计算机组成原理复习题(含答案)
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计算机组成原理经典复习题集锦(附答案)计算机组成原理复习题一、填空题1.用二进制代码表示的计算机语言称为(机器语言),用助记符编写的语言称为(汇编语言)。
2. 计算机硬件由(控制单元)、(运算器)、(存储器)、输入系统和输出系统五大部件组成。
3.十六进制数CB8转换成二进制数为(110010111000)。
4.某数x的真值-0.1011B,其原码表示为( 1.1011)。
5.在浮点加减法运算过程中,在需要(对阶)或(右规)时,尾数需向右移位。
6.指令通常由(操作码)和(地址码)两部分组成。
7.要组成容量为4K*8位的存储器,需要(8)片4K×1位的芯片并联,或者需要(4)片1K×8位的芯片串联。
8. 中断处理过程包括(关中断)、(保护现场)、(执行中断服务程序)、(恢复现场)和(开中断)阶段。
9.操作数寻址方式包括(直接寻址)、(间接寻址)、(立即寻址)、(隐含寻址)、(寄存器寻址)、(寄存器间接寻址)、(基址寻址)等。
10.动态RAM的刷新包括(分散刷新)、(集中刷新)和(异步刷新)三种方式。
11.高速缓冲存储器的替换算法有(先进先出)和(近期最少使用)。
12.影响流水线性能的因素有(数据相关)、(控制相关)和(资源相关)。
13.主存储器容量通常以KB为单位,其中1K=(),硬盘的容量以GB为单位,其中1G=()。
14.主存储器一般采用(动态RAM)存储器,CACHE采用(静态RAM )存储器。
15.世界上第一台计算机产生于(1946 )年,称为(ENIAC)。
16. I/O的编址可分为(不统一编址)和(统一编址),前者需要单独的I/O指令,后者可通过(访存)指令和设备交换信息。
17.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的全部时间叫做(指令周期),它通常包含若干个(机器周期),而后者又包含若干个(时钟周期)。
18.计算机中各个功能部件是通过(总线)连接的,它是各部件之间进行信息传输的公共线路。
计算机组成原理试题及答案一、选择题。
1. 下列哪个是计算机组成原理的基本概念?A. 数据结构。
B. 操作系统。
C. 计算机体系结构。
D. 算法。
答案,C。
2. 计算机组成原理的核心是什么?A. 中央处理器。
B. 内存。
C. 输入输出设备。
D. 总线。
答案,A。
3. 下列哪个不是计算机组成原理中的主要部件?A. 控制单元。
B. 运算器。
C. 存储器。
D. 输入设备。
答案,D。
4. 计算机组成原理中,数据和指令在内存中是以什么形式存储的?B. 十进制。
C. 八进制。
D. 十六进制。
答案,A。
5. 计算机组成原理中,控制单元的主要功能是什么?A. 控制数据传输。
B. 进行运算。
C. 存储数据。
D. 输入输出。
答案,A。
1. 计算机组成原理中,CPU的作用是进行数据处理和______。
答案,控制。
2. 内存是计算机中的______存储器。
答案,临时。
3. 计算机组成原理中,总线是连接各个部件的______。
答案,通信线路。
4. 控制单元的主要功能是______。
答案,控制数据传输和处理。
5. 计算机组成原理中,运算器负责进行______运算。
答案,算术和逻辑。
1. 简述计算机组成原理中的冯·诺依曼结构。
答,冯·诺依曼结构是一种计算机体系结构,主要包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部分。
其中存储器用于存储数据和指令,运算器用于进行算术和逻辑运算,控制器用于控制数据传输和处理,输入设备用于接收数据输入,输出设备用于显示处理结果。
2. 什么是指令周期?它与时钟周期有什么关系?答,指令周期是指计算机执行一条指令所需的时间,它包括取指令周期、执行周期和访存周期。
时钟周期是CPU中时钟脉冲的时间间隔,它决定了CPU的工作速度。
指令周期与时钟周期的关系在于,时钟周期是指令周期的基本单位,指令周期是由若干个时钟周期组成的。
四、综合题。
1. 简述计算机组成原理中的存储器层次结构。
答,计算机存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、内存和外存等多个层次。
计算机组成原理复习题(含答案)计算机组成原理复习题⼀、选择题:1.双字节⼀般指(C )⼆进制数。
A.1位B.32位C.16位D.8位2.在主机中,能对指令进⾏译码的器件是(D )。
A.存储器B.ALU C.运算器D.控制器3.若⼀个数的编码是10000000,它的真值是-127,则该编码是(D )。
