计算机信息第二学期专科《计算机组成原理》.docx

计算机信息第二学期专科《计算机组成原理》.docx

《计算机信息第二学期专科《计算机组成原理》.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机信息第二学期专科《计算机组成原理》.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

计算机信息第二学期专科《计算机组成原理》

《计算机组成原理》模拟题1

一、名词解释

1．总线：

就是多个信息源分时传送数据到多个目的地的传送通路

2．指令系统：

一台计算机所能执行的全部指令的总和

3．微指令：

在一个单位时间中，能实现一定操作功能的微命令的集合。

4．溢出：

在定点小数机器中,数的表示范围为|ｘ|<1.在运算过程中如出现大于1的现象

二、填空题

1．按冯·诺依曼设计原则，其硬件是由（运算器）、（控制器）、（存储器）、（输入设备）和（输出设备）组成。

2．计算机系统是由（硬件系统）和（软件系统）两大部分构成。

3．计算机最主要的三大性能指标是（基本字长）、（存储容量）、和（运算速度）。

4．一个完善的指令系统应满足（完备性）、（有效性）、（规整性）、和（兼容性）的要求。

5．堆栈的硬件是由（堆栈区）和（堆栈指针）构成，存取是按（后进先出）原则。

6．通常控制器的设计可分为（组合逻辑型）和（存储逻辑型），前者采用的核心器件是（门电路），后者采用的核心器件是（微程序控制器）。

7．主机与外设的连接方式有（辐射型连接）,（总线型连接）和（辐射,总线型连接）。

8．目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是（程序查询）和（程序中断。

三、简答题

1．简述中断的处理过程。

它与程序查询方式有何不同点？

中断处理过程可粗略的分为以下四个过程：

①保护当前正在运行程序的现场；②分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序；③执行相应的中断处理程序；④恢复被中断程序的现场。

