计算机组成原理期末考试试题及答案 2.docx
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计算机组成原理期末考试试题及答案2
计算机组成原理试题
一、选择题(共20分,每题1分)
1.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址,它得操作数来自____C__。
A、立即数与栈顶;
ﻩB。
暂存器;
ﻩﻩC.栈顶与次栈顶;
ﻩD.累加
2。
___C___可区分存储单元中存放得就是指令还就是数据。
A.存储器;
B.运算器;
C.控制器;
D。
用户。
3.所谓三总线结构得计算机就是指_B_____。
A.地址线、数据线与控制线三组传输线、
B。
I/O总线、主存总统与DMA总线三组传输线;
C。
I/O总线、主存总线与系统总线三组传输线;
D。
设备总线、主存总线与控制总线三组传输线.。
4。
某计算机字长就是32位,它得存储容量就是256KB,按字编址,它得寻址范围就是_____B_、
A。
128K;
B.64K;
C.64KB;
D、128KB、
5、主机与设备传送数据时,采用___A___,主机与设备就是串行工作得。
A.程序查询方式;
B.中断方式;
C。
DMA方式;
D.通道。
6.在整数定点机中,下述第___B___种说法就是正确得。
、
A。
原码与反码不能表示—1,补码可以表示 -1;
B.三种机器数均可表示 -1;
C.三种机器数均可表示 -1,且三种机器数得表示范围相同;
D、三种机器数均不可表示—1、
7.变址寻址方式中,操作数得有效地址就是___C___。
A.基址寄存器内容加上形式地址(位移量);
ﻩﻩB.程序计数器内容加上形式地址;
ﻩC。
变址寄存器内容加上形式地址;
ﻩD、以上都不对。
8.向量中断就是___C___。
A.外设提出中断;
B.由硬件形成中断服务程序入口地址;
C.由硬件形成向量地址,再由向量地址找到中断服务程序入口地址
D.以上都不对。
9.一个节拍信号得宽度就是指_____C_。
A.指令周期;
B.机器周期;
C。
时钟周期;
D。
存储周期、
10.将微程序存储在EPROM中得控制器就是____A__控制器。
A。
静态微程序;
B。
毫微程序;
C。
动态微程序;
D.微程序。
11、隐指令就是指___D___。
A.操作数隐含在操作码中得指令;
B.在一个机器周期里完成全部操作得指令;
C.指令系统中已有得指令;
ﻩD.指令系统中没有得指令、
12。
当用一个16位得二进制数表示浮点数时,下列方案中第____B_种最好。
A.阶码取4位(含阶符1位),尾数取12位(含数符1位);
B、阶码取5位(含阶符1位),尾数取11位(含数符1位);
C。
阶码取8位(含阶符1位),尾数取8位(含数符1位);
D。
阶码取6位(含阶符1位),尾数取12位(含数符1位)、
13、DMA方式__B____、
A、既然能用于高速外围设备得信息传送,也就能代替中断方式;
B、不能取代中断方式;
C.也能向CPU请求中断处理数据传送;
D.内无中断机制。
14.在中断周期中,由____D__将允许中断触发器置“0"。
A.关中断指令;
B、机器指令;
C。
开中断指令;
D.中断隐指令、
15.在单总线结构得CPU中,连接在总线上得多个部件__B____。
A.某一时刻只有一个可以向总线发送数据,并且只有一个可以从总线接收数据;
B.某一时刻只有一个可以向总线发送数据,但可以有多个同时从总线接收数据;
C、可以有多个同时向总线发送数据,并且可以有多个同时从总线接收数据;
D.可以有多个同时向总线发送数据,但可以有一个同时从总线接收数据。
16.三种集中式总线控制中,___A___方式对电路故障最敏感。
A。
链式查询;
B、计数器定时查询;
C.独立请求;
D、以上都不对。
17.一个16K×8位得存储器,其地址线与数据线得总与就是__D____。
A.48;
B、46;
C.17;
D.22.
