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组成原理试题
一、填空题(20分)一班
1、数字计算机的主要组成结构运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备
2、计算机系统的层次结构微程序设计层、一般机器层、操作系统层、汇编语言层、高级语言层
3、三种常用的检错纠错码是:
______、______、______。
4、DRAM的刷新操作方式有集中刷新、分散刷新、异步刷新
5、在3种集中式总线控制中,______方式相应速度最快;______方式对电路故障最敏感。
6、Cache和主存的映射方式:
直接映射、全相联映射、组相联映射。
7、传输信息的方式是:
串行传送、并行传送、分时传送。
二、选择题(20分)
1、完整的计算机系统应包括(D)
A.运算器、存储器和控制器B.外部设备和主机
C.主机和实用程序D.配套的硬件设备和软件系统
计算机系统的层次结构可分为5层,其层次之间的依存关系式(B)
A上下层之间相互无关
B上下实现对下层的功能扩展,而下层是实现上层的基础
C上层实现对下层的扩展作用,而下层对上层的限制作用
D上层和下层的关系式相互依存、不可分割的.
2、中央处理器是指(C)
A.运算器B.控制器
C.运算器和控制器D.运算器、控制器和主存储器
3、假定采用IEEE754标准中的单精度浮点数格式表示一个数45100000H,则该输的值是(B)
A(+1.125)*210B(+1.125)*211
C(+1.125)*211D(+0.125)*210
3、计算机系统中采用补码运算的目的是为了(C)
A.与手工运算方式保持一致B.提高运算速度
C.简化计算机的设计D.提高运算的精度
下面有关DRAM和SRAM存储器芯片的叙述:
1、DRAM芯片的集成程度比SRAM高
2、DRAM芯片的成本比SRAM高
3、DRAM芯片的速度比SRAM快
4、DRAM芯片的工作时需要刷新,SRAM芯片工作时不需要刷新
错误的是(B)
A1和2B2和3C3和4D1和4
5、存储单元是指(B)
A.存放一个二进制信息位的存储元B.存放一个机器字的所有存储元集合
C.存放一个字节的所有存储元集合D.存放两个字节的所有存储元集合
6、主存储器和CPU之间增加Cache的目的是(A)
A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题
B.扩大主存储器的容量
C.扩大CPU中通用寄存器的数量
D.既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量
7.RISC是_____的简称。
A
A.精简指令系统计算机B.大规模集成电路
C.复杂指令计算机D.超大规模集成电路
8.异步控制常用于______作为其主要控制方式。
A
A.在单总线结构计算机中访问主存与外围设备时 B.微型机的CPU控制中
C.组合逻辑控制的CPU中D.微程序控制器中
9.为了缩短指令中某个地址段的位数,有效的方法是采取(D)
A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址
10、数据总线的宽度由总线的(A)定义。
A.物理特性B.功能特性C.电气特性D.时间特性
三、简答题(20分)
1、冯诺依曼型计算机的设计思想是什么?
2、请解释下面的专业术语?
(1)CPI
(2)MIPS(3)MFLOPS
3、什么是微指令和微操作?
微程序和机器指令有何关系?
4、外部设备有哪些主要功能?
可以分为哪些大类?
四、计算题(40分)
1、X=-0.1101Y=0.0110,用原码阵列乘法器求X*Y?
2、设有32片256K*1位的SRAM芯片,请回答下面的问题:
(1)采用位扩展方法可以构成多大容量的存储器?
(2)如果采用32位的字编址方式,该存储器需要多少地址线?
答案:
采用位扩展法:
32片256*1K位SRAM芯片可构成256K*32位存储器。
采用32位字编码,则需要18条地址线。
3、在n=4、k=3时,求1010的海明码?
答案:
1010010
4、设存储器容量为32字,字长64位,模块数m=8,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。
存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位,总线传送周期τ=50ns。
问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?
5、某磁盘存储器的转速为3000r/min,共有4个记录面,5道/mm,每道记录信息为12288B,最小磁道直径为230mm,共有275道,问:
(1)磁盘存储器的存储容量是多少?