A.原码B.移码C.补码D.反码4.在I/O控制⽅式中,主要由程序实现的是(C )。
A.PPU⽅式B.DMA⽅式C.中断⽅式D.通道⽅式5.在浮点数的表⽰范围中,(B )在机器数中不出现,是隐含的。
A.阶码B.基数C.尾数D.符号6.指令系统采⽤不同的寻址⽅式的主要⽬的是( D )。
A.提⾼访问速度B.简化指令译码电路C.增加内存容量D.扩⼤寻址范围7.若标志寄存器Z=1 ,表明(C )A.运算结果为负B.运算结果为1 C.运算结果为0 D.运算结果为正8.寄存器间接寻址⽅式中,操作数在(B )中。
A.寄存器B.存储器C.堆栈D.CPU9.DMA接⼝(B )。
A.可以⽤于主存与主存之间的数据交换 B.内有中断机制C.内有中断机制,可以处理异常情况 D.内⽆中断机制10.计算机主频的周期是指(A )A.时钟周期B.指令周期C.⼯作周期D.存取周期11.运算器是由多种部件组成的,其核⼼部件是(D )。
A.数据寄存器B.累加器C.多数转换器 D. 算术逻辑运算单元12.使CPU与I/O设备完全并⾏⼯作⽅式是(C )⽅式。
A.程序直接传送B.中断C.通道D.程序查询13.某计算机字长32位,存储容量为64KB,若按照字节编址,它的寻址范围是(B )A.8K B.16K C.32K D. 4K 14.⽬前我们所说的个⼈台式商⽤机属于( D )。
A.巨型机 B.中型机 C.⼩型机 D.微型机15.冯·诺依曼机⼯作⽅式的基本特点是( B )。
A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执⾏指令C.堆栈操作 D.存储器按内容选择地址16.CPU的组成中不包含( A )。
计算机组成原理复习题及答案(一)一、选择题1.若浮点数用补码表示,则判断运算结果是否为规格化数的方法是______ A)阶符与数符相同为规格化数B)阶符与数符相异为规格化数C)数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D)数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数2.某机字长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)2-313.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位乘法运算和除法运算功能4.某SRAM芯片,存储容量为64K×16位,该芯片的地址线和数据线数目为______。
A)64,16 B)16,64 C)64,8 D)16,165.多体并行系统实质上是一种______存贮器,它能_____执行______独立的读写操作。
A)模块式,并行,多个B)模块式串行,多个C)整体式,并行,一个D)整体式,串行,多个6.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(位移量)B)堆栈指示器内容加上形式地址(位移量)C)变址寄存器内容加上形式地址(位移量)D)程序记数器内容加上形式地址(位移量)7.以下叙述中正确描述的句子是:______。
A)微程序控制方式和组合逻辑控制相比,可以使指令的执行速度更快。
B)只有直接编码的微指令是水平型微指令。
C)同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫互斥性微操作D)同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫互斥性微操作8.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时______。
A)减少了信息传输量B)提高了信息传输的速度C)减少了信息传输线的条数D)加重了CPU的工作量9.计算机的外围设备是指______。