18.在间址周期中,__C____、
A。
所有指令得间址操作都就是相同得;
B。
凡就是存储器间接寻址得指令,它们得操作都就是相同得;
C.对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址得指令,它们得操作就是不同得;
D、以上都不对。
19、下述说法中____B__就是正确得。
A.EPROM就是可改写得,因而也就是随机存储器得一种;
B.EPROM就是可改写得,但它不能用作为随机存储器用;
C、EPROM只能改写一次,故不能作为随机存储器用;
D、EPROM就是可改写得,但它能用作为随机存储器用。
20.打印机得分类方法很多,若按能否打印汉字来区分,可分为_C_____、
A.并行式打印机与串行式打印机;
B。
击打式打印机与非击打式打印机;
C、点阵式打印机与活字式打印机;
D.激光打印机与喷墨打印机。
二、填空(共20分,每空1分)
1.设浮点数阶码为8位(含1位阶符),尾数为24位(含1位数符),则32位二进制补码浮点规格化数对应得十进制真值范围就是:
最大正数为2127(1-2-23) ,最小正数为 2-129 ,最大负数为2-128(—2-1-2-23),最小负数为 -2127 。
2.指令寻址得基本方式有两种,一种就是 顺序 寻址方式,其指令地址由 程序计数器 给出,另一种就是 跳跃寻址方式,其指令地址由 指令本身 给出。
3。
在一个有四个过程段得浮点加法器流水线中,假设四个过程段得时间分别就是T1=60ns﹑T2 = 50ns﹑T3=90ns﹑T4=80ns。
则加法器流水线得时钟周期至少为90ns、如果采用同样得逻辑电路,但不就是流水线方式,则浮点加法所需得时间为280ns 。
4.一个浮点数,当其尾数右移时,欲使其值不变,阶码必须增加。
尾数右移1位,阶码 加1。
5.存储器由m(m=1,2,4,8…)个模块组成,每个模块有自己得 地址与
数据寄存器,若存储器采用 模m 编址,存储器带宽可增加到原来得 m 倍、
6.按序写出多重中断得中断服务程序包括保护现场、 开中断 、设备服务|。
。
恢复现场 与中断返回几部分。
1。
A.A.2127(1-2—23)B、2—129ﻩC、2—128(-2-1-2-23) D.-2127
三、名词解释(共10分,每题2分)
1。
微操作命令与微操作
答:
微操作命令就是控制完成微操作得命令;微操作就是由微操作命令控制实现得最基本操作、
2、快速缓冲存储器
答:
快速缓冲存储器就是为了提高访存速度,在CPU与主存之间增设得高速存储器,它对用户就是透明得。
只要将CPU最近期需用得信息从主存调入缓存,这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存得目得,从而提高了访存速度、
3。
基址寻址
答:
基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器得内容。
4、流水线中得多发技术
答:
为了提高流水线得性能,设法在一个时钟周期(机器主频得倒数)内产生更多条指令得结果,这就就是流水线中得多发技术。
5.指令字长
答:
指令字长就是指机器指令中二进制代码得总位数、
四、计算题(5分)
设机器数字长为8位(含1位符号位),设A=,B=,计算[AB]补,并还原成真值、
计算题答:
[A+B]补=1。
1011110,A+B=(-17/64)
[A-B]补=1。
1000110,A-B=(35/64)
五、简答题(共20分)
1、异步通信与同步通信得主要区别就是什么,说明通信双方如何联络。
(4分)
同步通信与异步通信得主要区别就是前者有公共时钟,总线上得所有设备按统一得时序,统一得传输周期进行信息传输,通信双方按约定好得时序联络。
后者没有公共时钟,没有固定得传输周期,采用应答方式通信,具体得联络方式有不互锁、半互锁与全互锁三种。
不互锁方式通信双方没有相互制约关系;半互锁方式通信双方有简单得制约关系;全互锁方式通信双方有完全得制约关系。
其中全互锁通信可靠性最高。
2。
为什么外围设备要通过接口与CPU相连?
接口有哪些功能?
(6分)
答:
外围设备要通过接口与CPU相连得原因主要有:
(1)一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号(地址),通过接口可实现对设备得选择。
(2)I/O设备种类繁多,速度不一,与CPU速度相差可能很大,通过接口可实现数据缓冲,达到速度匹配、
(3)I/O设备可能串行传送数据,而CPU一般并行传送,通过接口可实现数据串并格式转换。
(4)I/O设备得入/出电平可能与CPU得入/出电平不同,通过接口可实现电平转换、
(5)CPU启动I/O设备工作,要向外设发各种控制信号,通过接口可传送控制命令。
(6)I/O设备需将其工作状况(“忙"、“就绪”、“错误"、“中断请求"等)及时报告CPU,通过接口可监视设备得工作状态,并保存状态信息,供CPU查询。
可见归纳起来,接口应具有选址得功能、传送命令得功能、反映设备状态得功能以及传送数据得功能(包括缓冲、数据格式及电平得转换)。
六、问答题(共15分)
1。
设CPU中各部件及其相互连接关系如下图所示、图中W就是写控制标志,R就是读控制标志,R1与R2就是暂存器。
(8分)
(1)假设要求在取指周期由ALU完成(PC)+1→PC得操作(即ALU可以对它得一个源操作数完成加1得运算)。
要求以最少得节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排。
答:
由于(PC)+1→PC需由ALU完成,因此PC得值可作为ALU得一个源操作数,靠控制ALU做+1运算得到(PC)+1,结果送至与ALU输出端相连得R2,然后再送至PC、
此题得关键就是要考虑总线冲突得问题,故取指周期得微操作命令及节拍安排如下:
T0 PC→MAR,1→R
T1M(MAR)→MDR,(PC)+1→R2
T2MDR→IR,OP(IR)→微操作命令形成部件
T3R2→PC
(2)写出指令ADD #α(#为立即寻址特征,隐含得操作数在ACC中)在执行阶段所需得微操作命令及节拍安排。
答:
立即寻址得加法指令执行周期得微操作命令及节拍安排如下:
T0Ad(IR)→R1;立即数→R1
T1(R1)+(ACC)→R2;ACC通过总线送ALU
T2R2→ACC ;结果→ACC
2.DMA接口主要由哪些部件组成?
