計(jì)算機(jī)組成原理試卷及答案

期末試卷一一.選擇題（每小題1分，共20分）1.目前我們所說(shuō)的個(gè)人臺(tái)式商用機(jī)屬于_____。A.巨型機(jī)B.中型機(jī)C.小型機(jī)D.微型機(jī)2.（2000）10化成十六進(jìn)制數(shù)是______。A．（7CD）16B.（7D0）16C.（7E0）16D.（7F0）163.下列數(shù)中最大的數(shù)是______。A．（10011001）2B.（227）8C.（98）16D.（152）104.______表示法主要用于表示浮點(diǎn)數(shù)中的階碼。A.原碼B.補(bǔ)碼C.反碼D.移碼5.在小型或微型計(jì)算機(jī)里，普遍采用的字符編碼是______。A.BCD碼B.16進(jìn)制C.格雷碼D.ASCⅡ碼6.下列有關(guān)運(yùn)算器的描述中，______是正確的。A.只做算術(shù)運(yùn)算，不做邏輯運(yùn)算B.只做加法C.能暫時(shí)存放運(yùn)算結(jié)果D.既做算術(shù)運(yùn)算，又做邏輯運(yùn)算7.EPROM是指______。A.讀寫(xiě)存儲(chǔ)器B.只讀存儲(chǔ)器C.可編程的只讀存儲(chǔ)器D.光擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器8.Intel80486是32位微處理器，Pentium是______位微處理器。Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４９.設(shè)［X］補(bǔ)=1.x1x2x3x4,當(dāng)滿(mǎn)足______時(shí)，X>-1/2成立。Ａ．x1必須為1，x2x3x4至少有一個(gè)為1Ｂ．x1必須為1，x2x3x4任意Ｃ．x1必須為0，x2x3x4至少有一個(gè)為1Ｄ．x1必須為0，x2x3x4任意10.CPU主要包括______。A.控制器B.控制器、運(yùn)算器、cacheC.運(yùn)算器和主存D.控制器、ALU和主存11.信息只用一條傳輸線，且采用脈沖傳輸?shù)姆绞椒Q(chēng)為_(kāi)_____。A.串行傳輸B.并行傳輸C.并串行傳輸D.分時(shí)傳輸12.以下四種類(lèi)型指令中，執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的是______。A.RR型B.RS型C.SS型D.程序控制指令13.下列______屬于應(yīng)用軟件。A.操作系統(tǒng)B.編譯系統(tǒng)C.連接程序D.文本處理14.在主存和CPU之間增加cache存儲(chǔ)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(wèn)題D.增加內(nèi)存容量，同時(shí)加快存取速度15.某單片機(jī)的系統(tǒng)程序，不允許用戶(hù)在執(zhí)行時(shí)改變，則可以選用______作為存儲(chǔ)芯片。A.SRAMB.閃速存儲(chǔ)器C.cacheD.輔助存儲(chǔ)器16.設(shè)變址寄存器為X，形式地址為D，（X）表示寄存器X的內(nèi)容，這種尋址方式的有效地址為_(kāi)_____。A.EA=(X)+DB.EA=(X)+(D)C.EA=((X)+D)D.EA=((X)+(D))17.在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本身的尋址方式，稱(chēng)為_(kāi)_____。A.隱含尋址B.立即尋址C.寄存器尋址D.直接尋址18.下述I/O控制方式中，主要由程序?qū)崿F(xiàn)的是______。A.PPU(外圍處理機(jī))方式B.中斷方式C.DMA方式D.通道方式19.系統(tǒng)總線中地址線的功能是______。A.用于選擇主存單元地址B.用于選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備C.用于選擇外存地址D.用于指定主存和I/O設(shè)備接口電路的地址20.采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)要占用______的時(shí)間。A.一個(gè)指令周期B.一個(gè)機(jī)器周期C.一個(gè)時(shí)鐘周期D.一個(gè)存儲(chǔ)周期二.填空題（每空1分，共20分）1.數(shù)控機(jī)床是計(jì)算機(jī)在A.______方面的應(yīng)用，郵局把信件自動(dòng)分揀是在計(jì)算機(jī)B.______方面的應(yīng)用。2.漢字的A.______、B.______、C.______是計(jì)算機(jī)用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出三種不同用途的編碼。3.閃速存儲(chǔ)器特別適合于A.______微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，被譽(yù)為B.______而成為代替磁盤(pán)的一種理想工具。4.主存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)主要是A.______、B.______、存儲(chǔ)周期和存儲(chǔ)器帶寬。5.條件轉(zhuǎn)移、無(wú)條件轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)子程序、返主程序、中斷返回指令都屬于A.______類(lèi)指令，這類(lèi)指令在指令格式中所表示的地址不是B.______的地址，而是C.______的地址。6.從操作數(shù)的物理位置來(lái)說(shuō)，可將指令歸結(jié)為三種類(lèi)型：存儲(chǔ)器-存儲(chǔ)器型，A.______，B.______。7.運(yùn)算器的兩個(gè)主要功能是：A.______，B.______。8.PCI總線采用A.______仲裁方式，每一個(gè)PCI設(shè)備都有獨(dú)立的總線請(qǐng)求和總線授權(quán)兩條信號(hào)線與B.______相連。9.直接內(nèi)存訪問(wèn)（DMA）方式中，DMA控制器從CPU完全接管對(duì)A.______的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過(guò)CPU,而直接在內(nèi)存和B.______之間進(jìn)行。三.簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。請(qǐng)說(shuō)明指令周期、機(jī)器周期、時(shí)鐘周期之間的關(guān)系。請(qǐng)說(shuō)明SRAM的組成結(jié)構(gòu)，與SRAM相比，DRAM在電路組成上有什么不同之處？請(qǐng)說(shuō)明程序查詢(xún)方式與中斷方式各自的特點(diǎn)。四.應(yīng)用題（每小題5分，共40分）機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位（含1位符號(hào)位），當(dāng)X=-127（十進(jìn)制）時(shí)，其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制表示，(X)原表示，(X)反表示，(X)補(bǔ)表示，(X)移表示分別是多少？已知x=0.1011,y=-0.0101,求x+y=?,x-y=?用16k×8位的SRAM芯片構(gòu)成64K×16位的存儲(chǔ)器，要求畫(huà)出該存儲(chǔ)器的組成邏輯框圖。提高存儲(chǔ)器速度可采用哪些措施，請(qǐng)說(shuō)出至少五種措施。若機(jī)器字長(zhǎng)36位，采用三地址格式訪存指令，共完成54種操作，操作數(shù)可在1K地址范圍內(nèi)尋找，畫(huà)出該機(jī)器的指令格式。舉例說(shuō)明存儲(chǔ)器堆棧的原理及入棧、出棧的過(guò)程。試畫(huà)出三總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。若顯示工作方式采用分辨率為1024×768，顏色深度為3B,楨頻為72Hz,計(jì)算刷新存儲(chǔ)器帶寬應(yīng)是多少？期末試卷一答案一.選擇題1.D2.B3.A4.D5.D6.D7.D8.D9.A10.B11.A12.C13.D14.C15.B16.A17.B18.B19.D20.D二.填空題1.A.自動(dòng)控制B.人工智能2.A.輸入編碼（或輸入碼）B.內(nèi)碼（或機(jī)內(nèi)碼）C.字模碼3.A.便攜式B.固態(tài)盤(pán)4.A.存儲(chǔ)容量B.存取時(shí)間5.A.程序控制類(lèi)B.操作數(shù)C.下一條指令6.A.寄存器—寄存器型B.寄存器—存儲(chǔ)器型7.A.算術(shù)運(yùn)算B.邏輯運(yùn)算8.A.集中式B.中央仲裁器9.A.總線B.I/O設(shè)備（或輸入輸出設(shè)備）三.簡(jiǎn)答題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為：微程序機(jī)器級(jí)，一般機(jī)器級(jí)（或稱(chēng)機(jī)器語(yǔ)言級(jí)），操作系統(tǒng)級(jí)，匯編語(yǔ)言級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言級(jí)。指令周期是指取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)間，指令周期常常用若干個(gè)CPU周期數(shù)來(lái)表示，CPU周期也稱(chēng)為機(jī)器周期，而一個(gè)CPU周期又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期（也稱(chēng)為節(jié)拍脈沖或T周期）。