(2)最大位密度,最小位密度是多少?
(3)磁盘数据传输率是多少?
一、选择题(共20分,每题1分)二班
1.某机字长8位,采用补码形式(其中1位为符号位),则机器数所能表示的范围是__C____。
A.-127~127;B.-128~+128;C.-128~+127;D.-128~+128。
2.CPU响应中断的时间是_C_____。
A.中断源提出请求; B.取指周期结束; C.执行周期结束;D.间址周期结束
3.基址寻址方式中,操作数的有效地址是___A___。
A.基址寄存器内容加上形式地址(位移量);B.程序计数器内容加上形式地址;
C.变址寄存器内容加上形式地址; D.寄存器内容加上形式地址。
4.在运算器中不包含___D___。
A.状态寄存器; B.数据总线; C.ALU; D.地址寄存器。
5.计算机操作的最小单位时间是__A____。
A.时钟周期; B.指令周期; C.CPU周期;D.中断周期。
6.用以指定待执行指令所在地址的是_C_____。
A.指令寄存器; B.数据计数器;C.程序计数器;pcD.累加器。
7.下列描述中____B__是正确的。
A.控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果;
B.一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算逻运算五个单元;
C.所有的数据运算都在CPU的控制器中完成;
D.以上答案都正确。
8.总线通信中的同步控制是__B____。
A.只适合于CPU控制的方式; B.由统一时序控制的方式;
C.只适合于外围设备控制的方式; D.只适合于主存。
9.一个16K×32位的存储器,其地址线和数据线的总和是B______。
A.48; B.46; C.36; D.32。
10.某计算机字长是16位,它的存储容量是1MB,按字编址,它的寻址范围是A______。
1mb/2b=1024kb/2b=512k
A.512K; B.1M; C.512KB; D.1MB。
11.隐指令是指__D。
A.操作数隐含在操作码中的指令;B.在一个机器周期里完成全部操作的指令;
C.指令系统中已有的指令;D.指令系统中没有的指令。
12.浮点数的表示范围和精度取决于__C____。
A.阶码的位数和尾数的机器数形式;B.阶码的机器数形式和尾数的位数;
C.阶码的位数和尾数的位数; D.阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。
13.CPU中的译码器主要用于___B___。
A.地址译码;B.指令译码;C.选择多路数据至ALU;D.数据译码。
14.三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。
15.下列器件中存取速度最快的是C。
A.Cache;B.主存;C.寄存器;D.辅存。
16.指令寄存器的位数取决于__B__。
A.存储器的容量;B.指令字长;C.机器字长;D.存储字长。
17.主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是___A___。
A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题;B.扩大主存容量;
C.既扩大主存容量,又提高了存取速度;D.扩大辅存容量。
18.目前在小型和微型计算机里最普遍采用的字母与字符编码是_C____。
A.BCD码;B.十六进制代码;C.ASCII码;D.海明码。
19.设寄存器内容为10000000,若它等于-0,则为__A___。
A.原码;B.补码;C.反码;D.移码。
20.下述说法中__B__是正确的。
A.EPROM是可改写的,因而也是随机存储器的一种;
B.EPROM是可改写的,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是可改写的,但它能用作为随机存储器用。
二、填空题(共20分,每题1分)
1.在小数定点机中,采用1位符号位,若寄存器内容为10000000,当它分别表示为原码、补码和反码时,其对应的真值分别为______、______和______(均用十进制表示)。
2.一个总线传输周期包括______,______,______,______.
3.在组合逻辑控制器中,微操作控制信号由______、______和______决定。
4.微指令格式可分为______型和______型两类,其中______型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。
5..CPU响应中断时要保护现场,包括对______和______的保护,前者通过
______实现,后者可通过______实现。
6.I/O与主机交换信息的控制方式中,______方式CPU和设备是串行工作的。
______和______方式CPU和设备是并行工作的,前者传送与主程序是并行的,后者传送和主机是串行的。
三、名词解释(共20分,每题4分)
1.时钟周期2.向量地址3.系统总线4.机器指令5.超流水线
四、简答题(共40分,第一大题10分,第二大题15分,第三大题15分)
1、X=-0.1101,Y=-0.1011,用补码计算X+Y,并判断结果有无溢出?