程序查询方式控制简单，但外设和主机不能同时工作，各外设之间也不能同时工作系统效率很低。

因此，仅适用于CPU的速度不是很高，而且外设的种类和数目不多，数据传送率较低的情况。

而中断的处理方式不仅适用于外设的数据交换，也适用于对外界的随机事件的处理。

2．按通道的工作方式，通道分哪几类？

简述其特点。

字节多路通道

在这种通道中，通常都含有较多个（8，16，32）非分配型子通道，每一个子通道连接一台I/O设备。

这些子通道按时间片轮转方式共享主通道。

一个子通道完成一个字节的传送后，立即让出字节多路通道（主通道），给另一个子通道使用。

数组选择通道

这种通道虽然可以连接多台I/O设备，但是它只有一个分配型子通道，在一段时间内只能执行一道通道程序、控制一台设备进行数据传送，其数据传送是按数组方式进行。

即当某台设备一旦占用了该通道，就被它独占，直至该设备传送完毕释放该通道为止。

数组多路通道（BlockMultiplexorChannel）

数组选择通道虽然有很高的传输速率，但它每次只允许一个设备传输数据。

数组多路通道是将数组选择通道的传输速率高和字节多路通道的分时并行操作的优点结合起来，形成的一种新的通道。

它含有多个非分配型子通道

3．画图说明存储系统的层次结构，并说明各种存储器的特点。

通用寄存器特点：

可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果

高速缓冲存储器特点：

存放当前要执行的程序段，以便向CPU高速提供马上要执行的的指令。

主存储器特点：

存放计算机运行期间正在执行的程序和数据

辅助存储器特点：

存放系统程序

四、计算题

已知x=-0.10101,y=+0.11011，符号用双符号位表示。

求1．[X]原=1.10101[Y]原=1.11011

2．[X]补=1.01100[Y]补=0.11011

3．[X+Y]补=00.00111[X-Y]补=10.10010并分别讨论其溢出情况。

[—Y]补=1.00110

[X]补11.01100[X]补11.01100

+[Y]补00.11011[—Y]补11.00110

[X+Y]补00.00111[X-Y]补10.10010

[X-Y]补溢出

4．[x×y]补=？

1）写出补码一位乘的运算步骤。

B=[X]补=11.01100-B=[-X]补=00.10100

C=[Y]补=0.11011A=00.00000

步数条件操作ACYn+1

00.000000.110110

110-B00.10100

00.10100

------>00.0101000.11011

211------>00.00101000.1101

301+B11.01100

11.10001

------>11.110001000.110

410-B00.10100

00.01100

------>00.0110001000.11

511------>00.00110001000.1

601+B11.01100

11.10010

------>11.1100100100

[x×y]补=1.1100100100

2）与原码乘法运算有何不同？

原码乘法要求两操作数均用原码表示，结果也用原码表示，是两操作数的绝对值相乘，符号单独处理。

而补码是直接让符号位参与运算。

3）写出补码乘法运算器的基本部件。

移位器、寄存器、ALU、有关的的判别逻辑

五、设计题

采用32K×32的RAM芯片，构成128K×64的存储器。

1．画出存储器的逻辑框图。

2．图中标明信号线的种类、方向、条数。

六、综合应用题

在模型机的数据通路上，对于指令ADDX（R1），（R2）+，回答下列问题：

1．写出指令的执行流程。

PC→MAR

M→MDR→IR，PC+1+PC

PC→MAR

M→MDR→D,PC+1→PC

D+R1→Z

Z→MAR

M→MDR→C

R1→D

C+D→Z

Z→R2

（注:

C、D可交换使用。

）

2．写出目的周期的全部数据通路。

《计算机组成原理》模拟题2

一、名词解释

1．寻址方式：

表示指令中操作数所在的方法称为寻址方式

2．指令周期：

是完成一条指令所用的时间

3．虚拟存储器：

是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。

4．多级中断：

是指计算机系统中有相当多的中断源，根据各中断事件的轻重缓急程度不同而分成若干级别，每一中断级分配给一个优先权。

二、填空题

1．计算机指令的基本格式应包括（操作码）和（地址码）两部分。

在间接寻址方式中，地址码部分表示的是（地址内容+偏移量）；在相对寻址方式中，地址码部分表示的是（寄存器内容+位移量）。

2．按功能分类，存储器可以分为高速缓冲存储器）、（外存储器）、（主存储器）等。

3．源数据为10010111，若采用奇校验，则其校验位是

（1）。

4．CPU响应某中断请求的条件是一条指令结束时且（没有更紧迫的任务时）、（有中断请求）和（CPU允许中断）。

5．微指令的格式有（垂直）型微指令、（水平）型微指令和混合型微指令。

6．输入输出设备的编址方式有（统一编址）和（单独编址）。

三、简答题

1．试分析比较DMA方式和中断传送方式的异同点，说明DMA方式为什麽不能替代中断方式。

DMA是直接存储器存取的简称，它可满足高速I/O设备与存储器进行批量数据传送的需要。

其特点是通过一个专门的硬件装置直接控制I/O设备与存储器的数据传输，而无需CPU介入。

由此可见DMA与中断传送的方式不同，即用硬件代替软件实现数据的传输。

中断是在计算机执行当前程序时，系统中出现了某些紧急需要处理的异常事件或特殊请求，CPU应暂时中止现行程序的执行，转去处理这些事件或特殊请求，待处理完毕后，CPU自动恢复原来被中止的程序继续运行，它提高CPU与设备的并行能力，减少CPU用于管理外设所需的时间。

CPU启动外设后不需要象查询方式那样一直查询等待外设的状态，而是和外设并行工作，一旦外设的数据准备就绪，向CPU发出一个中断请求，请示CPU为自己服务。

CPU此时暂停自己正在执行的程序，转去执行中断服务程序为中断请求服务，服务完毕后，CPU又恢复自己原来的程序执行。

2．何为三级存储体系结构？

分析采用这种结构的原因和优点？

把各种不同存储容量，不同存取速度的存储器，按一定的体系结构组织起来，使所存放的程序和数据按层次分布在各存储器中，形成一个统一整体的存储系统。

三级存储系统由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成。

计算机主存主要是由半导体存储器构成的，由于成本和工艺的原因，主存的存储容量受到了限制，另一方面系统程序、应用程序及各种信息量要求主存容量越来越大就产生了容量、速度和价格的矛盾。