SRAM存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)體、讀寫(xiě)電路、地址譯碼電路、控制電路組成，DRAM還需要有動(dòng)態(tài)刷新電路。程序查詢(xún)方式，數(shù)據(jù)在CPU和外圍設(shè)備之間的傳送完全靠計(jì)算機(jī)程序控制，優(yōu)點(diǎn)是硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是CPU效率低，中斷方式是外圍設(shè)備用來(lái)“主動(dòng)”通知CPU，準(zhǔn)備輸入輸出的一種方法，它節(jié)省了CPU時(shí)間，但硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些。四.應(yīng)用題1.二進(jìn)制表示為-01111111[X]原=11111111[X]反=10000000[X]補(bǔ)=10000001[X]移=000000012.[x]補(bǔ)=00.1011[x]補(bǔ)=00.1011+[y]補(bǔ)=11.1011+[-y]補(bǔ)=00.010100.011001.0000x+y=+0.0110x-y產(chǎn)生溢出3.存儲(chǔ)器容量為64K×16位，其地址線為16位（A15—A0），數(shù)據(jù)線也是16位（D15—D0）SRAM芯片容量為16K×8位，其地址線為14位，數(shù)據(jù)線為8位，因此組成存儲(chǔ)器時(shí)須字位同時(shí)擴(kuò)展。字?jǐn)U展采用2：4譯碼器，以16K為一個(gè)模塊，共4個(gè)模塊。位擴(kuò)展采用兩片串接。圖C1.14.措施有：=1\*GB3①采用高速器件，=2\*GB3②采用cache（高速緩沖存儲(chǔ)器），=3\*GB3③采用多體交叉存儲(chǔ)器，=4\*GB3④采用雙端口存儲(chǔ)器，=5\*GB3⑤加長(zhǎng)存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)。操作碼需用6位，操作數(shù)地址碼需用10位。格式如下6101010OPD1D2D3OP:操作碼6位D1：第一操作數(shù)地址，10位D2：第二操作數(shù)地址，10位D3：第三操作數(shù)地址，10位所謂存儲(chǔ)器堆棧，是把存儲(chǔ)器的一部分用作堆棧區(qū)，用SP表示堆棧指示器，MSP表示堆棧指示器指定的存儲(chǔ)器的單元，A表示通用寄存器。入棧操作可描述為（A）→MSP,(SP-1)→SP出棧操作可描述為（SP+1）→SP,(MSP)→AI/O接口I/O接口IOP（通道）CPU7．三總線結(jié)構(gòu)如下圖所示：I/O接口I/O接口IOP（通道）CPU系統(tǒng)總線內(nèi)存中線內(nèi)存內(nèi)存總線內(nèi)存中線內(nèi)存I/O總線圖C1.28．解：刷存所需帶寬=分辨率×每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度×刷新速率，故刷存帶寬為：1024×768×3B×72/s=165888KB/s=162MB/s.期末試卷二選擇題（每空1分，共20分）將有關(guān)數(shù)據(jù)加以分類(lèi)、統(tǒng)計(jì)、分析，以取得有利用價(jià)值的信息，我們稱(chēng)其為_(kāi)_____。A.數(shù)值計(jì)算B.輔助設(shè)計(jì)C.數(shù)據(jù)處理D.實(shí)時(shí)控制目前的計(jì)算機(jī)，從原理上講______。指令以二進(jìn)制形式存放，數(shù)據(jù)以十進(jìn)制形式存放指令以十進(jìn)制形式存放，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存放指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制形式存放指令和數(shù)據(jù)都以十進(jìn)制形式存放根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，每個(gè)漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)占用______存儲(chǔ)。A.一個(gè)字節(jié)B.二個(gè)字節(jié)C.三個(gè)字節(jié)D.四個(gè)字節(jié)下列數(shù)中最小的數(shù)為_(kāi)_____。A.（101001）2B.（52）8C.（2B）16D.（44）10存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的記憶設(shè)備，主要用于______。A.存放程序B.存放軟件C.存放微程序D.存放程序和數(shù)據(jù)設(shè)X=—0.1011，則[X]補(bǔ)為_(kāi)_____。A.1.1011B.1.0100C.1.0101D.1.10017.下列數(shù)中最大的數(shù)是______。A.（10010101）2B.（227）8C.（96）16D.（143）10計(jì)算機(jī)問(wèn)世至今，新型機(jī)器不斷推陳出新，不管怎樣更新，依然保有“存儲(chǔ)程序”的概念，最早提出這種概念的是______。A.巴貝奇B.馮.諾依曼C.帕斯卡D.貝爾在CPU中，跟蹤后繼指令地指的寄存器是______。A.指令寄存器B.程序計(jì)數(shù)器C.地址寄存器D.狀態(tài)條件寄存器10.Pentium-3是一種______。A.64位處理器B.16位處理器C.準(zhǔn)16位處理器D.32位處理器11.三種集中式總線控制中，______方式對(duì)電路故障最敏感。A.鏈?zhǔn)讲樵?xún)B.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)C.獨(dú)立請(qǐng)求12.外存儲(chǔ)器與內(nèi)存儲(chǔ)器相比，外存儲(chǔ)器______。A.速度快，容量大，成本高B.速度慢，容量大，成本低C.速度快，容量小，成本高D.速度慢，容量大，成本高13.一個(gè)256K×8的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線總和為_(kāi)_____。A.16B.18C.26D.2014.堆棧尋址方式中，設(shè)A為累加器，SP為堆棧指示器，MSP為SP指示的棧頂單元。如果進(jìn)棧操作的動(dòng)作順序是（A）→MSP，(SP)-1→SP。那么出棧操作的動(dòng)作順序應(yīng)為_(kāi)_____。A.(MSP)→A，(SP)+1→SPB.(SP)+1→SP，(MSP)→AC.(SP-1)→SP，(MSP)→AD.(MSP)→A，（SP）-1→SP15.當(dāng)采用______對(duì)設(shè)備進(jìn)行編址情況下，不需要專(zhuān)門(mén)的I/O指令組。A.統(tǒng)一編址法B.單獨(dú)編址法C.兩者都是D.兩者都不是16.下面有關(guān)“中斷”的敘述，______是不正確的。一旦有中斷請(qǐng)求出現(xiàn)，CPU立即停止當(dāng)前指令的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去受理中斷請(qǐng)求CPU響應(yīng)中斷時(shí)暫停運(yùn)行當(dāng)前程序，自動(dòng)轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序中斷方式一般適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)為了保證中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢以后，能正確返回到被中斷的斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行程序，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保存操作17.下面敘述中，______是正確的。A.總線一定要和接口相連B.接口一定要和總線相連C.通道可以替代接口D.總線始終由CPU控制和管理18.在下述指令中，I為間接尋址，______指令包含的CPU周期數(shù)最多。A.CLAB.ADD30C.STAI31D.JMP2119.設(shè)寄存器位數(shù)為8位，機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼形式（含一位符號(hào)位）。對(duì)應(yīng)于十進(jìn)制數(shù)-27，寄存器內(nèi)為_(kāi)_____。A.27HB.9BHC.E5HD.5AH20.某存儲(chǔ)器芯片的存儲(chǔ)容量為8K×12位，則它的地址線為_(kāi)___。A.11B.12C.13D.14二.填空題（每空1分，共20分）計(jì)算機(jī)軟件一般分為兩大類(lèi)：一類(lèi)叫A.______,另一類(lèi)叫B.______。操作系統(tǒng)屬于C.______類(lèi)。一位十進(jìn)制數(shù)，用BCD碼表示需A.______位二進(jìn)制碼，用ASCII碼表示需B.______位二進(jìn)制碼。主存儲(chǔ)器容量通常以KB表示，其中K=A.______;硬盤(pán)容量通常以GB表示，其中G=B.______。RISC的中文含義是A.______,CISC的中文含義是B.______。主存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)主要是存儲(chǔ)容量、A.______、B.______和C.______。由于存儲(chǔ)器芯片的容量有限，所以往往需要在A.______和B.______兩方面進(jìn)行擴(kuò)充才能滿(mǎn)足實(shí)際需求。指令尋址的基本方式有兩種，A.______方式和B.______方式。存儲(chǔ)器和CPU連接時(shí)，要完成A.