计算机组成原理试题及答案全套第一部分:选择题1.下列关于计算机内存的说法,错误的是:A.内存是计算机的主要存储器件之一B.内存是临时存储器件,供程序运行时使用C.内存容量越大,计算机的性能越强D.内存分为主存和辅存,主存速度较快,但容量相对较小答案:C2.下列关于CPU的说法,错误的是:A.CPU是计算机的核心部件,负责执行指令和控制计算机的运行B.CPU由运算器、控制器和寄存器组成C.CPU的速度越快,计算机的运行速度越快D.CPU的主频越高,计算机的运行速度越慢答案:D3.下列关于指令周期的说法,错误的是:A.指令周期是CPU执行一条指令所需的时间B.指令周期包括取指令、译码、执行、访存四个阶段C.指令周期的长度取决于CPU的主频D.指令周期越短,CPU的执行效率越高答案:D4.下列关于存储器层次结构的说法,错误的是:A.存储器层次结构分为寄存器、高速缓存、主存和辅存B.存储器层次结构越高,存取速度越快,容量越小C.高速缓存是位于CPU和主存之间的高速存储器D.存储器层次结构的设计目标是在速度、容量和成本之间取得平衡答案:B5.下列哪项措施可以提高计算机系统的安全性?A.设置强密码B.定期更新操作系统和应用程序补丁C.安装杀毒软件和防火墙D.以上都是答案:D6.下列关于计算机硬盘的说法,错误的是:A.硬盘是一种磁存储设备,用于长期存储数据B.硬盘的读写速度相对较慢,但容量较大C.硬盘的存储介质是固态闪存芯片D.硬盘采用磁道、扇区和柱面的方式来寻址数据答案:C第二部分:填空题1.计算机系统由________、软件和人员三部分组成。
答案:硬件2.CPU的两个主要功能是执行________和控制计算机的运行。
答案:指令3.存储器层次结构的设计目标是在速度、________和成本之间取得平衡。
答案:容量4.计算机的存储器分为________和辅存两部分。
答案:主存5.操作系统的主要功能包括________管理、文件管理和用户接口等。
计算机组成原理习题含参考答案一、单选题(共90题,每题1分,共90分)1、在下列寻址中,()寻址方式需要先运算再访问主存。
A、间接B、直接C、变址D、立即正确答案:C2、在链式查询方式下,若有N个设备,则()oA、只需一条总线请求线B、需要N条总线请求线C、视情况而定,可能一条,也可能N条总线请求线D、以上说法都不对正确答案:A3、以下有关I/O端口的叙述中,错误的是()oA、I/O接口中有命令端口、状态端口、数据端口B、I/O接口中命令端口和状态端口不能共用同一个C、I/O接口中程序可访问的寄存器被称为I/O端口D、I/O端口可以和主存统一编号,也可以单独编号正确答案:B4、用移码表示浮点数的阶码,其好处是()。
A、便于求阶差B、便于用比较电路比较阶的大小C、提高运算精度D、便于判别溢出正确答案:B5、在取指操作结束后,程序计数器中存放的是()。
A、程序中指令的数量B、当前指令的地址C、已经执行指令的计数值D、下一条指令的地址正确答案:D6、微指令格式分为水平型和垂直型,水平型微指令的位数(),用它编写的微程序()。
A、较短,较少B、较长,较短C、较多,较长D、较少,较短正确答案:B7、用二地址指令来完成算术运算时,其结果一般存放在()。
A、其中一个地址码提供的地址中B、栈顶C、累加器(ACC)中D、以上都不对正确答案:A8、为了缩短指令中某个地址段(或地址码)的位数,有效的方法是采取()。
A、变址寻址B、间接寻址C、立即寻址D、寄存器寻址正确答案:D9、从计算机系统结构上讲,机器语言程序员所看到的机器属性是()oA、编程要用到的硬件组织B、计算机硬件的全部组织C、计算机软件所要完成的功能D、计算机各部件的硬件实现正确答案:A10、用于笔记本电脑的大容量存储器是()oA、U盘B、软磁盘C、固态盘D、磁带正确答案:C11、D/A转换是()。
A、把数字量转换为模拟量,把转化结果输出计算机B、把计算机输出的模拟量转化为数字量C、把模拟量转化为数字量,把数字量输入到计算机D、把计算机输出的模拟量转为数字量正确答案:A12、程序P在机器M上的执行时间是20秒,编译优化后,P执行的指令数减少到原来的70%,而CP1增加到原来的1.2倍,则P在M上的执行时间是()oA、16.8秒B、8.4秒C、117秒D、14秒正确答案:A13、以下说法错误的是()oA、计算机的机器字长是指数据存储与运算的基本单位B、寄存器由触发器构成C、计算机中一个字的长度都是32位D、磁盘可以永久性存放数据和程序正确答案:C14、主设备通常指()oA、掌握总线权的设备B、发送信息的设备C、主要的设备D、接收信息的设备正确答案:A15、字长12位,用定点补码规格化小数表示时,所能表示的正数范围是()OA、1/2-(1-2-11)B、(1/2+2-11)-(1-2-11)C、2-11-(1-2-11)D、2-12-(1-2-12)正确答案:A16、ASCI1码是对()进行编码的一种方案。
计算机组成原理复习题带答案第1章计算机系统概述⼀、选择题1、在下列四句话中,最能准确反映计算机主要功能的是 C。
A、计算机可以存储⼤量信息B、计算机能代替⼈的脑⼒劳动C、计算机是⼀种信息处理机D、计算机可实现⾼速运算2、1946年2⽉,在美国诞⽣了世界上第⼀台电⼦数字计算机,它的名字叫(1)C,1949年研制成功的世界上第⼀台存储程序式的计算机称为(2)。