三级存储系统结构存取速度接近于cache水平，存储容量非常大整个价格也比较合理。

3．简要说明动态RAM的各种刷新方式及其特点。

集中式刷新特点：

是系统的存取周期不受刷新工作的影响，读写操作和刷新工作在最大刷新周期中分开进行。

分散式刷新特点：

刷新工作安排在系统的存储周期内进行，对主机而言则没有“死区”。

异步刷新方式特点：

把上述两种方式结合起来，对分散式刷新而言减少了刷新次数，对集中方式来说主机的“死区”又缩短很多。

透明刷新方式特点：

指CPU在指令译码阶段，存储器是空闲的，可以利用这个空闲时间插入刷新操作而不占用CPU时间，这种刷新方式对CPU是透明的操作，但控制线路复杂。

四、计算题

已知x=0.1011,y=-0.1101，符号用双符号位表示。

求1．[X+Y]补=？

[X-Y]补=？

并分别讨论其溢出情况。

[X]补=0.1011[Y]补=1.0011[—Y]补=0.1101

[X]补00.1011[X]补00.1011

+[Y]补11.0011[—Y]补00.1101

[X+Y]补11.1110[X-Y]补01.0110

[X-Y]补溢出[X+Y]补=11.1110[X-Y]补=01.0110

五、设计题

采用4K×8的RAM芯片，构成32K×16的存储器。

1．画出存储器的逻辑框图，图中标明信号线的种类、方向、条数。

2．用十六进制写出该存储器占用的地址空间。

0-----7FFF

六、综合应用题

在模型机的数据通路上，对于指令SUBX（R1），-（R2），回答下列问题：

1．写出指令的执行流程。

2．写出目的周期的全部数据通路。

《计算机组成原理》模拟题3

一、名词解释

1．基本字长：

是指参与运算的数的基本位数,它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的

2．数据通路：

数字系统中,各个子系统通过数据总线连接形成的数据传送路径

3．程序中断：

在计算机执行当前程序时，系统中出现了某些紧急需处理的异常事件或特殊请求，CPU应暂时中止现行程序的执行，转去处理这些事件或特殊请求，待处理完毕后CPU自动恢复原来被子中止的程序继续运行。

4．灰度级：

指所显示像素点的亮暗差别，在彩色显示器中表现为颜色的不同。

二、填空题

1．计算机指令的基本格式应包括（操作码）和（地址码）两部分。

根据操作数所在位置，指出其寻址方式：

操作数在指令中为（立即）寻址方式，操作数的存储单元地址在指令中，为（间接）寻址方式。

2．存储器地址译码电路的译码方式有（单译码方式）和（双译码方式）两种方式。

3．（361）10=（1011010010）2=（2D2）16。

4．CPU响应可屏蔽中断应满足的三个条件是（有中断请求）、CPU允许接受中断请求和（一条指令执行完毕）。

中断周期结束后进入（中断响应）周期。

5．微指令的类型通常有（垂直）型微指令、（水平）型微指令和混合型微指令。

6．通常控制器的设计可分为（组合逻辑型）和（存储逻辑型），前者采用的核心器件是（门电路），后者采用的核心器件是（控制存储器）

7．主机与外设的连接方式有（辐射型连接）、（总线型连接）和（辐射、总线型连接）。

8．目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是（程序查询）和（程序中断）。

三、简答题

1．简述其中两种补码加减运算判别溢出方法的工作原理。

2．字节多路通道和数组多路通道有何相同点？

有何不同点？

参考P277最后二段和P278最后一段

3．CPU中设有哪些寄存器？

各寄存器的位数由何因素确定？

指令寄存器程序计数器地址寄存器

缓冲寄存器通用寄存器状态条件寄存器

四、计算题

1．已知x=0.10101,y=–0.11011

用定点补码一位乘法计算[x*y]补，要求写出计算步骤。

B=[X]补=00.10101-B=[-X]补=11.01011

C=[Y]补=1.00101A=00.00000

步数条件操作ACYn+1

00.000001.001010

110-B11.01011

11.01011

------>11.1010111.00101

201+B00.10101

00.01010

------>00.00101011.0010

310-B11.01011

11.10000

------>11.110000011.001

401+B00.10101

00.00101

------>00.0001010011.00

500------>00.00001010011.0

610-B11.01011

11.0110001001

[x*y]补=1.0110001001

2．已知x=2–011ⅹ0.101100,y=2–010ⅹ（–0.100100）

用浮点规格化补码加法求[x+y]补（阶码、尾数均用补码表示），要求写出计算步骤。

X]浮=11011，0.101100

[y]浮=11010，1.100100

求阶差并对阶

△E=Ex-Ey=[Ex]补+[-Ey]补=11011+00110=00001

即△E为2，y的阶码小，应使My左移2位，Ex加2

[y]浮=11100,1.111001（00）

尾数求和

1.111001（00）

+0.101100

0.100101（00）

规格化处理

尾数运算结果的符号位与最高数值位为不同值应应执行右规处理，结果为0.010010（10）,阶码11110

舍入处理

采用0舍1入法0.010010

+1

0.010011

判断溢出

阶码符号位为11，不溢出，故最终结果为

[x+y]补=2-110X（1.11101）

五、设计题

试选用1M×4的RAM芯片，构成4M×8的存储器。

完成下列各题：

1．画出存储器连线框图，图中标明信号的种类、方向和信号线的条数。

2．用十六进制写出存储器占用的地址空间。

0-----3FFFFF

六、综合应用题

在模型机的数据通路上，对于指令ADD–（R1），@（R2）+，回答下列问题：

1．写出指令的执行流程。

2．写出取源操作数周期的全部数据通路。

3．与MOV–（R1），@（R2）+的执行流程比较有何相同点？