______的連接；B.______的連接和C.______的連接，方能正常工作。操作控制器的功能是根據(jù)指令操作碼和A.______，產(chǎn)生各種操作控制信號(hào)，從而完成B.______和執(zhí)行指令的控制。三.簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)如何從時(shí)間和空間上區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)。什么是指令周期？什么是機(jī)器周期？什么是時(shí)鐘周期？三者之間的關(guān)系如何？簡(jiǎn)要描述外設(shè)進(jìn)行DMA操作的過(guò)程及DMA方式的主要優(yōu)點(diǎn)。在寄存器—寄存器型，寄存器—存儲(chǔ)器型和存儲(chǔ)器—存儲(chǔ)器型三類(lèi)指令中，哪類(lèi)指令的執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)？哪類(lèi)指令的執(zhí)行時(shí)間最短？為什么？應(yīng)用題（每題5分，共40分）求十進(jìn)制數(shù)-113的原碼表示，反碼表示，補(bǔ)碼表示和移碼表示（用8位二進(jìn)制表示，并設(shè)最高位為符號(hào)位，真值為7位）。某機(jī)指令格式如圖所示：OPXD15109870圖中X為尋址特征位，且X=0時(shí)，不變址；X=1時(shí)，用變址寄存器X1進(jìn)行變址；X=2時(shí)，用變址寄存器X2進(jìn)行變址；X=3時(shí)，相對(duì)尋址。設(shè)（PC）=1234H，（X1）=0037H,(X2)=1122H，請(qǐng)確定下列指令的有效地址（均用十六進(jìn)制表示，H表示十六進(jìn)制）(1)4420H(2)2244H(3)1322H(4)3521H(5)6723H將十進(jìn)制數(shù)354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)和BCD數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)格式如下：1位階符，6位階碼，1位數(shù)符，8位尾數(shù)，請(qǐng)寫(xiě)出浮點(diǎn)數(shù)所能表示的范圍（只考慮正數(shù)值）?，F(xiàn)有一64K×2位的存儲(chǔ)器芯片，欲設(shè)計(jì)具有同樣存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)器,應(yīng)如何安排地址線和數(shù)據(jù)線引腳的數(shù)目，使兩者之和最小。并說(shuō)明有幾種解答。異步通信方式傳送ASCII碼，數(shù)據(jù)位8位，奇校驗(yàn)1位，停止位1位。計(jì)算當(dāng)波特率為4800時(shí)，字符傳送的速率是多少？每個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)間長(zhǎng)度是多少？數(shù)據(jù)位的傳送速率是多少？已知某8位機(jī)的主存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，地址碼為18位，采用4K×4位的SRAM芯片組成該機(jī)所允許的最大主存空間，并選用模塊條形式，問(wèn)：若每個(gè)模塊條為32K×8位，共需幾個(gè)模塊條？每個(gè)模塊條內(nèi)有多少片RAM芯片?主存共需多少RAM芯片？CPU需使用幾根地址線來(lái)選擇各模塊？使用何種譯碼器？畫(huà)出中斷處理過(guò)程流程圖。期末試卷二答案選擇題：1.C2.C3.B4.A5.D6.C7.B8.B9.B10.A11.A12.B13.C14.B15.A16.A17.B18.C19.C20C二.填空題：A.系統(tǒng)軟件B.應(yīng)用軟件C.系統(tǒng)軟件2.A.4B.73.A.210B.2304.A.精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)B.復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)5.A.存取時(shí)間B.存儲(chǔ)周期C.存儲(chǔ)器帶寬6.A.字向B.位向7.A.順序?qū)ぶ贩绞紹.跳躍尋址方式8.A.地址線B.數(shù)據(jù)線C.控制線9.A.時(shí)序信號(hào)B.取指令三.簡(jiǎn)答題：時(shí)間上講，取指令事件發(fā)生在“取指周期”，取數(shù)據(jù)事件發(fā)生在“執(zhí)行周期”。從空間上講，從內(nèi)存讀出的指令流流向控制器（指令寄存器）。從內(nèi)存讀出的數(shù)據(jù)流流向運(yùn)算器（通用寄存器）。指令周期是完成一條指令所需的時(shí)間。包括取指令、分析指令和執(zhí)行指令所需的全部時(shí)間。機(jī)器周期也稱(chēng)為CPU周期，是指被確定為指令執(zhí)行過(guò)程中的歸一化基準(zhǔn)時(shí)間，通常等于取指時(shí)間（或訪存時(shí)間）。時(shí)鐘周期是時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，也可稱(chēng)為節(jié)拍脈沖或T周期，是處理操作的最基本單位。一個(gè)指令周期由若干個(gè)機(jī)器周期組成，每個(gè)機(jī)器周期又由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成。(1)外設(shè)發(fā)出DMA請(qǐng)求；（2）CPU響應(yīng)請(qǐng)求，DMA控制器從CPU接管總線的控制；（3）由DMA控制器執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送操作；（4）向CPU報(bào)告DMA操作結(jié)束。主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)速度快寄存器-寄存器型執(zhí)行速度最快,存儲(chǔ)器-存儲(chǔ)器型執(zhí)行速度最慢。因?yàn)榍罢卟僮鲾?shù)在寄存器中，后者操作數(shù)在存儲(chǔ)器中，而訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器所需的時(shí)間一般比訪問(wèn)一次寄存器所需時(shí)間長(zhǎng)。應(yīng)用題1.原碼11110001反碼10001110補(bǔ)碼10001111移碼000011112.（1）0020H（2）1166H（3）1256H（4）0058H（5）1257H3.（1）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（162.A）16（2）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（101100010.1010）2（3）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（542.5）8（4）（354eq\o(\s\do-4(５),\s\do4(８))）10=（001101010100.011000100101）BCD4.最小值2-111111×0.00000001最大值2111111×0.11111111設(shè)地址線x根，數(shù)據(jù)線y根，則2x·y=64K×2若y=1x=17y=2x=16y=4x=15y=8x=14因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線為1或2時(shí)，引腳之和為18共有2種解答每個(gè)字符格式包含十個(gè)位，因此字符傳送速率4800波特/10=480字符/秒每個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)間長(zhǎng)度T=1/4800=0.208ms數(shù)據(jù)位傳送速率8×480=3840位/秒(218×8）/（32k×8）=8，故需8個(gè)模塊(32k×8）/（4k×4）=16，故需16片芯片共需8×16=128片芯片為了選擇各模塊，需使用3:8譯碼器即3根地址線選擇模條。

8．中斷處理過(guò)程流程圖如圖C2.1所示。取指令執(zhí)行指令取指令執(zhí)行指令否中斷中斷是響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷關(guān)中斷，即“關(guān)中斷，即“中斷屏蔽”置位斷轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)子程序周轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)子程序期保存CPU現(xiàn)場(chǎng)保存CPU現(xiàn)場(chǎng)中設(shè)備服務(wù)斷設(shè)備服務(wù)服恢復(fù)CPU現(xiàn)場(chǎng)務(wù)恢復(fù)CPU現(xiàn)場(chǎng)子程開(kāi)中斷，即“中斷屏蔽開(kāi)中斷，即“中斷屏蔽”復(fù)位圖C2.1期末試卷三選擇題（每小題1分，共20分）1.完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)包括______。A.運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器B.外部設(shè)備和主機(jī)C.主機(jī)和實(shí)用程序D.配套的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)2.下列數(shù)中最小的數(shù)為_(kāi)_____。A.（101001）2B.（52）8C.（101001）BCDD.（233）163.設(shè)X=－0.1011，則〔Ｘ〕補(bǔ)為_(kāi)_____。