福师1103考试批次计算机组成原理复习题.docx

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福师1103考试批次计算机组成原理复习题

福师1103考试批次《计算机组成原理》复习题一

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、CRT的分辨率为1024×1024像数，像数的颜色数为256，则刷新存储器容量是（）

A．512KBB．1MBC．256MBD．8MB

2、将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称其为（）。

A．数据处理B．辅助设计C．实时控制D．数值计算

3、现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织，在下面的总线结构运算器中，单总线结构的操作速度最慢，而（）的操作速度最快。

A．双总线结构B．多总线结构C．单总线结构D．三总线结构

4、虚拟存储器是建立在多层次存储结构上，用来解决（）的问题。

A．存储B．外存C．主存容量不足D．外存容量不足

5、浮点数的表示范围和精度取决于（）

A．阶码的位数和尾数的位数

B．阶码的位数和尾数采用的编码

C．阶码采用的编码和尾数采用的编码

D.阶码采用的编码和尾数的位数

6.某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用（）作为存储芯片。

A.SRAM

B.cache

C.辅助存储器

D.闪速存储器

7.设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为（）。

A.EA=（X）+（D）

B.EA=（（X）+（D））

C.EA=（X）+D

D.EA=（（X）+D）

8.下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是（）。

A.PPU（外围处理机）方式

B.通道方式

C.中断方式

D.DMA方式

9.系统总线中地址线的功能是（）。

A.用于选择主存单元地址

B.用于选择进行信息传输的设备

C.用于指定主存和I/O设备接口电路的地址

D.用于选择外存地址

10.多处理机实现（）级的并行。

A.指令

B.任务或过程

C.作业或程序

D.指令内部

二、改错题（针对各小题的题意，改正其结论中错误或补充其不足。

每小题2分，共10分）

1、微程序控制器相比，组合逻辑控制器的速度较慢。

2、为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程序，不用进行现场保护操作。

3、程序计数器PC用来指示从外存中取指令。

4、定点表示法，小数点在数中的位置是固定的；浮点表示法，小数点在数中的位置是浮动的。

5、对于浮点数，当字长一定时，分给阶码的位数越少，则表示数的范围越大。

三、名词解释（每小题4分，共20分）

1、ALU

2、RISC

3、DMA

4、Cache

5、指令周期

四、简答题（每小题5分，共20分）

1、简述运算器的功能。

2、简述主存和辅存的区别。

3、存储器容量为32字，字长64位，模块数m=8，用交叉方式进行组织。

存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位，总线传输周期τ=50ns。

问该存储器的带宽是多少？

4、指令和数据均存放在内存中，CPU如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据？

五、计算题（10分）

设机器字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算：

　A=19/32，B=-17/128，求A-B

六、设计题（每题10分，共20分）

1、已知指令字长为16位，每个地址码为4位，采用扩展操作码的方式，设计15条三地址指令、15条二地址指令、15条一地址指令、16条零地址指令，请写出该指令系统的操作码的设计方案。

2、某计算机字长为32位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有40条指令。

试采用直接、立即、变址，相对四种寻址方式设计指令格式。

福师1103考试批次《计算机组成原理》复习题一参考答案

一、单项选择题

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

A

B

C

A

D

C

C

C

C

主观题答案仅供参考

二、对错题

1、错误。

微程序控制器速度较慢

2、错误。

必须进行现场保护操作。

3、错误。

程序计数器PC用来保存将要执行的下一个条指令的地址。

4、正确。

5、错误。

当机器字长一定时，分给阶码的位数越多，尾数占用的位数就越少，则数的表示范围越大，而尾数占用的位数减少，必然会减少数的有效数位，即影响数的精度。

三、名词解释

1、ALU

计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。

运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件（ALU）。

2、RISC

RISC（精简指令集计算机）是一种执行较少类型计算机指令的微处理器

3、DMA

DMA即直接存储器存取，是一种快速传送数据的机制。

数据传递可以从适配卡到内存，从内存到适配卡或从一段内存到另一段内存。

DMA技术的重要性在于，利用它进行数据传送时不需要CPU的参与。

4、Cache

cache是一个高速小容量的临时存储器，可以用高速的静态存储器芯片实现，或者集成到CPU芯片内部，存储CPU最经常访问的指令或者操作数据。

5、指令周期

CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。

四、简答题

1、运算器：

计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。

运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件（ALU）。

计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。

运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。

2、主存存放计算机运行期间的大量程序和数据，存取速度较快，存储容量不大。

辅存存放系统程序和大型数据文件及数据库，存储容量大，位成本低，但速度较慢。

3、连续读出m=8个字的信息量是：

q=64位×8=512位

连续读出8个字所需的时间是：

t=T+（m–1）τ=200+7×50=5.5×10-7s交叉存储器的带宽是:

W=q/t=512/（5.5×10-7s）≈93×107位/s

4、从时间上讲,取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。

从空间上讲，从内存读出指令流流向控制器（指令寄存器）。

从内存读出数据流流向运算器（通用寄存器）。

五、计算题

A=19/32=（0.1001100）2B=-17/128=（-0.0010001）2

[A]补=0.1001100

[B]补=1.1101111[-B]补=0.0010001

[A-B]补=0.1001100+0.00100010.1011101

——无溢出A-B=（0.1011101）2=93/128

六、设计题

1、

对于三地址指令，操作码长度为（16－4×3）＝4位；

对于双地址指令，操作码长度为（16－4×2）＝8位，可扩展4位；

对于单地址指令，操作码长度为（16－4）＝12位，可扩展4位；

对于零地址指令，操作码长度为32位，可扩展位为20位。

至此，均可达到要求。

2、40条指令至少需要操作码字段6位，所以剩下的长度为26位。

主存的容量为64M字，则循着模式（X）2位，格式如下：

31262524230

OP

X

D

X=00直接寻址方式有效地址E=D

X=01立即寻址方式D字段为立即数

X=10变址寻址方式有效地址E=（RX）+D（可寻址64M个存储单元）

X=11相对寻址方式有效地址E=（PC）+D（可寻址64M个存储单元）

其中RX为变址寄存器（32位），PC为程序计数器（32位）。

在相对寻址时，位移量D可正可负。

福师1103考试批次《计算机组成原理》复习题二

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1、将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称其为（）。

A．数据处理B．辅助设计C．实时控制D．数值计算

2、虚拟存储器是建立在多层次存储结构上，用来解决（）的问题。

A．存储B．外存C．主存容量不足D．外存容量不足

3、微程序放在（）中。

A．RAMB．控制存储器C．指令寄存器D．内存储器

4．下列数中最小的数是（）。

A.（50）8B.（100010）BCDC.（625）16D．（100101）2

5．多处理机的体系结构属于（）计算机。

A.SISDB.MIMDC.SIMDD.MISD

6.字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数。

若用定点小数表示，则最大正小数为（）。

A．+（1–2-32）B.+（1–2-31）

C.2-32D.2-31

7.存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来（）。

A．存放数据B.存放程序C.存放数据和程序D.存放微程序

8．CPU中的译码器主要用于（）。

A.地址译码；B.选择多路数据至ALU；

C.数据译码。

D.指令译码；

9．在以下描述的流水CPU基本概念中，正确的表述是（）。

A．流水CPU是以空间并行性为原理构造的处理器

B.流水CPU一定是多媒体CPU

C.流水CPU是以时间并行性为原理构造的处理器

D.流水CPU一定是RISC机器

10．串行I/O标准接口IEEE1394的高速特性适合于新型高速硬盘和多媒体数据传送，的数据传送率不可以是（）。

A．100兆位/秒B．200兆位/秒C.300兆位/秒D.400兆位/秒

二、改错题（针对各小题的题意，改正其结论中错误或补充其不足。

每小题2分，共10分）

6、加法器是构成运算器的基本部件，为提高运算速度，运算器一般采用串行加法器。

2.从二进制转换成十六进制时，只要以小数点为起点，向左、向右将每一位二进制数转换成一位十六进制数。

3、于浮点数，当字长一定时，分给阶码的位数越少，则表示数的范围越大。

4、权BCD码没有确定的位权值，因此不以按位权展开求它们所代表的十进制。

5、算机只能处理数字信息。

三、名词解释（每题4分，共20分）

1、溢出

2、相联存储器

3、局部性

4、存储器

5、垂直型微指令

四、简答题（每题5分，共20分）

1、举出CPU中6个主要寄存器的名称及功能。

2、何谓“总线仲裁”？

一般采用何种策略进行仲裁，简要说明它们的应用环境。

3、何谓CRT的显示分辨率、灰度级？

4、CPU响应中断应具备哪些条件？

五、计算题（10分）

1、已知x=-0.01111，y=+0.11001，

求[x]补，[-x]补，[y]补，[-y]补，x+y=？

，x–y=？

六、设计题（每题10分，共20分）

1、用16K*8位的DRAM芯片构成64K*32位存储器，要求：

（1）画出该存储器的组成逻辑框图。

（2）设存储器读/写周期为0.5μs,CPU在1μs内至少要访问一次。

试问采用哪种刷新方式比较合理？

两次刷新的最大时间间隔是多少？

对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？

2、如果在一个CPU周期中要产生3个节拍脉冲：

T1=200ns，T2=400ns,T3=200ns，试画出时序产生器逻辑图。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