在数据交换过程中它应完成哪些功能?
画出DMA工作过程得流程图(不包括预处理与后处理)
答:
DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构与DMA控制逻辑等组成。
在数据交换过程中,DMA接口得功能有:
(1)向CPU提出总线请求信号;
(2)当CPU发出总线响应信号后,接管对总线得控制;(3)向存储器发地址信号(并能自动修改地址指针);(4)向存储器发读/写等控制信号,进行数据传送;(5)修改字计数器,并根据传送字数,判断DMA传送就是否结束;(6)发DMA结束信号,向CPU申请程序中断,报告一组数据传送完毕。
DMA工作过程流程如图所示、
七、设计题(10分)
设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用作访存控制信号(低电平有效),用作读写控制信号(高电平为读,低电平为写)、现有下列芯片及各种门电路(门电路自定),如图所示。
画出CPU与存储器得连接图,要求:
(1)存储芯片地址空间分配为:
最大4K地址空间为系统程序区,相邻得4K地址空间为系统程序工作区,最小16K地址空间为用户程序区;
(2)指出选用得存储芯片类型及数量;
(3)详细画出片选逻辑。
(1)主存地址空间分配:
6000H~67FFH为系统程序区;
6800H~6BFFH为用户程序区。
答:
(1)主存地址空间分配。
(2分)
A15 … A11 …A7 …… A0
最大4K2K×8位ROM 2片
相邻4K4K×4位RAM2片
最小16K8K×8位RAM2片
(2)合理选用上述存储芯片,说明各选几片?
2)根据主存地址空间分配
最大4K地址空间为系统程序区,选用2片2K×8位ROM芯片;(1分)
相邻得4K地址空间为系统程序工作区,选用2片4K×4位RAM芯片;(1分)
最小16K地址空间为用户程序区,选用2片8K×8位RAM芯片。
(1分)
(3)详细画出存储芯片得片选逻辑图。
答案:
一、选择题(共20分,每题1分)
1.C ﻩ2.C 3.B4.Bﻩ5、Aﻩ6.B7.C
8.Cﻩ9。
Cﻩ10。
Aﻩ11。
D12。
Bﻩ13.B14、D
15.B16、A17。
D18.Cﻩ19.Bﻩ20、C
二、填空(共20分,每空1分)
1.A。
A、2127(1-2-23)B、2—129C.2-128(—2—1—2-23)ﻩ D。
—2127
2、A。
顺序 ﻩB、程序计数器C。
跳跃ﻩ D、指令本身
3。
A、90nsﻩB.280ns
4.A、A.增加ﻩB。
加1
5、A.地址ﻩB.数据ﻩC、模mD.m
6。
A.保护现场B、开中断C.设备服务D。
恢复现场
三、名词解释(共10分,每题2分)
1。
微操作命令与微操作
答:
微操作命令就是控制完成微操作得命令;微操作就是由微操作命令控制实现得最基本操作。
2。
快速缓冲存储器
答:
快速缓冲存储器就是为了提高访存速度,在CPU与主存之间增设得高速存储器,它对用户就是透明得、只要将CPU最近期需用得信息从主存调入缓存,这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存得目得,从而提高了访存速度。
3.基址寻址
答:
基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器得内容。
4.流水线中得多发技术
答:
为了提高流水线得性能,设法在一个时钟周期(机器主频得倒数)内产生更多条指令得结果,这就就是流水线中得多发技术。
5.指令字长
答:
指令字长就是指机器指令中二进制代码得总位数。
四、(共5分)
计算题答:
[A+B]补=1.1011110,ﻩA+B=(-17/64)
[A-B]补=1.1000110,A-B=(35/64)
五、简答题(共20分)
1。
(4分)答:
同步通信与异步通信得主要区别就是前者有公共时钟,总线上得所有设备按统一得时序,统一得传输周期进行信息传输,通信双方按约定好得时序联络。
后者没有公共时钟,没有固定得传输周期,采用应答方式通信,具体得联络方式有不互锁、半互锁与全互锁三种。