A.1.1011B.1.0100C.1.0101D.1.10014.機(jī)器數(shù)______中,零的表示形式是唯一的。A.原碼B.補(bǔ)碼C.移碼D.反碼5.在計(jì)算機(jī)中，普遍采用的字符編碼是______。A.BCD碼B.16進(jìn)制C.格雷碼D.ASCⅡ碼6.運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)行______。A.邏輯運(yùn)算B.算術(shù)運(yùn)算C.邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算D.只作加法7.存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備,它主要用來(lái)______。A.存放數(shù)據(jù)B.存放程序C.存放數(shù)據(jù)和程序D.存放微程序8.某計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)16位,它的存儲(chǔ)容量是64KB,若按字編址,那么它的尋址范圍是______。A.64KB.32KC.64KBD.32KB9.用32位字長(zhǎng)（其中1位符號(hào)位）表示定點(diǎn)小數(shù)時(shí)，所能表示的數(shù)值范圍是______。A.0≤│N|≤1-2-32B.0≤│N|≤1-2-31C.0≤│N|≤1-2-30D.0≤│N|≤1-2-29用于對(duì)某個(gè)寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱(chēng)為_(kāi)_____尋址。A.直接B.間接C.寄存器直接D.寄存器間接程序控制類(lèi)指令的功能是______。A.進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算B.進(jìn)行主存和CPU之間的數(shù)據(jù)傳送C.進(jìn)行CPU和I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送D.改變程序執(zhí)行的順序中央處理器（CPU）是指______。A.運(yùn)算器B.控制器C.運(yùn)算器、控制器和cacheD.運(yùn)算器、控制器和主存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)使用總線結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)積木化，同時(shí)______。A.減少了信息傳輸量B.提高了信息傳輸?shù)乃俣菴.減少了信息傳輸線的條數(shù)在集中式總線仲裁中,______方式對(duì)電路故障最敏感。A.鏈?zhǔn)讲樵?xún)B.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)C.獨(dú)立請(qǐng)求在微型機(jī)系統(tǒng)中,外圍設(shè)備通過(guò)______與主板的系統(tǒng)總線相連接。A.適配器B.設(shè)備控制器C.計(jì)數(shù)器D.寄存器3．5英寸軟盤(pán)記錄方式采用______。A.單面雙密度B.雙面雙密度C.雙面高密度D.雙面單密度為了便于實(shí)現(xiàn)多級(jí)中斷，保存現(xiàn)場(chǎng)信息最有效的方式是采用______。A.通用寄存器B.堆棧C.存儲(chǔ)器D.外存周期挪用方式多用于______方式的輸入輸出中。A.DMAB.中斷C.程序傳送D.通道MO型光盤(pán)和PC型光盤(pán)都是______型光盤(pán)。A.只讀B.一次C.重寫(xiě)并行I/O標(biāo)準(zhǔn)接口SCSI中，一個(gè)主適配器可以連接______臺(tái)具有SCSI接口的設(shè)備。A.6B.7～15C.8D.10二.填空題（每小題1分，共20分）存儲(chǔ)A.______并按B.______順序執(zhí)行,這是馮?諾依曼型計(jì)算機(jī)的工作原理。計(jì)算機(jī)的A.______是計(jì)算機(jī)B.______結(jié)構(gòu)的重要組成部分,也是計(jì)算機(jī)不同于一般電子設(shè)備的本質(zhì)所在。一個(gè)定點(diǎn)數(shù)由A.______和B.______兩部分組成。CPU能直接訪問(wèn)A.______和B.______,但不能直接訪問(wèn)磁盤(pán)和光盤(pán)。指令格式是指令用A.______表示的結(jié)構(gòu)形式,通常格式中由操作碼字段和B.______字段組成。主存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)主要是存儲(chǔ)容量、存取時(shí)間、A.______和B.______。RISC機(jī)器一定是A._______CPU,但后者不一定是RISC機(jī)器,奔騰機(jī)屬于B.______機(jī)器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用條件和硬件資源不同，數(shù)據(jù)傳輸方式可采用：A.______傳送、B.______傳送和C.______傳送。軟磁盤(pán)和硬磁盤(pán)的A.______記錄方式基本相同,但在B.______和C.______上存在較大差別。簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）說(shuō)明計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)工作原理。什么是刷新存儲(chǔ)器？其存儲(chǔ)容量與什么因素有關(guān)？外圍設(shè)備的I/O控制方式分哪幾類(lèi)？各具什么特點(diǎn)？什么是指令周期？什么是機(jī)器周期？什么是時(shí)鐘周期？三者有什么關(guān)系？應(yīng)用題（每小題5分，共40分）1.已知：X=0.1011,Y=－0.0101,求[X/2]補(bǔ),[X/4]補(bǔ)[－X]補(bǔ)，[Y/2]補(bǔ),[Y/4]補(bǔ)，[－Y]補(bǔ)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)8位（含1位符號(hào)位），若機(jī)器數(shù)為81（十六進(jìn)制），當(dāng)它分別表示原碼、補(bǔ)碼、反碼和移碼時(shí)，等價(jià)的十進(jìn)制數(shù)分別是多少？用16K×16位的SRAM芯片構(gòu)成64K×32位的存儲(chǔ)器。要求畫(huà)出該存儲(chǔ)器的組成邏輯框圖。指令格式如下所示，其中OP為操作碼，試分析指令格式特點(diǎn)：15107430OP源寄存器目標(biāo)寄存器CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中一個(gè)累加寄存器AC，一個(gè)狀態(tài)條件寄存器和其它四個(gè)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。(1)標(biāo)明圖中四個(gè)寄存器的名稱(chēng)。(2)簡(jiǎn)述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。(3)數(shù)據(jù)在運(yùn)算器和主存之間進(jìn)行存/取訪問(wèn)的數(shù)據(jù)通路。圖C3.1總線的一次信息傳送過(guò)程大致分哪幾個(gè)階段？若采用同步定時(shí)協(xié)議，畫(huà)出讀數(shù)據(jù)的同步時(shí)序圖。舉出三種中斷向量產(chǎn)生的方法。CD－ROM光盤(pán)的外緣有5mm的范圍因記錄數(shù)據(jù)困難，一般不使用，故標(biāo)準(zhǔn)的播放時(shí)間為60分鐘。請(qǐng)計(jì)算模式2情況下光盤(pán)存儲(chǔ)容量是多少？期末試卷三答案選擇題1.D2.C3.C4.B、C5.D6.C7.C8.B9.B10.C11.D12.C13.C14.A15.A16.C17.B18.A19.C20.B填空題1.A.程序B.地址2.A.軟件B.系統(tǒng)3.A.符號(hào)位B.數(shù)值域4.A.cacheB.主存5.A.二進(jìn)制代碼B.地址碼6.A.存儲(chǔ)周期B.存儲(chǔ)器帶寬7.A.流水B.CISC8.A.并行B.串行C.復(fù)用9.A.存儲(chǔ)原理B.結(jié)構(gòu)C.性能簡(jiǎn)答題1.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式工作原理：總線上的任一設(shè)備要求使用總線時(shí)，通過(guò)BR線發(fā)出總線請(qǐng)求?？偩€控制器接到請(qǐng)求信號(hào)以后，在BS線為“0”的情況下讓計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值通過(guò)一組地址線發(fā)向各設(shè)備。每個(gè)設(shè)備接口都有一個(gè)設(shè)備地址判別電路，當(dāng)?shù)刂肪€上的計(jì)數(shù)值與請(qǐng)求總線的設(shè)備相一致時(shí)，該設(shè)備置“1”BS線，獲得總線使用權(quán)，此時(shí)中止計(jì)數(shù)查詢(xún)。2.為了不斷提供刷新圖像的信號(hào)，必須把一幀圖像信息存儲(chǔ)在刷新存儲(chǔ)器，也叫視頻存儲(chǔ)器。其存儲(chǔ)容量由圖像灰度級(jí)決定。分辨率越高，灰度級(jí)越多，刷新存儲(chǔ)器容量越大。3.外圍設(shè)備的I/O控制方式分類(lèi)及特點(diǎn)：程序查詢(xún)方式：CPU的操作和外圍設(shè)備的操作能夠同步，而且硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單程序中斷方式：一般適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出要求應(yīng)立即進(jìn)行，節(jié)省了CPU的時(shí)間，但硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些。