C

C

B

A

B

B

C

D

C

C

福师1103考试批次《计算机组成原理》复习题二参考答案

一、单项选择题

主观题答案仅供参考

二、改错题

7、错误。

运算器一般采用并行加法器。

2、错。

需要将二进制四位一组转为十六进制数。

3、错误。

当机器字长一定时，分给阶码的位数越多，尾数占用的位数就越少，则数的表示范围越大，而尾数占用的位数减少，必然会减少数的有效数位，即影响数的精度。

4、错误。

用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码，简称BCD码，有权值。

5、错误。

计算机可以处理各种信息。

三、名词解释

1、当运算结果超出机器数所能表示的范围时，称为溢出。

2、相联存储器：

一种按内容访问的存储器，，每个存储单元有匹配电路，可用于cache中查找数据。

3、访存局部性：

CPU的访存规律，对存储空间的90%的访问局限于存储空间的10%的区域中，而另外10%的访问则分布在存储空间的其余90%的区域中。

4、虚拟存储器：

在内存和外存间建立的层次体系，使得程序能够像访问主存储器一样访问外存储器，主要用于解决计算机中主存储器的容量问题。

5、垂直型微指令：

一种微指令类型，设置微操作码字码，采用微操作码编码法，由微操作码规定微指令的功能。

四、简答题

1、CPU有以下寄存器：

（1）指令寄存器（IR）：

用来保存当前正在执行的一条指令。

（2）程序计数器（PC）：

用来确定下一条指令的地址。

（3）地址寄存器（AR）：

用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。

（4）缓冲寄存器（DR）：

<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。

<2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。

<3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。

（5）通用寄存器（AC）：

当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。

（6）状态条件寄存器：

保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条

件码内容。

除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解

机器运行状态和程序运行状态。

2、连接到总线上的功能模块有主动和被动两种形态。

主方可以启动一个总线周期，而从方只能响应主方的请求。

每次总线操作，只能有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个或多个从方。

除CPU模块外，I/O功能模块也可以提出总线请求。

为了解决多个主设备同时竞争总线控制权，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。

一般来说，采用优先级或公平策略进行仲裁。

在多处理器系统中对CPU模块的总线请求采用公平原则处理，而对I/O模块的总线请求采用优先级策略。

3、分辨率是指显示器所能表示的像素个数。

像素越密，分辨率越高，图像越清晰。

分辨率取决于显像管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。

同时刷新存储器要有与显示像素数相对应的存储空间，用来存储每个像素的信息。

灰度级是指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。

灰度级越多，图像层次越清楚逼真。

4、

（1）在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的。

（2）外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。

（3）外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。

（4）当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。

五、计算题

[x]补=1.11111

[-x]补=0.01111

[y]补=0.11001

[-y]补=1.11001

x+y=0.11000

x–y=-11000

六、设计题

1、

（1）组成64K×32位存储器需存储芯片数为

　　　　N=（64K/16K）×（32位/8位）=16（片）

每4片组成16K×32位的存储区，有A13-A0作为片内地址，用A15A14经2：

4译码器产生片选信号。

图略

（2）依题意，采用异步刷新方式较合理，可满足CPU在1μS内至少访问内存一次的要求。

　　　设16K×8位存储芯片的阵列结构为128行×128列，按行刷新，刷新周期T=2ms，则两次刷新的最大时间间隔为　　　ｔｍａｘ＝15.5-0.5=15（μS）

　　　对全部存储单元刷新一遍所需时间为tR

　　　　　tR＝0.5×128=64　（μS）

2、

福师1103考试批次《计算机组成原理》复习题三

一、单项选择题（每小题2分，共20分）

1.在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是（）。

A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题

B.增加内存容量，同时加快存取速度

C.提高内存可靠性

D.增加内存容量

2、微型计算机的分类通常以微处理器的（）来划分。

A．芯片名B．寄存器数目C．字长D．规格

3、下列数中最大的是（）。

A．（10010101）2

B．（227）8

C．（96）16

D．（143）10

4、设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式（一位符号位），对应于十进制数-27，寄存器内为（）。

