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中央处理器(CPU)(总分200,考试时间90分钟)一、单项选择题1. 指令译码器是对( )进行译码。
A. 整条指令B. 指令的操作码字段C. 指令的地址D. 指令的操作数字段2. 采用断定方式的微指令中，下一条微指令的地址是( )。
A. 在微指令计数器中B. 在微指令寄存器中C. 在程序计数器中D. 在本条微指令的顺序控制字段中3. 垂直型微指令的特点是( )。
A. 微指令格式垂直表示B. 控制信号经过编码产生C. 采用微操作码D. 采用微指令码4. 在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是( )。
A. 程序状态寄存器B. 累加寄存器C. 程序计数器D. 中断寄存器5. 微指令执行的顺序控制问题，实际上是如何确定下一条微指令的地址问题。
通常采用的一种方法是断定方式，其基本思想是( )。
A. 用程序计数器PC来产生后继微指令地址B. 用微程序计数器μPC来产生后继微指令地址C. 通过微指令顺序控制字段由设计者指定或者由设计者指定的判断字段控制产生后继微指令地址D. 通过指令中指定一个专门字段来产生后继微指令地址6. 由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期通常用( )来规定。
A. 主存中读取一个指令字的最短时间B. 主存中读取一个数据字的最长时间C. 主存中写入一个数据字的平均时间D. 主存中读取一个数据字的平均时间7. 微操作信号发生器的设计与下列因素( )基本无关。
A. CPU寄存器数量B. 指令系统C. 数据通路D. 机器字长8. 同步控制方式在实际应用中所表现的主要特点是( )。
A. 指令周期长度固定B. 工作周期长度固定C. 总线周期长度固定D. 时钟周期长度固定9. 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是( )。
A. 每一段机器指令组成的程序由一条微指令来执行B. 每一条机器指令由一段微指令组成的微程序解释执行C. 每一条机器指令由一条微指令来执行D. 每一条微指令由若干条机器指令解释执行10. 计算机操作的最小单位时间是( )。
微程序控制器原理微程序控制器是一种基于微程序技术的控制器，用于实现计算机指令的执行和控制。
微程序控制器的原理可以分为微指令设计、微指令控制和微指令存储三个方面。
首先，微指令设计是微程序控制器的核心。
微指令是一种低级别的指令，用于指导计算机硬件执行高级指令。
它是由微操作码组成的，每个微操作码对应一个微操作。
微操作可以是一组硬件控制信号，用于控制计算机中的各个功能模块（如运算器、存储器、输入输出设备等）的操作。
微指令的设计需要考虑计算机的指令集体系结构、硬件功能和执行流程，并通过微指令的编码来实现对这些功能的控制。
在微指令设计中，通常采用类似于汇编语言的方式来描述微操作和微指令，并通过微指令格式来定义微指令的结构和字段。
其次，微指令控制是微程序控制器的基本工作原理。
微指令控制是指根据微程序设计的要求，按照指令执行的顺序和要求，将微指令从微指令存储器中取出，并通过时序逻辑电路将微指令的控制信号送到各个功能模块中，从而实现对指令的执行和控制。
微指令的控制过程可以通过有限状态自动机来实现。
具体来说，微指令控制包括微指令的取指、解码、执行和存储等过程。
其中，微指令的取指是指通过地址发生器从微指令存储器中读取对应地址的微指令；微指令的解码是指将读出的微指令进行解码，提取出微操作码；微指令的执行是指根据微指令中的微操作码，产生相应的控制信号，并将其发送给硬件功能模块；微指令的存储是指通过控制信号，将执行完毕的微指令的结果存储到相关的寄存器或存储器中。
最后，微指令存储是实现微程序控制器的重要组成部分。
微指令存储器是用于存储微指令的硬件设备，通常采用的是ROM（只读存储器）或EPROM（可擦写可编程存储器）。
微指令存储器中的每一个地址对应一个微指令，每个微指令由多个位组成，包括微操作码字段、操作控制信号字段和跳转地址字段等。
在微程序控制器的工作过程中，通过对微指令的读取和执行，实现对计算机指令的解码和执行。
微指令存储器的设计需要根据计算机的指令集特点和系统需求，确定微指令的数量、位数和总线宽度等设计参数。
2021年东华理工大学网络工程专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、某SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最小数目应该是（）。
A.23B.25C.50D.192、某计算机主存按字节编址，由4个64M×8位的DRAM芯片采用交叉编址方式构成，并与宽度为32位的存储器总线相连，主存每次最多读写32位数据。
若double型变量x 的主存地址为80400lAH，则读取x需要的存储周期数是（）。
A.1B.2C.3D.43、假设在网络中传送采用偶校验码，当收到的数据位为10101010时，则可以得出结论（）A.传送过程中未出错B.出现偶数位错C.出现奇数位错D.未出错或出现偶数位错4、在补码一位乘中，若判断位Y n Y n+1=01，则应执行的操作为（）。