直接內(nèi)存訪問(wèn)（DMA）方式：數(shù)據(jù)傳輸速度很高，傳輸速率僅受內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)間的限制。需更多硬件，適用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大批交換數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。通道方式：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送，大大提高了CPU的工作效率。外圍處理機(jī)方式：通道方式的進(jìn)一步發(fā)展，基本上獨(dú)立于主機(jī)工作，結(jié)果更接近一般處理機(jī)。4.指令周期是指取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)間，指令周期常常用若干個(gè)CPU周期數(shù)來(lái)表示，CPU周期也稱(chēng)為機(jī)器周期，而一個(gè)CPU周期又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期（也稱(chēng)為節(jié)拍脈沖或T周期）。應(yīng)用題1.解：[X]補(bǔ)=0.1011[X/2]補(bǔ)=0.01011[X/4]補(bǔ)=0.001011[－X]補(bǔ)=1.0101[Y]補(bǔ)=1.1011[Y/2]補(bǔ)=1.11011[Y/4]補(bǔ)=1.111011[－Y]補(bǔ)=0.01012.原碼：-1，補(bǔ)碼：-127，反碼：-126，移碼：+1。3.所需芯片總數(shù)（64K×32）÷（16K×16）=8片因此存儲(chǔ)器可分為4個(gè)模塊，每個(gè)模塊16K×32位，各模塊通過(guò)A15、A14進(jìn)行2：4譯碼圖C3.24.解：（1）操作數(shù)字段OP可以指定64種基本操作（2）單字長(zhǎng)（16位）二地址指令（3）源寄存器和目標(biāo)寄存器都是通用寄存器（各指定16個(gè)），所以是RR型指令，兩個(gè)操作數(shù)均在通用寄存器中（4）這種指令結(jié)構(gòu)常用于算術(shù)/邏輯運(yùn)算類(lèi)運(yùn)算指令，執(zhí)行速度最快。5.答：（1）a為數(shù)據(jù)緩沖寄存器DR，b為指令寄存器IR，c為主存地址寄存器AR，d為程序計(jì)數(shù)器PC；（2）PC→AR→主存→緩沖寄存器DR→指令寄存器IR→操作控制器（3）存儲(chǔ)器讀：M→DR→ALU→AC存儲(chǔ)器寫(xiě)：AC→DR→M6.分五個(gè)階段：總線請(qǐng)求，總線仲裁，尋址（目的地址），信息傳送，狀態(tài)返回（或錯(cuò)誤報(bào)告）。時(shí)序圖：圖C3.37.（1）由編碼電路實(shí)現(xiàn)，直接產(chǎn)生。（2）由硬件產(chǎn)生一個(gè)“位移量”，再加上CPU某寄存器里存放的基地址（3）向量地址轉(zhuǎn)移法：由優(yōu)先級(jí)編碼電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的固定地址碼，其地址中存放的是轉(zhuǎn)移指令，通過(guò)轉(zhuǎn)移指令可以轉(zhuǎn)入設(shè)備各自的中斷服務(wù)程序入口。8.解：扇區(qū)總數(shù)=60×60×75=270000模式2存放聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)容量為270000×2336/1024/1024=601MB期末試卷四一、填空題，每空一分，本題共15分1．若[x]補(bǔ)=11101100(單符號(hào)位)，則[x/2]補(bǔ)=____________，[x]補(bǔ)的模為_(kāi)___________。2．動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新是按__________(填行或列)進(jìn)行；若存儲(chǔ)單體的容量為64K，采用雙譯碼且地址線平均送到兩個(gè)譯碼器中,則刷新地址計(jì)數(shù)器的模為_(kāi)_________。3．設(shè)指令中形式地址為D,基址寄存器為BX，則基址尋址方式時(shí)，有效地址E=__________。4.若被傳送的數(shù)據(jù)為11011011，假設(shè)采用偶校驗(yàn)技術(shù)，則校驗(yàn)位C=__________。5．“地址線單雙向傳輸”這句話描述了總線的__________特性。6．馮偌依曼計(jì)算機(jī)的基本原理包括__________和__________。7．磁盤(pán)的平均存取時(shí)間由___________時(shí)間和平均等待時(shí)間組成，對(duì)于7200轉(zhuǎn)的磁盤(pán)而言，其平均等到時(shí)間約為_(kāi)________ms(取整數(shù))。8、在微指令格式設(shè)計(jì)過(guò)程中，有8個(gè)互斥型的微命令被分配到一組，當(dāng)該組采用編碼方法表示時(shí)，微指令格式的相關(guān)字段至少需要________位。9．設(shè)計(jì)一個(gè)64位全并行的ALU需要_________片先行進(jìn)位部件74182。10．片選信號(hào)為101時(shí)，選定一個(gè)128K′8位的存儲(chǔ)芯片，則該芯片的所在存儲(chǔ)單元空間的首地址為，末地址為。二、名詞解釋?zhuān)款}2分，共10分中斷組相聯(lián)映射3、指令系統(tǒng)4、規(guī)格化5、水平型微指令三、簡(jiǎn)答與論述題,本題共34分l.簡(jiǎn)要說(shuō)明采用層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的目的和原理；目前存儲(chǔ)系統(tǒng)分哪幾個(gè)層次?它們?cè)诖鎯?chǔ)系統(tǒng)中所起的作用分別是什么?(8分)2．什么是總線？總線的仲裁方式解決什么問(wèn)題？簡(jiǎn)述常見(jiàn)的控制方式及其特點(diǎn)。（8分）3．什么是尋址方式？計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為什么需要采用多種尋址方式？畫(huà)出間接尋址方式的尋址示意圖。（8分）4．簡(jiǎn)述微程序控制器的設(shè)計(jì)思想。(10分)四、判斷正誤并改正你認(rèn)為錯(cuò)誤的命題(只能修改畫(huà)線部分)(1*5=5分)1、Cache對(duì)系統(tǒng)程序員透明（）2、浮點(diǎn)數(shù)的精確度由階碼的位數(shù)決定()3、控存中存放解釋指令執(zhí)行的微程序和數(shù)據(jù)()4、指令操作碼字段的位數(shù)決定了指令系統(tǒng)中指令的數(shù)量()5、多操作數(shù)指令可以是單字長(zhǎng)指令(）五、計(jì)算題,本題共21分1、設(shè)X=27×（29/32），Y=25×（5/8），階碼為3位，尾數(shù)為5位(均不包含符號(hào)位)，用變形補(bǔ)碼計(jì)算X+Y，要求按照計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法寫(xiě)出詳細(xì)運(yùn)算步驟。(8分)2、設(shè)x＝-0.01011，y＝0.01011，用變形補(bǔ)碼計(jì)算2x-y(5分)3、已知X=+0.1101Y=+0.1011用補(bǔ)碼一位乘法求X′Y，要求寫(xiě)出詳細(xì)過(guò)程（8分）六、已知CPU結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中包括一個(gè)累加器AC、一個(gè)狀態(tài)寄存器和其他幾個(gè)寄存器。各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳遞方向。試完成以下工作：①寫(xiě)出圖中四個(gè)寄存器A、B、C、D的名稱(chēng)和作用；②簡(jiǎn)述完成指令A(yù)DDY的數(shù)據(jù)通路（Y為存儲(chǔ)單元地址，本指令功能為(AC)+(Y)→（AC）。（15分）+1+1MM——主存儲(chǔ)器CAACBD狀態(tài)寄存器操作控制器ALUID期末試卷四答案一、填空（每空1分，共15分）(數(shù)據(jù)部分按照參考答案,文字部分意思符合即可)1）11110110，282）行，283）（BX）+D4).05．功能和電氣6)存儲(chǔ)程序,程序控制7)尋道,48)49)．510)．0A000H,0BFFFFH二、名詞解釋?zhuān)啃☆}2分，共10分。）(評(píng)分要求:按照與所給參考答案的符合度給分)1、中斷是一種I/O方式,是指發(fā)生外部或異常時(shí)間后,暫時(shí)停止CPU執(zhí)行的程序,并在保護(hù)斷點(diǎn)后執(zhí)行處理外部或異常時(shí)間的程序,并在該程序執(zhí)行完畢后又返回被終止的程序的過(guò)程.2、組相聯(lián)映射是一種主存與CACHE之間數(shù)據(jù)映射的方法,該方法中主存和CACHE都分組,且CHACHE組內(nèi)還分行,映射時(shí),數(shù)據(jù)塊所在主存的組和CHACHE的組之間按照直接映射方式進(jìn)行,CACHE的組確定后,主存的該數(shù)據(jù)塊則可以被映射到在該組的任意行.3、指令系統(tǒng)任何計(jì)算機(jī)所包含的全部指令的集合.