(1)A、EDVAC B、EDSAC C、ENIAC D、UNIVAC-Ⅰ(2)A、EDVAC B、EDSAC C、ENIAC D、UNIVAC-Ⅰ3、计算机硬件能直接执⾏的只能是B。
A、符号语⾔B、机器语⾔C、汇编语⾔D、机器语⾔和汇编语⾔4、对计算机软、硬件资源进⾏管理,是 A 的功能。
A、操作系统B、数据库管理系统C、语⾔处理程序D、⽤户程序⼆、填空题1、计算机的各⼤部件通过____总线____________连接在⼀起,它是各部件之间传输信息的通道。
2、计算机按内部信息形式可以分为___模拟____________和___数字信号_两类。
3、计算机硬件⼀般由_运算器,控制器_______、__存储器______、_输⼊_______和、____输出____和五⼤部分组成。
4、运算器是⼀个数据加⼯部件,主要完成⼆进制___算术_______运算及__逻辑________运算。
5、运算器的___位数________越多,计算的精度就越⾼,但是所费的电⼦器件也越多,成本越⾼。
三、简答题1、简述计算机的发展过程。
1、第⼀代电⼦管计算机1946年2⽉,诞⽣了世界上第⼀台电⼦数字计算机——ENIAC ,1949年研制成功的世界上第⼀台存储程序式的计算机EDSAC。
2、第⼆代晶体管计算机1947年在贝尔实验室制成第⼀个晶体管,进⼊20世纪50年代全球出现⼀场以晶体管代替电⼦管的⾰命。
3、第三代集成电路计算机4、⼤规模集成电路计算机5、超⼤规模集成电路计算机3、冯.诺依曼计算机的特点是什么?它包括哪些主要组成部分?各部分的功能是什么?1、计算机由运算器、存储器、控制器、输⼊设备和输出设备五⼤部件组成2、指令和数据以同等的地位存放在存储器内,并可以按地址寻访3、指令和数据均⽤⼆进制数表⽰4、指令由操作码和地址组成。
《计算机组成原理》课程知识复习学习材料试题与参考答案一、单选题1、乘法器的硬件结构通常采用(C)。
A串行加法器和串行移位器B并行加法器和串行左移C并行加法器和串行右移D串行加法器和串行右移2、一张3、5英寸软盘的存储容量为(A),每个扇区存储的固定数据是()。
A 1.44MB,512B B 1MB,1024BC 2MB,256BD 1.44MB,512KB3、计算机中表示地址时使用(A)。
A无符号数B原码C反码D补码4、用存储容量为16K*1位的存储器芯片来组成一个64K*8位的存储器,则在字方向和位方向分别扩展了(D)倍。
A4、2 B8、4 C2、4 D4、85、ALU属于(A)部件。
A运算器B控制器C存储器D寄存器6、下列选项中,能引起外部中断的事件是(B)。
A键盘输入B除数为0 C浮点运算下溢D访存缺页7、人们根据特定需要预先为计算机编制的指令序列称为(D)。
A软件B文件C集合D程序8、在大量数据传送中常用且有效的检验法是(D)。
A海明码校验B偶校验C奇校验DCRC校验9、CPU的组成中不包含(A)。
A存储器B寄存器C控制器D运算器10、程序访问的局限性是使用(B)的依据。
A缓冲Bcache C虚拟内存D进程11、可编程的只读存储器(B)。
A不一定可以改写B可以改写C不可以改写D以上都不对12、操作数地址存放在寄存器的寻址方式叫(D)。
A相对寻址方式B变址寄存器寻址方式C寄存器寻址方式D寄存器间接寻址方式13、以下有关指令系统的说法错误的是(D)。
A指令系统是一台机器硬件能执行的指令全体B任何程序运行前都要先转化为机器语言程序C指令系统是计算机软件、硬件的界面D指令系统和机器语言是无关的14、微程序存放在(A)中。
A控制存储器BRAM C指令寄存器D内存储器15、磁盘存储器的记录方式一般采用(C)。
A归零制B不归零制C改进的调频制D调相制16、冯、诺依曼机工作方式的基本特点是(B)。
A多指令流数据流B按地址访问顺序执行指令C堆栈操作D存储器按内容选择住址17、32个汉字的机内码需要(C)。
计算机组成原理复习题一、选择题:1.双字节一般指(C )二进制数。
A.1位B.32位C.16位D.8位2.在主机中,能对指令进行译码的器件是(D )。
A.存储器B.ALU C.运算器D.控制器3.若一个数的编码是10000000,它的真值是-127,则该编码是(D )。
A.原码B.移码C.补码D.反码4.在I/O控制方式中,主要由程序实现的是(C )。
A.PPU方式B.DMA方式C.中断方式D.通道方式5.在浮点数的表示范围中,(B )在机器数中不出现,是隐含的。
A.阶码B.基数C.尾数D.符号6.指令系统采用不同的寻址方式的主要目的是( D )。
A.提高访问速度B.简化指令译码电路C.增加内存容量D.扩大寻址范围7.若标志寄存器Z=1 ,表明(C )A.运算结果为负B.运算结果为1 C.运算结果为0 D.运算结果为正8.寄存器间接寻址方式中,操作数在(B )中。