2、设有浮点数X,Y,阶码(补码形式)和尾数(原码形式)如下:
X:
阶码0001,尾数0.1010;Y:
阶码1111;尾数0.1001.设基数为2.求X+Y(阶码运算用补码,尾数运算用补码)。
3、有一个128K*16的存储器,由64K*1的2164RAM芯片(芯片是4个128*128结构)构成,问
1)总共需要多少个RAM芯片?
2)如果采用分散刷新方式,如单元刷新间隔不超过2ms,求刷新信号的周期。
选择
1.CCADACBBBADCBACBACAB
填空
1申请分配阶段,寻址阶段,传输阶段,结束阶段
2.指令操作码,时序,状态条
3.垂直型,水平型,垂直型
4.PC内容,寄存器内容,硬件自动(或中断隐指令),软件编程
5.程序查询方式,中断方式,程序查询方式
名词解释
1.时钟周期
答:
时钟周期:
节拍,时钟频率的倒数,机器基本操作的最小单位。
2.向量地址
答:
向量地址:
中断方式中由硬件产生向量地址,可由向量地址找到入口地址。
3.系统总线
答:
系统总线是指CPU、主存、I/O(通过I/O接口)各大部件之间的信息传输线。
按传输信息的不同,又分数据总线、地址总线和控制总线。
4.机器指令
答:
机器指令由0、1代码组成,能被机器直接识别。
机器指令可由有序微指令组成的微程
序来解释,微指令也是由0、1代码组成,也能被机器直接识别。
5.超流水线
答:
超流水线(Superpipelining)技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中,好比将流
水线再分道,提高了原来流水线的速度,在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次。
一个总线传输周期包括A.申请分配阶段B.寻址阶段C.传输阶段D.结束阶段四个阶段。
简答题
1、X]补=11.0011 [Y]补=11.0101
[X+Y]补=[X]补+[Y]补=11.0011+11.0101=10.1000 fs1=0, fs2=1, fs1‡fs2, 结果溢出
2.
解:
将x,y转换成浮点数据格式 [x]浮 = 00 01, 01010 [y]浮 = 11 11, 01001
(1)对阶:
[Ey-Ex]补=1111+1111=1110,即-2,因此将Y的尾数右移两位,得:
[Y]浮 = 00 01, 0001001
(2)对尾数求和,得:
[x+y]浮 = 0001, 0110001
(3)规格化:
由于符号位和第一位数不相等,是规格化数 [x+y]浮 = 0001, 0110001 (4)舍入:
采用0舍1入法。
得:
[x+y]浮 = 0001, 01100
(5)判溢:
数据无溢出,因此结果为
x+y =2+1×(+0.1100B)
3. 解:
(1)总共需要的芯片数为(128K×16)/(64K×1)=32
(2) 因为32个芯片可以同时刷新,而且每个芯片中的四个矩阵也可以同时刷新,所以只要在2ms内刷新完128行即可,因此分散刷新时,刷新信号的周期是2×1000/128=15.625μs
填空(20分)三班
1、8位定点原码整数10100011B的真值为(B)。
A、+0100011BB、-0100011BC、+1011101BD、-1011101B
2、若某数x的真值为-0.1010,在计算机中该数表示为1.0110,则该数所用的编码为(B)。
A、原码B、补码C、反码D、移码
3、若x补=0.1101010,则x原=(D)。
A、1.0010101B、1.0010110C、0.0010110D、0.1101010
4、若采用双符号位,则发生正溢的特征是:
双符号位为(B)。
A、00B、01C、10D、11
5、原码乘法是(A)。
A、先取操作数绝对值相乘,符号位单独处理;
B、用原码表示操作数,然后直接相乘;
C、被乘数用原码表示,乘数取绝对值,然后相乘;
D、乘数用原码表示,被乘数取绝对值,然后相乘