指令系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和性能緊密相關(guān).4、規(guī)格化就是對(duì)浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)進(jìn)行處理的一種方法,該方法規(guī)定,當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)雙符號(hào)位與最高數(shù)據(jù)位不一致時(shí)候,采用左移或右移尾數(shù),同時(shí)同步增大或減少階碼,直到將浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)雙符號(hào)位變化成最高數(shù)據(jù)位一致.5、水平型微指令一次能定義并執(zhí)行多個(gè)微操作的微指令稱(chēng)為水平型微指令,一般有操作控制字段、判別測(cè)試字段和直接地址字段三部分組成，相對(duì)于垂直型微指令而言具有靈活、并行操作能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。三、簡(jiǎn)答與論述題l.要點(diǎn)：1)目的:滿(mǎn)足執(zhí)行程序?qū)Ω咚俣?、大容量存?chǔ)空間的需要（2分）2)原理：局部性原理(2分)3)目前分成CHCHE-----主存—輔存三個(gè)層次(2分)其中前者解決主存速度慢的問(wèn)題，后者解決主存容量小的不足.(各1分,共2分)2.要點(diǎn):1)總線是計(jì)算機(jī)各大部件之間的連接線，分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三類(lèi).(1分)2)總線的仲裁解決多部件爭(zhēng)用總線的問(wèn)題(1分)3)常見(jiàn)的仲裁方式包括：串行連接查詢(xún)、計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)和獨(dú)立請(qǐng)求三種方式，(3分)特點(diǎn)分別為系統(tǒng)容易擴(kuò)展，但速度慢、優(yōu)先級(jí)固定、單點(diǎn)故障明顯；優(yōu)先級(jí)靈活，沒(méi)有單點(diǎn)故障，但速度慢；優(yōu)先級(jí)靈活、響應(yīng)速度快，沒(méi)有單點(diǎn)故障。(3分)3．要點(diǎn)：1)尋找操作數(shù)據(jù)或指令地址的方法.(1分)2)多種尋址方式的目標(biāo)是為了解決指令中操作數(shù)字段位數(shù)不夠,從而限制了尋址范圍和操作數(shù)大小,另外,設(shè)置多種尋址方式也為程序設(shè)計(jì)提供了一定的靈活性.(4分)3)間接尋址圖(3分)4．要點(diǎn):在分析特定CPU結(jié)構(gòu)和相關(guān)硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上(這句話很重要,2分),仿照程序設(shè)計(jì)的方法，畫(huà)出在特定硬件環(huán)境下每條指令的指令周期流程圖(2分),把完成每條指令所需要的操作控制信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化和時(shí)間同步編寫(xiě)成微指令，然后存放到一個(gè)只讀存儲(chǔ)器(控存)中(3分)。每條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一段微程序，當(dāng)機(jī)器執(zhí)行程序時(shí)依次讀出每條指令所對(duì)應(yīng)的微指令,執(zhí)行每條微指令中規(guī)定的微操作,從而完成指令的功能,重復(fù)這一過(guò)程,直到該程序的所有指令完成(2分).微程序控制器的設(shè)計(jì)采用了存儲(chǔ)技術(shù)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)，使復(fù)雜的控制邏輯得到簡(jiǎn)化，從而推動(dòng)了微程序控制器的廣泛應(yīng)用.(1分)四、判斷正誤，（對(duì)錯(cuò)誤命題只判斷不改正或改正不正確均不得分每小題1分，共5分）1、?2、′修改成:浮點(diǎn)數(shù)的精確度由尾數(shù)的位數(shù)決定或:浮點(diǎn)數(shù)的范圍由階碼的位數(shù)決定3、′修改成:控存中存放解釋指令執(zhí)行的微程序4、?5、?五、計(jì)算題（本題三道小題，共21分）1.要點(diǎn)：設(shè)階碼和尾數(shù)均采用雙符號(hào)位表示,則[X]補(bǔ)=0011100.11101[Y]補(bǔ)=0010100.101(1分)求出階差:DE=[X]階碼+[-Y]階碼=00111+11011=00010,階差為2,移動(dòng)Y的尾數(shù)與X對(duì)齊[Y]補(bǔ)=0011100.00101(1分)求出尾數(shù)和00.11101+00.00101=01.00010(2分)規(guī)格化并判斷結(jié)果溢出因?yàn)槲矓?shù)運(yùn)算的雙符號(hào)位不同,因此,需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行左移規(guī)格化,并將階碼加1,則[X+Y]補(bǔ)=01000,00.10010(2分)由于階碼的雙符號(hào)位不同,因此,該浮點(diǎn)運(yùn)算結(jié)果發(fā)生溢出,且是正溢出(2分)2、要點(diǎn):解;[X]補(bǔ)=11.10101,[Y]補(bǔ)=00.01011[2X]補(bǔ)=11.01010,[-Y]補(bǔ)=11.10101(2分)[2X]補(bǔ)+[-Y]補(bǔ)=10.11111(2分)結(jié)果的雙符號(hào)位不同,故運(yùn)算結(jié)果溢出.。（1分）3、要點(diǎn):1)[X]補(bǔ)=0.1101,[Y]補(bǔ)=0.1011,[-X]補(bǔ)=1.0011(1分)2)按照補(bǔ)碼一位乘法的運(yùn)算過(guò)程正確,且得到[XY]補(bǔ)=0.10001111(6分)3)求出真值(1分)六.設(shè)計(jì)綜合題（15分）1)A：DR(數(shù)據(jù)緩沖寄存器，緩沖數(shù)據(jù))B：IR(指令寄存器，存放指令)C：AR（地址寄存器，存放訪問(wèn)主存的地址）D：PC（程序計(jì)數(shù)器，用于表示指令地址)得分要點(diǎn)：指出了各代表的寄存器名稱(chēng)和相應(yīng)的作用每項(xiàng)各1分，共8分2)指令的數(shù)據(jù)通路:IR(B)?AR(C)?MM?DR(A)?ALU?AC7分得分要點(diǎn)：只要通路正確,其他表現(xiàn)形式也可給分,但如果只用了A、B、C、D等來(lái)表示，則不給分。期末試卷五一．選擇題（每小題1分，共20分）1.對(duì)計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生有重要影響的是______。A．牛頓維納圖靈B．萊布尼茲布爾圖靈C．巴貝奇維納麥克斯韋D．萊布尼茲布爾克雷2.定點(diǎn)16位字長(zhǎng)的字，采用2的補(bǔ)碼形式表示時(shí)，一個(gè)字所能表示的整數(shù)范圍是______。A．-215─215-1B．-215-1─215-1C．-215+1─215D．-215─2153.下列數(shù)中最小的數(shù)是______。A．（101001）2B．（52）8C．（2B）16D．（44）104.已知X<0且[X]原=X0.X1X2…Xn，則[X]補(bǔ)可通過(guò)______求得。A．各位求反，末位加1B．求補(bǔ)C．除X0外各位求反末位加1D．[X]反-15.運(yùn)算器雖有許多部件組成，但核心部件是______。A．?dāng)?shù)據(jù)總線B．算術(shù)邏輯運(yùn)算單元C．多路開(kāi)關(guān)D．累加寄存器6.EPROM是指______。A．讀寫(xiě)存儲(chǔ)器B．只讀存儲(chǔ)器C．可編程的只讀存儲(chǔ)起器D．光擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器7.某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)32位，其存儲(chǔ)容量為4MB，若按半字編址，它的尋址范圍是______。A．0─4MBB．0─2MBC．0─2MD．0─1M8.雙端口存儲(chǔ)器所以能高速進(jìn)行讀寫(xiě)，是因?yàn)椴捎胈_____。A．高速芯片B．兩套相互獨(dú)立的讀寫(xiě)電路C．流水技術(shù)D．新型器件9.單地址指令中為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(gè)數(shù)常需采用______。A．堆棧尋址方式B．立即尋址方式C．隱含尋址方式D．間接尋址方式10.指令周期是指______。A．CPU從主存取出一條指令的時(shí)間B．CPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間C．CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時(shí)間D．時(shí)鐘周期時(shí)間11.同步控制是______。A．只適用于CPU控制的方式B．只適用于外圍設(shè)備控制的方式C．由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制的方式D．所有指令控制時(shí)間都相同的方式12.從信息流的傳送效率來(lái)看，______工作效率最低。A．三總線系統(tǒng)B．單總線系統(tǒng)C．雙總線系統(tǒng)D．多總線系統(tǒng)13.一個(gè)256K×8的DRAM芯片，其地址線和數(shù)據(jù)線總和為A．16B．18C．26D．3014.算術(shù)右移指令執(zhí)行的操作是______。A．符號(hào)位填0，并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位B．