A.寄存器B.存储器C.堆栈D.CPU9.DMA接口(B )。
A.可以用于主存与主存之间的数据交换 B.内有中断机制C.内有中断机制,可以处理异常情况 D.内无中断机制10.计算机主频的周期是指(A )A.时钟周期B.指令周期C.工作周期D.存取周期11.运算器是由多种部件组成的,其核心部件是(D )。
A.数据寄存器B.累加器C.多数转换器 D. 算术逻辑运算单元12.使CPU与I/O设备完全并行工作方式是(C )方式。
A.程序直接传送B.中断C.通道D.程序查询13.某计算机字长32位,存储容量为64KB,若按照字节编址,它的寻址范围是(B )A.8K B.16K C.32K D. 4K14.目前我们所说的个人台式商用机属于( D )。
A.巨型机 B.中型机 C.小型机 D.微型机15.冯·诺依曼机工作方式的基本特点是( B )。
A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作 D.存储器按内容选择地址16.CPU的组成中不包含( A )。
一、填空、选择或判断1.多核处理机是空间并行计算机,它有___多__个CPU。
2.计算机的发展大致经历了五代变化,其中第四代是1972-1990 年的_大规模和超大规模集成电路______计算机为代表。
3.计算机从第三代起,与IC电路集成度技术的发展密切相关。
描述这种关系的是_摩尔__定律。
4.1971年,英特尔公司开发出世界上第一片4位微处理器__Intel 4004_____。
首次将CPU的所有元件都放入同一块芯片之内。
5.1978年,英特尔公司开发的___Intel 8086_______是世界上第1片通用16位微处理器,可寻址存储器是_1MB______。
6.至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是__物理器件性能所致___。
7.冯。
诺依曼计算机工作方式的基本特点是__按地址访问并顺序执行指令_____。
8.20世纪50年代,为了发挥__硬件设备_____的效率,提出了_多道程序___技术,从而发展了操作系统,通过它对__硬软资源______进行管理和调度。
9.计算机硬件能直接执行的只有__机器语言_________ 。
10.完整的计算机系统应包括__配套的硬件设备和软件系统______。
11.计算机的硬件是有形的电子器件构成,它包括_运算器__、_控制器_、_存储器__、_适配器_、_系统总线__、__外部设备__。
12.当前的中央处理机包括__运算器_____、_控制器_____、__存储器_____。
13.计算机的软件通常分为__系统软件_______和___应用软件_____两大类。
14.用来管理计算机系统的资源并调度用户的作业程序的软件称为__操作系统_____,负责将_高级____-语言的源程序翻译成目标程序的软件称为___编译系统____。
15.计算机系统中的存储器分为__内存____和__外存______。
在CPU执行程序时,必须将指令存放在__内存______中。
计算机组成原理复习题(含答案)10道选择题,共20分一.名词解释(5*3=15分)1.总线总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。
2.系统总线系统总线指CPU,主存,I/O各大部件之间的信息传输线,按系统总线传输信息的不同,分为数据总线,地址总线,控制总线。
3.总线判优主要解决在多个主设备在申请占用总线时,由总线控制器仲裁出优先级别最高的设备,允许其占用总线。
4.机器字长机器字长是指CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU寄存器位数有关。
5.周期挪用6.向量地址向量地址是硬件电路(向量编码器)产生的中断源的内存中断向量表表项地址编号。
7.多重中断多重中断是CPU在处理中断的过程中,又出现了新的中断请求,此时若CPU暂停现行的中断处理,转去处理新的中断请求,即多重中断。
8.硬件向量法硬件向量法就是利用硬件产生向量地址,再由向量地址找到中断服务程序的入口地址。
9.中断隐指令及功能中断隐指令是指在机器指令系统中没有的指令,它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令。
功能:①保护程序断点②寻找中断服务程序的入口地址③关中断10.系统的并行性所谓并行性包含同时性和并发性。
同时性是指两个或两个以上的事件在同一时刻发生,并发性是指两个或多个事件在同一时间段发生。
