-0.001111)。

解：先將x、y轉(zhuǎn)換成機(jī)器數(shù)形式：

（1）[x]補(bǔ)=1，101；0.101100，[y]補(bǔ)=1，110；1.100100

注：為簡單起見，源操作數(shù)可直接寫成浮點(diǎn)格式，不必規(guī)格化。1）對(duì)階：

[E]補(bǔ)=[Ex]補(bǔ)+[-Ey]補(bǔ)=11，101+00，010=11，111

[E]補(bǔ)<0，應(yīng)Ex向Ey對(duì)齊，則：

[Ex]補(bǔ)+1=11，101+00，001

=11，110

[E]補(bǔ)+1=11，111+00，001

=00，000=0

至此，Ex=Ey，對(duì)畢。

[x]補(bǔ)=1，110；0.010110

2）尾數(shù)運(yùn)算：

[Mx]補(bǔ)+[My]補(bǔ)=00.010110

+11.100100

11.111010[Mx]補(bǔ)+[-My]補(bǔ)=00.010110

+00.011100

00.110010

3）結(jié)果規(guī)格化：

[x+y]補(bǔ)=11，110；11.111010

=11，011；11.010000

（左規(guī)3次，階碼減3，尾數(shù)左移3位）

[x-y]補(bǔ)=11，110；00.110010

已是規(guī)格化數(shù)。

4）舍入：無

5）溢出：無

則：x+y=2-101×（-0.110000）

x-y=2-010×0.110010（2）x=2-011×（-0.100010）

y=2-010×（-0.011111）

[x]補(bǔ)=1，101；1.011110

[y]補(bǔ)=1，110；1.100001

1）對(duì)階：

過程同1），則

[x]補(bǔ)=1，110；1.101111

2）尾數(shù)運(yùn)算：

[Mx]補(bǔ)+[My]補(bǔ)=11.101111

+11.100001

11.010000

[Mx]補(bǔ)+[-My]補(bǔ)=11.101111

+00.011111

00.0011103）結(jié)果規(guī)格化：

[x+y]補(bǔ)=11，110；11.010000

已是規(guī)格化數(shù)。

[x-y]補(bǔ)=11，110；00.001110

=11，100；00.111000

（左規(guī)2次，階碼減2，尾數(shù)左移2位）

4）舍入：無

5）溢出：無

則：x+y=2-010×（-0.110000）

x-y=2-100×0.111000（3）x=2101×（-0.100