符號(hào)位不變，并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位C．進(jìn)位標(biāo)志位移至符號(hào)位，順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位D．符號(hào)位填1，并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位15.微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是______。A．每一條機(jī)器指令由一段微指令編成的微程序來(lái)解釋執(zhí)行B．每一條機(jī)器指令由一條微指令來(lái)執(zhí)行C．一段機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來(lái)執(zhí)行D．一條微指令由若干條機(jī)器指令組成16.以下描述中基本概念不正確的是______。A．PCI總線是層次總線B．PCI總線采用異步時(shí)序協(xié)議和分布式仲裁策略C．Futurebus+總線能支持64位地址D．Futurebus+總線適合于高成本的較大規(guī)模計(jì)算機(jī)系統(tǒng)17.計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指______。A．輸入/輸出設(shè)備B．外存儲(chǔ)器C．遠(yuǎn)程通信設(shè)備D．除了CPU和內(nèi)存以外的其它設(shè)備18.CRT的顏色數(shù)為256色，則刷新存儲(chǔ)器每個(gè)單元的字長(zhǎng)是______。A．256位B．16位C．8位D．7位19.通道對(duì)CPU的請(qǐng)求形式是______。A．自陷B．中斷C．通道命令D．跳轉(zhuǎn)指令20.中斷向量地址是______。A．子程序入口地址B．中斷服務(wù)例行程序入口地址C．中斷服務(wù)例行程序入口地址的指示器D．中斷返回地址二．填空題（每空1分，共20分）1.按IEEE754標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由A.______、B.______、C.______三個(gè)域組成。2.閃速存儲(chǔ)器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及A.______能力，因此作為B.______用于便攜式電腦中。3.尋址方式按操作數(shù)的物理位置不同，多使用A.______型和B.______型，前者比后者執(zhí)行速度快。4.堆棧是一種特殊的A.______尋址方式，它采用B.______原理。按構(gòu)造不同，分為寄存器堆棧和C.______堆棧。5.當(dāng)今的CPU芯片除了包括定點(diǎn)運(yùn)算器和控制器外，還包括A.______、B.______、運(yùn)算器和C.______管理等部件。6.奔騰CPU中L2級(jí)cache的內(nèi)容是A.______的子集，而B(niǎo).______內(nèi)容又是L2級(jí)cache的子集。7.為了解決多個(gè)A.______同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)總線B.______，必須具有C.______部件。8.并行I/O接口A.______和串行I/O接口B.______是兩個(gè)目前最具權(quán)威性和發(fā)展前景的標(biāo)準(zhǔn)接口。三．簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.什么是閃速存儲(chǔ)器？它有哪些特點(diǎn)？2.說(shuō)明總線結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響。3.什么是CISC？CISC指令系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？4.指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，CPU如何從時(shí)間和空間上區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)？四．應(yīng)用題（每題5分，共40分）1.設(shè)[X]補(bǔ)=X0.X1X2…Xn，求證：[X/2]補(bǔ)=X0.X0X1X2…Xn。2.某加法器進(jìn)位鏈小組信號(hào)為C4C3C2C1,低位來(lái)的進(jìn)位信號(hào)為C0，請(qǐng)按串行進(jìn)位方式寫(xiě)出C4C3C2C1的邏輯表達(dá)式。3.存儲(chǔ)器容量為32字，字長(zhǎng)64位，模塊數(shù)m=8，用交叉方式進(jìn)行組織。存儲(chǔ)周期T=200ns,數(shù)據(jù)總線寬度為64位，總線傳輸周期τ=50ns。問(wèn)該存儲(chǔ)器的帶寬是多少？4.指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式特點(diǎn)。1512119865320OP尋址方式寄存器尋址方式寄存器源地址目標(biāo)地址5.用時(shí)空?qǐng)D法證明流水CPU比非流水CPU具有更高的吞吐率。6.某總線在一個(gè)總線周期中并行傳送4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設(shè)一個(gè)總線周期等于一個(gè)時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為33MHz，求總線帶寬是多少？7.一個(gè)基本的DMA控制器應(yīng)包括哪些邏輯構(gòu)件？8.某刷新存儲(chǔ)器所需的帶寬為160MB/S。實(shí)際工作時(shí)，顯示適配器的幾個(gè)功能部分要爭(zhēng)用刷存的帶寬。假定總帶寬的50%用于刷新屏幕，保留50%帶寬用于其他非刷新功能。問(wèn)刷存總帶寬應(yīng)為多少？為達(dá)到這樣的刷存帶寬，應(yīng)采取何種技術(shù)措施？期末試卷五答案一．選擇題1.B2.A3.A4.C5.B6.D7.C8.B9.C10.C11.C12.B13.C14.B15.A16.B17.D18.C19.B20.C二．填空題1.A.符號(hào)位B.階碼C.尾數(shù)2.A.瞬時(shí)啟動(dòng)B.固態(tài)盤(pán)3.A.RRB.RS4.A.數(shù)據(jù)B.先進(jìn)后出C.存儲(chǔ)器5.A.cacheB.浮點(diǎn)C.存儲(chǔ)6.A.主存B.L1級(jí)cache7.A.主設(shè)備B.控制權(quán)C.總線仲裁8.A.SCSIB.IEEE1394三．簡(jiǎn)答題1.解：閃速存儲(chǔ)器是高密度、非易失性的讀/寫(xiě)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。從原理上看，它屬于ROM型存儲(chǔ)器，但是它又可隨機(jī)改寫(xiě)信息；從功能上看，它又相當(dāng)于RAM，所以傳統(tǒng)ROM與RAM的定義和劃分已失去意義。因而它是一種全新的存儲(chǔ)器技術(shù)。閃速存儲(chǔ)器的特點(diǎn)：（1）固有的非易失性，（2）廉價(jià)的高密度，（3）可直接執(zhí)行，（4）固態(tài)性能。2.（1）最大存儲(chǔ)容量單總線系統(tǒng)中，最大內(nèi)存容量必須小于由計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)所決定的可能的地址總線。雙總線系統(tǒng)中，存儲(chǔ)容量不會(huì)受到外圍設(shè)備數(shù)量的影響（2）指令系統(tǒng)雙總線系統(tǒng)，必須有專(zhuān)門(mén)的I/O指令系統(tǒng)單總線系統(tǒng)，訪問(wèn)內(nèi)存和I/O使用相同指令（3）吞吐量總線數(shù)量越多，吞吐能力越大3.CISC是復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的英文縮寫(xiě)。其特點(diǎn)是：指令系統(tǒng)復(fù)雜龐大，指令數(shù)目一般多達(dá)2、3百條。尋址方式多指令格式多指令字長(zhǎng)不固定可訪存指令不加限制各種指令使用頻率相差很大各種指令執(zhí)行時(shí)間相差很大大多數(shù)采用微程序控制器4.從時(shí)間上講,取指令事件發(fā)生在“取指周期”，取數(shù)據(jù)事件發(fā)生在“執(zhí)行周期”。從空間上講，從內(nèi)存讀出指令流流向控制器（指令寄存器）。從內(nèi)存讀出數(shù)據(jù)流流向運(yùn)算器（通用寄存器）。四．應(yīng)用題1.證明：因?yàn)閄=-X0+Xi2-i所以X/2=-X0/2+1/2Xi2-I=-X0+X0/2+1/2Xi2-i=-X0+Xi2-（i+1）由于X/2=-X0+Xi2-（i+1）根據(jù)補(bǔ)碼與真值的關(guān)系便有：[X/2]補(bǔ)=X0.X0X1X2…Xn2.串行方式：C1=G1+P1C0C2=G1+P2C1C3=G3+P3C2C4=G4+P4C3其中G1=A1B1P1=A1⊕B1G2=A2B2P2=A2⊕B2G3=A3B3P3=A3⊕B3G4=A4B4P4=A4⊕B43.解：連續(xù)讀出m=8個(gè)字的信息量是：q=64位×8=512位連續(xù)讀出8個(gè)字所需的時(shí)間是：t=T+（m–1）τ=200+7×50=5.5×10-7s交叉存儲(chǔ)器的帶寬是:W=q/t=512/（5.5×10-7s）≈93×107位/s4.（1）OP字段指定16種操作（2）單字長(zhǎng)二地址指令（3）每個(gè)操作數(shù)可以指定8種尋址方式（4）操作數(shù)可以是RR型、RS型、SS型5.