即在同一时刻或同一时间段内完成两个或两个以上性质相同或性质不同的功能,只要在时间上存在相互重叠,就存在并行性。
11.间接寻址倘若指令字中的形式地址不直接指出操作数的地址,而是指出操作数有效地址所在的存储单元地址,也就是说,有效地址是由形式地址间接提供的,即为间接寻址,即EA=(A)。
12.基址寻址基址寻址需设有基址寄存器BR,其操作数的有效地址EA等于指令字中的形式地址与基址寄存器中的内容(称为基地址)相加,即EA=A+(BR)。
13.流水线中的多发技术设法在一个时钟周期(机器主频的倒数)内,产生更多条指令的结果。
14.指令字长指令字长即指机器指令中含二进制代码的总位数。
15.存储器带宽每秒从存储器进出信息的最大数量。
16.快速缓冲存储器快速缓冲存储器是为了提高访存速度,在CPU 和主存之间增设的高速存储器,它对用户是透明的。
只要将CPU 最近期需用的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的目的,从而提高了访存速度。
17.刷新动态RAM靠电容存储电荷原理存储信息,电容上的电荷要放电,信息即丢失。
为了维持所存信息,需要在一定时间内将所存信息读出在重新写入,这一过程称作刷新,刷新是一行一行进行的,由CPU自动完成。
18.単重分组跳跃进位单重分组跳跃进位就是将n位全加器分成若干小组,小组内的进位同时产生,小组与小组之间采用串行进位,这种进位又有组内并行、组间串行之称。
19.双重分组跳跃进位双重分组跳跃进位就是将n位全加器分成若干大组,每个大组中又包含若干小组,而每个大组内所包含的各个小组的最高进位是同时产生的,大组与大组间采用串行进位。
20.进位链传递进位的逻辑电路。
21.超流水线超流水线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。
22.指令流水指令流水是指将一条指令的执行过程分为n个操作时间大致相等的阶段,每个阶段由一个独立的功能部件来完成,这样n个部件就可以同时执行n条指令的不同阶段,从而大大提高CPU的吞吐率。
23.水平型微指令24.微程序控制采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成,将一条机器指令编写成一个微程序,每一个微程序包含若干条微指令,每一条指令包含一个或多个微操作命令。
25.字段直接编码26.微操作命令和微操作微操作命令是控制完成微操作的命令;微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。
二.解答(5*4=20分,第六章三道题,其他两道题)1.总线通信控制有几种方式,简要说明各自的特点。
(P59)2.完整的总线传输周期包括哪几个阶段?简要叙述每个阶段的工作。
3.同步通信与异步通信的主要区别是什么?说明通信双方如何联络。
同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟,总线上的所有设备按统一的时序,统一的传输周期进行信息传输,通信双方按约定好的时序联络。
后者没有公共时钟,没有固定的传输周期,采用应答方式通信,具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。
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的制约关系;全互锁方式通信双方有完全的制约关系。
其中全互锁通信可靠性最高。
4.5.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 工作过程的流程图(不包括预处理和后处理)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、中断机构和DMA控制逻辑等组成。
在数据交换过程中,DMA接口的功能有:(1)向CPU提出总线请求信号;(2)当CPU发出总线响应信号后,接管对总线的控制(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。
6.7.8.为什么外围设备要通过接口与CPU相连?接口有那些功能?(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的选择。
(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 设备的入/出电平可能与CPU 的入/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的工作状态,并保存状态信息,供CPU 查询。