A．（27）16

B．（9B）16

C．（E5）16

D．（5A）16

5、计算机的存储器系统是指（）。

A．RAM存储器

B．ROM存储器

C．主存储器

D．主存储器和外存储器

6、算术/逻辑运算单元74181ALU可完成（）。

A．16种算术运算功能

B．16种逻辑运算功能

C．16种算术运算功能和16种逻辑运算功能

D．4位乘法运算功能和除法运算功能

7、某机字长32位，存储容量1MB，若按字编址，它的寻址范围是（）。

A．1MB

B．512KB

C．256K

D．256KB

8、常用的虚拟存储系统由（）两级存储器组成。

A．主存—辅存

B．快存—主存

C．快存—辅存

D．通用寄存器—主存

9、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于（）。

A．基值寄存器内容加上形式地址

B．堆栈指示器内容加上形式地址

C．变址寄存器内容加上形式地址

D．程序计数器内容加上形式地址

10、在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由（）完成地址映射。

A．程序员

B．编译器

C．装入程序

D．操作系统

二、改错题（针对各小题的题意，改正其结论中错误或补充其不足。

每小题2分，共10分）

1.任意进制数转换成十进制数就是按权展的开多项式之和。

2、一个指令周期中包含若干个机器周期，一个机器周期中包含若干个时钟周期。

3、时钟周期是处理器中处理动作的最小时间单位，通常称为一个T状态。

这是微处理器完成一步完整操作的最小时间单位。

4、在指令流水线技术中，译码操作可以分为D和D两个阶段，因此又叫做二级译码。

5、时钟周期是基本定时脉冲的两个沿之间的时间间隔，而基本定时脉冲是由外部振荡器产生的，通过CPU的CLK输入端输入。

三、名词解释（每题4分，共20分）

1、溢出

2、多体交叉存储器

3、虚拟存储器

4、写回法

5、微程序

四、简答题（每题5分，共20分）

1、试比较基址寻址和变址寻址。

2、请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。

3、提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。

4、说明总线结构对计算机系统性能的影响

五、计算题（10分）

设机器字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算：

　A=11/64，B=-15/32，求A+B

六、设计题（每题10分，共20分）

1、假设主脉冲源频率为10MHz，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。

2、要求用256K*16位SRAM芯片设计1024K*32位的存储器。

SRAM芯片有两个控制器端：

当

有效时，该片选中。

当

/R=1时执行读操作，当

/R=0时执行写操作。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A

C

B

C

D

C

C

A

C

D

福师1103考试批次《计算机组成原理》复习题三参考答案

一、单项选择题

主观题答案仅供参考

二、改错题

1、正确。

2、正确。

3、正确。

4、在指令流水线技术中，译码操作可以分为D2、D2个阶段，但这不是二级译码。

5、正确。

三、名词解释

1、当运算结果超出机器数所能表示的范围时，称为溢出。

2、多体交叉存储器：

由多个相互独立、容量相同的存储体构成的存储器，每个存储体独立工作，读写操作重叠进行。

3、虚拟存储器：

在内存和外存间建立的层次体系，使得程序能够像访问主存储器一样访问外存储器，主要用于解决计算机中主存储器的容量问题。

4、写回法：

cache命中时的一种更新策略，写cache时不写主存，而当cache数据被替换出去时才写回主存。

5、微程序：

存储在控制存储器中的完成指令功能的程序，由微指令组成。

四、简答题

1、基址寻址将CPU中基址寄存器的内容，加上指令格式中的形式地址而形成操作数的有效地址。

变址寻址将计算机指令的第二个字节与变址寄存器中的内容相加，得到有效的地址。

2、程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些。

3、措施有：

①采用高速器件，②采用cache（高速缓冲存储器），③采用多体交叉存储器，④采用双端口存储器，⑤加长存储器的字长。

4、

（1）最大存储容量

单总线系统中，最大内存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总线。

双总线系统中，存储容量不会受到外围设备数量的影响

（2）指令系统

双总线系统，必须有专门的I/O指令系统

单总线系统，访问内存和I/O使用相同指令

（3）吞吐量

总线数量越多，吞吐能力越大

五、计算题

A=0.0010110B=-0.0110100

A补=0.0010110B补=1.1001100

[A+B]补=1.1100010

A+B=-0.0011110

六、设计题

1、

2、

需要（1024K*32）/（256K*16）=4*2=8片SRAM芯片，需要log2（1024K/256K）=2位地址做芯片选择。