6、在微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是(B)。
A、每条机器指令由一条微指令来执行;
B、每条机器指令由一段用微指令编程的微程序来解释执行;
C、一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行;
D、一条微指令由若干条机器指令组成;
7、若存储周期250ns,每次读出16位,则该存储器的数据传送率为(C)。
A、4×106字节/秒B、4M字节/秒C、8×106字节/秒D、8M字节/秒
8、挂接在总线上的多个部件(B)。
A、只能分时向总线发送数据,并只能分时从总线接收数据;
B、只能分时向总线发送数据,但可同时从总线接收数据;
C、可同时向总线发送数据,并同时从总线接收数据;
D、可同时向总线发送数据,但只能分时从总线接收数据;
9、主存储器和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是(A)。
A、解决CPU和主存之间的速度匹配问题
B、扩大主存储器的容量
C、扩大CPU中通用寄存器的数量
D、既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量
10.单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个数常采用(C)。
A、堆栈寻址B、立即寻址C、隐含寻址D、间接寻址
二、填空(30分)
1、在诺依曼体制中,计算机硬件系统是由_____输入设备________、____输出设备_______、控制器、_____存储器_________和___运算器______等五大部件组成。
2、存储器成为多级存储器,它包含主存、外存和高速缓存3个层次。
3、数x的真值-0.6875D,其补码表示为1.0101B。
4、补码加减所依据的基本关系是(X+Y)补=X补+Y补和(X-Y)补=X补+(-Y)补。
5、按照微命令的形成方式,可将控制器分为组合逻辑控制器和微程序控制器两种基本类型。
6、主机与外设的信息交换通过它们之间的数据传送通路实现,传送通路的连接模式大致可分为辐射型、总线型、通道型等3类。
7、CPU对信息传送的控制方式主要分为直接程序传送方式、程序中断传送方式、DMA传送方式等3种。
8、半导体存储器分为静态存储器和动态存储器两种,前者依靠双稳触发器的两个稳定状态保存信息,后者依靠电容上的存储电荷暂存信息。
9、Cache常用的替换算法大致有先进先出算法和近期最少使用两类。
10、动态存储器有三种典型的刷新方式,即集中刷新方式、分散刷新方式、异步刷新方式。
11、要组成容量为4Kⅹ8位的存储器,需要8片4Kⅹ1位的静态RAM芯片并联,或者需要4片1Kⅹ8位的静态RAM芯片串联。
12、加法器通常分为串行加法器与并行加法器两种。
三、判断题(20分)
1、在当今的计算机系统中,存储器是数据传送的中心,但访问存储器的请求是由CPU或I/O发出的。
(×)
2、在计算机中所有的操作都是由CPU直接控制完成。
(×)
3、取指令操作受指令操作码控制。
(√)
4、减少指令中地址数目的办法是:
采用以寄存器为基础的寻址方式。
(×)
5、在微程序控制方式中,每一条机器指令用一条微指令解释执行。
(×)
6、CPU在中断周期中进行中断服务处理。
(×)
7、静态RAM中“静态”含意是指:
断电后仍能长期保存信息。
(×)
8、DMA方式是指:
由DMA控制器执行I/O程序,以实现外围设备与主存之间的数据直传。
(×)
9、每条指令的第一个工作周期一定是取指周期。
(√)
10、对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。
(×)
四、计算题
已知:
X=0.1101,Y=-0.1011。
求(XY)原=?