接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能。
9.10.11..12.能不能说机器的主频越快,机器的速度就越快,为什么?不能说机器的主频越快,机器的速度就越快。
因为机器的速度不仅与主频有关,还与数据通路结构、时序分配方案、ALU运算能力、指令功能强弱等多种因素有关,要看综合效果。
13.14.指出零的表示是唯一形式的机器数,并写出其二进制代码(机器数字长自定)15.16.设机器数字长为8位(含一位符号位),若A = +15,B = +24,求[A-B]补并还原成真值17.18.P241例题6.1519.设浮点数字长为32位,欲表示±6万间的十进制数,在保证数的最大精度条件下,除阶符、数符各取1位外,阶码和尾数各取几位?按这样分配,该浮点数溢出的条件是什么?解:若要保证数的最大精度,应取阶码的基值=2。
若要表示±6万间的十进制数,由于32768(215)< 6万<65536(216),则:阶码除阶符外还应取5位(向上取2的幂)。
故:尾数位数=32-1-1-5=25位25(32)该浮点数格式如下:阶符(1位)阶码(5位)数符(1位)尾数(25位)按此格式,该浮点数上溢的条件为:阶码 2520.设机器数字长为8位(含1位符号位),设A=9/64,B=-13/32,计算[A B]补,并还原成真值。
答:[A+B]补=1.1011110,A+B =(-17/64)[A-B]补=1.1000110,A-B =(35/64)21.”在计算机中,原码和反码不能表示-1“这种说法是否正确,为什么?22.影响流水线性能的因素主要反映在哪些方面?影响流水线性能的因素主要反映在两方面:访存冲突和相关问题。
①访存冲突:取指令、取操作数和存结果都要访问存储器,若在某一时间,前后流水的若干条指令同时访存,则产生访存冲突。
②相关问题:指程序的相近指令之间出现某种关联,使指令流水线出现停顿。
例如:当下一条指令需用前一条指令的结果时,必须待前面的指令流出流水线后才能执行,包括控制相关和数据相关。
23.什么是指令周期、机器周期和时钟周期?三者有何关系?CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期;机器周期是在同步控制的机器中,执行指令周期中一步相对完整的操作(指令步)所需时间,通常安排机器周期长度=主存周期;时钟周期是指计算机主时钟的周期时间,它是计算机运行时最基本的时序单位,对应完成一个微操作所需时间,通常时钟周期=计算机主频的倒数。
24.试比较同步控制,异步控制和联合控制的区别。
同步控制是指任何一条指令或指令中任何一个微操作的执行都是事先确定的,并且都受同一基准时标的时序信号所控制的方式。
异步控制无基准时标信号,微操作的时序是由专门的应答线路控制,即控制单元发出执行某一微操作的控制信号后,等待执行部件完成了该操作后发回“回答”或“结束”信号,再开始新的微操作。
联合控制是同步控制和异步控制相结合的方式,即大多数操作(如CPU内部各操作)在同步时序信号的控制下进行,少数时间难以确定的微操作(如涉及I/O操作)采用异步控制。
25.说明微程序控制器中微指令的地址有几种形成方式。
26.说明计算机的层次结构计算机系统可分为:微程序机器级,一般机器级(或称机器语言级),操作系统级,汇编语言级,高级语言级。
27.冯诺依曼,运算器为中心,其他以存储器为中心。
三.大题(第7,8,9+10章节三道题,每个10分,第4章一道题15分,共40分)第七章1.1.某机主存容量为4M×16 位,且存储字长等于指令字长,若该机的指令系统具备97种操作。
操作码位数固定,且具有直接、间接、立即、相对、基址五种寻址方式。
(5 分)(1)画出一地址指令格式并指出各字段的作用;(2)该指令直接寻址的最大范围(十进制表示);(3)一次间址的寻址范围(十进制表示);(4)相对寻址的位移量(十进制表示)。
2.一条双字长的取数指令(LDA)存于存储器的100 和101 单元,其中第一个字为操作码和寻址特征M,第二个字为形式地址。
假设PC 当前值为100,变址寄存器XR 的内容为100,基址寄存器的内容为200,存储器各单元的内容如下图所示。
写出在下列寻址方式中,取数指令执行结束后,累加器AC 的内容。
8003006005007002003.某机器采用一地址格式的指令系统,允许直接和间接寻址。
机器配备有如下硬件:ACC、MAR、MDR、PC、X、MQ、IR 以及变址寄存器RX和基址寄存器RB,均为16 位。
(5 分)(1)若采用单字长指令,共能完成105 种操作,则指令可直接寻址的范围是多少?一次间址的寻址范围是多少?画出其指令格式并说明各字段的含义。