不互锁方式通信双方没有相互制约关系;半互锁方式通信双方有简单得制约关系;全互锁方式通信双方有完全得制约关系、其中全互锁通信可靠性最高。
2.(6分,每写出一种给1分,最多6分)
答:
外围设备要通过接口与CPU相连得原因主要有:
(1)一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号(地址),通过接口可实现对设备得选择。
(2)I/O设备种类繁多,速度不一,与CPU速度相差可能很大,通过接口可实现数据缓冲,达到速度匹配。
(3)I/O设备可能串行传送数据,而CPU一般并行传送,通过接口可实现数据串并格式转换、
(4)I/O设备得入/出电平可能与CPU得入/出电平不同,通过接口可实现电平转换。
(5)CPU启动I/O设备工作,要向外设发各种控制信号,通过接口可传送控制命令。
(6)I/O设备需将其工作状况(“忙"、“就绪”、“错误”、“中断请求"等)及时报告CPU,通过接口可监视设备得工作状态,并保存状态信息,供CPU查询、
可见归纳起来,接口应具有选址得功能、传送命令得功能、反映设备状态得功能以及传送数据得功能(包括缓冲、数据格式及电平得转换)、
4、(5分)答:
(1)根据IR与MDR均为16位,且采用单字长指令,得出指令字长16位、根据105种操作,取操作码7位。
因允许直接寻址与间接寻址,且有变址寄存器与基址寄存器,因此取2位寻址特征,能反映四种寻址方式、最后得指令格式为:
7
2
7
OP
M
AD
其中OP 操作码,可完成105种操作;
M 寻址特征,可反映四种寻址方式;
AD形式地址。
这种格式指令可直接寻址27=128,一次间址得寻址范围就是216=65536。
(2)双字长指令格式如下:
7
2
7
OP
M
AD1
AD2
其中OP、M得含义同上;
AD1∥AD2为23位形式地址、
这种格式指令可直接寻址得范围为223=8M。
(3)容量为8MB得存储器,MDR为16位,即对应4M×16位得存储器、可采用双字长指令,直接访问4M存储空间,此时MAR取22位;也可采用单字长指令,但RX与RB取22位,用变址或基址寻址访问4M存储空间。
六、(共15分)问答题
1。
(8分)答:
(1)由于(PC)+1→PC需由ALU完成,因此PC得值可作为ALU得一个源操作数,靠控制ALU做+1运算得到(PC)+1,结果送至与ALU输出端相连得R2,然后再送至PC、
此题得关键就是要考虑总线冲突得问题,故取指周期得微操作命令及节拍安排如下:
T0PC→MAR,1→R
T1M(MAR)→MDR,(PC)+1→R2
T2 MDR→IR,OP(IR)→微操作命令形成部件
T3 R2→PC
(2)立即寻址得加法指令执行周期得微操作命令及节拍安排如下:
T0Ad(IR)→R1 ;立即数→R1
T1(R1)+(ACC)→R2 ;ACC通过总线送ALU
T2 R2→ACC ;结果→ACC
2.(7分)答:
DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构与DMA控制逻辑等组成。
在数据交换过程中,DMA接口得功能有:
(1)向CPU提出总线请求信号;
(2)当CPU发出总线响应信号后,接管对总线得控制;(3)向存储器发地址信号(并能自动修改地址指针);(4)向存储器发读/写等控制信号,进行数据传送;(5)修改字计数器,并根据传送字数,判断DMA传送就是否结束;(6)发DMA结束信号,向CPU申请程序中断,报告一组数据传送完毕。
DMA工作过程流程如图所示。
七、设计题(共10分)
答:
(1)主存地址空间分配。
(2分)
A15… A11… A7……A0
最大4K 2K×8位ROM2片
相邻4K 4K×4位RAM2片
最小16K8K×8位RAM2片
(2)根据主存地址空间分配
最大4K地址空间为系统程序区,选用2片2K×8位ROM芯片;(1分)
相邻得4K地址空间为系统程序工作区,选用2片4K×4位RAM芯片;(1分)
最小16K地址空间为用户程序区,选用2片8K×8位RAM芯片、(1分)
(3)存储芯片得片选逻辑图(5分)
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