,要求采用原码一位乘法完成计算,按如下格式给出计算过程和结果
步数条件操作AC
五、问答题(每题5分,共20分)
1、请写出8位带符号定点原码整数中能表示的最大正数、最小正数、最大负数和最小负数的机器数形式,并用十进制表示其数值范围。
答:
最大正数为:
28-1=255,机器数表示为:
01111111B;
最小正数为+1机器数表示为:
00000001B;
最大负数为-1机器数表示为:
10000001B;
最小负数为-(28-1)=-255,机器数表示为11111111B
2、请拟出指令MOV(R0),(R1)的指令流程。
答:
指令流程如下:
FT0M→IR、PC+1→PC
ST0R1→MAR
ST1M→MDR→C
DT0R0→MAR
ET0C→MDR
ET1MDR→M
ET2PC→MAR
3、cpu中断处理流程。
1).中断请求cpu在结束某一指令周期后检测中断请求信号。
2).中断响应保护断点现场判断中断源,获取中断量根据中断向量转入中断服务程序执行。
3).中断服务保护cpu现场执行中断执行程序开中断恢复cpu现场
4).中断返回恢复断点现场返回主程序继续执行。
4、说明计算机中数值类型的数据为什么以补码表示。
答:
(1)在常用的三种码制(原码、反码、补码)中,只有补码对数据的表示具有唯一性;
(2)以补码表示的数据可以直接接进行运往算,运算的结果仍采用补码表示,并且不需额外的转换过程。
六、设计题
实现如下图所示的存储器扩展,即以4K×8存储芯片组成8K×16有存储器(不用写出逻辑连接图)
4K×8
4K×8
4K×8
4K×8
答:
(1)计算参数数据线地址线
芯片4K×88位(d7~d0)12位(a11~a0)
系统8K×16 16位(D15~D0)13位(A12~A0)
(2)芯片上数:
4个,如图所示
4K×8(A)
4K×8(B)
4K×8(C)
4K×8(D)
(3)片选信号
A12选中芯片片选信号
0A、BNOT(A12)
1C、DA12
一、选择题(共20分,每题1分)四班
1.用户与计算机通信的界面是___B___。
A.CPU;B.外围设备;C.应用程序;D.系统程序。
2.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址,它的操作数来自__C____。
A.立即数和栈顶;B.暂存器;
C.栈顶和次栈顶;D.程序计数器自动加+1。
3.水平型微指令的特点是__A____。
A.一次可以完成多个操作;B.微指令的操作控制字段不进行编码;
C.微指令的格式简短;D.微指令的格式较长。
4.有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中,称之为___C___。
A.硬件;B.软件;C.固件;D.辅助存储器。
5.主机与设备传送数据时,采用___A___,主机与设备是串行工作的。
A.程序查询方式;B.中断方式;C.DMA方式;D.通道。
6.计算机中有关ALU的描述,__D____是正确的。
A.只做算术运算,不做逻辑运算;B.只做加法;
C.能存放运算结果;D.以上答案都不对。
7.所谓三总线结构的计算机是指___B___。
A.地址线、数据线和控制线三组传输线。
B.I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线;
C.I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线;
D.以上都不对。
8.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.总线式。
9.某一RAM芯片,其容量为512×8位,除电源和接地端外,该芯片引出线的最少数目是__C____。
A.21;B.17;C.19;D.20。
10.活动头磁盘存储中,信息写入或读出磁盘是___B___进行的。
A.并行方式;B.串行方式;C.串并方式;D.并串方式。
11.以下叙述___C___是正确的。
A.外部设备一旦发出中断请求,便立即得到CPU的响应;
B.外部设备一旦发出中断请求,CPU应立即响应;
C.中断方式一般用于处理随机出现的服务请求;
D.程序查询用于键盘中断。
12.下列___D___种说法有误差。
A.任何二进制整数都可用十进制表示;
B.任何二进制小数都可用十进制表示;
C.任何十进制整数都可用二进制表示;
D.任何十进制小数都可用二进制表示。
13.堆栈寻址方式中,设A为累加器,SP为堆栈指示器,MSP为SP指示的栈顶单元,如果进栈操作的动作顺序是(SP–1)→SP,(A)→MSP,那么出栈操作的动作顺序应为___A___。
A.(MSP)→A,(SP)+1→SP;B.(SP)+l→SP,(MSP)→A;
C.(SP)–1→SP,(MSP)→A;D.以上都不对。
14.指令寄存器的位数取决于___B___。
A.存储器的容量;B.指令字长;C.机器字长;D.存储字长。
15.在控制器的控制方式中,机器周期内的时钟周期个数可以不相同,这属于
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