解：時(shí)空?qǐng)D法：假設(shè)指令周期包含四個(gè)子過(guò)程：取指令（IF）、指令譯碼（ID）、執(zhí)行運(yùn)算（EX）、結(jié)果寫(xiě)回（WB），每個(gè)子過(guò)程稱(chēng)為過(guò)程段（Si），這樣，一個(gè)流水線由一系列串連的過(guò)程段組成。在統(tǒng)一時(shí)鐘信號(hào)控制下，數(shù)據(jù)從一個(gè)過(guò)程段流向相鄰的過(guò)程段。S1S2S3S4WBEXIDIF入→WBEXIDIF指令周期流程(c)流水CPU時(shí)空?qǐng)D(b)非流水CPU時(shí)空?qǐng)D(c)流水CPU時(shí)空?qǐng)D(b)非流水CPU時(shí)空?qǐng)D圖C5.1 圖C5.1（b）表示非流水CPU的時(shí)空?qǐng)D。由于上一條指令的四個(gè)子過(guò)程全部執(zhí)行完畢后才能開(kāi)始下一條指令，因此每隔4個(gè)單位時(shí)間才有一個(gè)輸出結(jié)果，即一條指令執(zhí)行結(jié)束。圖C5.1（c）表示流水CPU的時(shí)空?qǐng)D。由于上一條指令與下一條指令的四個(gè)過(guò)程在時(shí)間上可以重疊執(zhí)行，因此，當(dāng)流水線滿(mǎn)載時(shí)，每一個(gè)單位時(shí)間就可以輸出一個(gè)結(jié)果，即執(zhí)行一條指令。比較后發(fā)現(xiàn)：流水CPU在八個(gè)單位時(shí)間中執(zhí)行了5條指令，而非流水CPU僅執(zhí)行2條指令，因此流水CPU具有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)吞吐能力。6.解：設(shè)總線帶寬用Dr表示，總線時(shí)鐘周期用T=1/f表示，一個(gè)周期傳送的數(shù)據(jù)量用D表示，根據(jù)總線帶寬定義，有：Dr=D/T=D×f=4B×33×106/s=132MB/s7.答：應(yīng)當(dāng)包括：內(nèi)存地址計(jì)數(shù)器字計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器“DMA請(qǐng)求”標(biāo)志“控制/狀態(tài)”邏輯中斷機(jī)構(gòu)等邏輯構(gòu)件8.解：刷存總帶寬160MB/S×100/50=320MB/S可采用如下技術(shù)措施：（1）使用高速的DRAM芯片組成刷存（2）刷存采用多體交叉結(jié)構(gòu)（3）加大刷存至顯示控制器的內(nèi)部總線寬度（4）刷存采用雙端口存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，將刷新端口與更新端口分開(kāi)期末試卷六一．選擇題（每小題1分，共20分）1.我國(guó)在______年研制成功了第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，第一臺(tái)晶體管數(shù)字計(jì)算機(jī)于______年完成。A.1946，1958B.1950，1968C.1958，1961D.1959，19652.目前大多數(shù)集成電路生產(chǎn)中，所采用的基本材料為_(kāi)_____。A.單晶硅B.非晶硅C.銻化鉬D.硫化鎘3.下列數(shù)中最大的數(shù)是______。A.（100110001）2B.（227）8C.（98）16D.（152）104.______表示法主要用于表示浮點(diǎn)數(shù)中的階碼。A.原碼B.補(bǔ)碼C.反碼D.移碼5.用32位字長(zhǎng)（其中1位符號(hào)位）表示定點(diǎn)小數(shù)時(shí)，所能表示的數(shù)值范圍是______。A.0≤│N|≤1-2-32B.0≤│N|≤1-2-31C.0≤│N|≤1-2-30D.0≤│N|≤1-2-296.定點(diǎn)運(yùn)算器用來(lái)進(jìn)行______。A.十進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算B.定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算C.浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算D.即進(jìn)行定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算也進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算7.某SRAM芯片，其存儲(chǔ)容量為64K×16位，該芯片的地址線和數(shù)據(jù)線數(shù)目為_(kāi)___。A.64，16B.16，64C.64，8D.16，168.閃速存儲(chǔ)器稱(chēng)為_(kāi)_____。A.光盤(pán)B.固態(tài)盤(pán)C.硬盤(pán)D.軟盤(pán)9.二地址指令中，操作數(shù)的物理位置不可能安排在______。A.棧頂和次棧頂B.兩個(gè)主存單元C.一個(gè)主存和一個(gè)寄存器D.兩個(gè)寄存器10.堆棧尋址方式中，設(shè)A為累加寄存器，SP為堆棧指示器，Msp為SP指示器的棧頂單元，如果操作的動(dòng)作是：（A）→Msp，（SP）－1→SP，那么出棧操作的動(dòng)作為：A.（Msp）→A，（SP）+1→SPB.（SP）+1→SP，（Msp）→AC.（SP）－1→SP，（Msp）→AD.（Msp）→A，（SP）－1→SP11.中央處理器（CPU）是包含______。A.運(yùn)算器B.控制器C.運(yùn)算器.控制器和cacheD.運(yùn)算器、控制器和主存儲(chǔ)器12.指令寄存器的作用是______。A.保存當(dāng)前指令的地址B.保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令C.保存下一條指令D.保存上一條指令13.下面描述的RISC機(jī)器基本概念中正確的表達(dá)是______。A.RISC機(jī)器不一定是流水CPUB.RISC機(jī)器一定是流水CPUC.RISC機(jī)器有復(fù)雜的指令系統(tǒng)D.CPU配備很少的通用寄存器14.在______的微型計(jì)算機(jī)中，外設(shè)可以和主存儲(chǔ)器單元統(tǒng)一編址，因此可以不使用I/O指令。A.單總線B.雙總線C.三總線D.多總線15.描述當(dāng)代流行總線結(jié)構(gòu)中基本概念不正確的句子是______。A.當(dāng)代流行總線結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)總線B.當(dāng)代總線結(jié)構(gòu)中，CPU和它私有的cache一起作為一個(gè)模塊與總線相連C.系統(tǒng)中只允許有一個(gè)這樣的模塊D.PCI總線體系中有三種橋，它們都是PCI設(shè)備16.磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器向盤(pán)片磁層記錄時(shí)采用______方式寫(xiě)入。A.并行B.串行C.并—串行D.串—并行17.一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)n個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行分時(shí)采集，送入主存，然后分時(shí)處理。采集數(shù)據(jù)時(shí)最好方案是使用______。A.堆棧緩沖區(qū)B.一個(gè)指針的緩沖區(qū)C.兩個(gè)指針的單緩沖區(qū)D.n個(gè)指針的n個(gè)緩沖區(qū)18.為了便于實(shí)現(xiàn)多級(jí)中斷，保存現(xiàn)場(chǎng)信息最有效的方法是采用______。A.通用寄存器B.堆棧C.存儲(chǔ)器D.外存19.下述I/O控制方式中，_____主要由程序?qū)崿F(xiàn)。A.PPU（外圍處理機(jī)）B.中斷方式C.DMA方式D.通道方式20.在下述指令中，______指令包含的周期數(shù)最多。A.RR型B.RS型C.SS型D.零地址指令二．填空題（每空1分，共20分）1.計(jì)算機(jī)軟件一般分為兩大類(lèi)：一類(lèi)叫A.______，另一類(lèi)叫B.______。操作系統(tǒng)屬于C.______類(lèi)。2.一位十進(jìn)制數(shù)，用BCD碼表示需要A.______位二進(jìn)制碼，用ASCⅡ碼表示需要B.______位二進(jìn)制碼。3.虛擬存儲(chǔ)器指的是A.______層次，它給用戶(hù)提供了一個(gè)比實(shí)際B.______空間大的多C.______空間。4.不同機(jī)器有不同的A.______，RISC指令系統(tǒng)是B.______指令系統(tǒng)的改進(jìn)。5.流水CPU中的主要問(wèn)題是A.______相關(guān)、B.______相關(guān)和C.______相關(guān)，為此需要采用相應(yīng)的技術(shù)對(duì)策，才能保證流水暢通而不斷流。6.總線同步定時(shí)協(xié)議中，事件出現(xiàn)在總線的時(shí)刻由A.______信號(hào)確定，總線周期的長(zhǎng)度是B.______的。7.不同的CRT顯示標(biāo)準(zhǔn)所支持的最大A.______和B.______數(shù)目是不同的。8.數(shù)組多路通道允許A.______個(gè)設(shè)備進(jìn)行B.______型操作，數(shù)據(jù)傳送單位是C.______。三．簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.主存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)有哪些？含義是什么？集中式仲裁有哪幾種方式？在計(jì)算機(jī)中，CPU管理外圍設(shè)備有幾