A.原部分积加[-x]补，然后右移一位B.原部分积加[x]补，然后右移一位C.原部分积加[-x] 补，然后左移一位D.原部分积加[x]补，然后左移一位5、float型数据通常用IEEE754标准中的单精度浮点数格式表示。
如果编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且x=-8.25，则FR1的内容是（）。
A.C1040000HB.C2420000HC. C1840000HD.CIC20000H6、下列有关总线定时的叙述中，错误的是（）。
A.异步通信方式中，全互锁协议最慢B.异步通信方式中，非互锁协议的可靠性最差C.同步通信方式中，同步时钟信号可由各设备提供D.半同步通信方式中，握手信号的采样由同步时钟控制7、为了对n个设备使用总线的请求进行仲裁，如果使用独立请求方式，则需要（）根控制线。
A.nB.log2n+2C.2nD.38、假定机器M的时钟频率为200MHz，程序P在机器M上的执行时间为12s。
对P优化时，将其所有乘4指令都换成了一条左移两位的指令，得到优化后的程序P。
2021年华中科技大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、零地址双操作数指令不需要指出操作数地址，这是因为（）。
A.操作数已在数据缓冲寄存器中B.操作数隐含在累加器中C.操作数地址隐含在堆栈指针中D.利用上一条指令的运算结果进行操作2、下列关于各种寻址方式获取操作数快慢的说法中，正确的是（）。
I.立即寻址快于堆栈寻址Ⅱ.堆栈寻址快于寄存器寻址Ⅲ.寄存器一次间接寻址快于变址寻址Ⅳ.变址寻址快于一次间接寻址A. I、IVB.Ⅱ、ⅢC.I、Ⅲ、IVD.Ⅲ、Ⅳ3、有如下C语言程序段：（）short si=-32767；unsigned short usi=si；执行上述两条语句后，usi的值为A.-32767B.32767C.32768D.327694、float类型（即IEEE754标准中的单精度浮点数格式）能表示的最大整数是（）。
A.2126-2103B.2127-2104C.2127-2105D.2128-21045、假设有7位信息码010101，则低位增设偶校验位后的代码和低位增设奇校验位后的代码分别为（）。
A.01101010 01101010B.0101010 01101011C.01101011 01101010D.01101011 011010116、地址线A15~A0（低），若选取用16K×1位存储芯片构成64KB存储器，则应由地址码（）译码产生片选信号。
A.A15，A14B.A0，AlC.A14，A13D.A1，A27、访问相联存储器时，（）A.根据内容，不需要地址B.不根据内容，只需要地址C.既要内容，又要地址D.不要内容也不要地址8、假设基准程序A在某计算机上的运行时间为100s，其中90s为CPU时间，其余为/O 时间。
若CPU速度提高50%，V/O速度不变，则运行基准程序A所耗费的时间是（）。
A.55sB.60sC.65 sD.70s9、下列部件中，CPU存取速度由慢到快的排列顺序正确的是（）。
微程序控制器的工作原理
微程序控制器是一种控制计算机指令执行的技术，其工作原理如下：
1. 程序存储器中存储了一系列的微指令序列，每个微指令对应一个基本的操作，例如加载寄存器、执行运算等。
这些微指令按照指令的执行顺序排列。
2. 当计算机执行一条指令时，控制器从程序存储器中读取对应的微指令序列。
3. 控制器对微指令进行解码，并根据微指令中的控制信息，启动或停止相应的功能部件，例如读取和写入存储器、调用运算单元等。
4. 控制器还会在必要时修改程序计数器，以便跳转到下一条指令或者执行其他的程序控制操作。
5. 微指令序列中的每个微指令以微指令周期为单位进行执行，每个周期结束后，控制器会从程序存储器中读取下一条微指令。
通过微程序控制器，计算机能够自动化执行指令，并根据指令操作码的不同，按照事先编写好的微指令序列，控制计算机硬件工作，实现复杂的计算和操作。
这种控制方式可以提高计算机的执行效率和灵活性，使计算机能够运行各种不同的程序。
2021年深圳大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、某计算机有16个通用寄存器，采用32位定长指令字，操作码字段（含寻址方式位）为8位，Store指令的源操作数和目的操作数分别采用寄存器直接寻址和基址寻址方式。
若基址寄存器可使用任一通用寄存器，且偏移量用补码表示，则 Store指令中偏移量的取值范围是（）。
A.-32768~+32767B.-32767~+32768C.-65536~+65535D.-65535~+655362、设指令由取指、分析、执行3个子部件完成，每个子部件的工作周期均为At，采用常规标量流水线处理器。
若连续执行l0条指令，则需要的时间为（）。
A.8∆tB.10∆tC.12∆tD.14∆t3、若x=103，y=-25，则下列表达式采用8位定点补码运算时，会发生溢出的是（）。
A.x+yB.-x+yC.x-yD.x-y4、下列说法正确的是（）。
A.当机器采用补码表示时，0有两种编码方式B.当机器采用原码表示时，0有两种编码方式C.当机器采用反码表示时，0有一种编码方式D.无论机器数采用何种码表示，0都有两种编码方式5、下列关于定点数原码一位乘算法的描述正确的是（）。
I.符号位不参加运算，根据数值位的乘法运算结果确定结果的符号位II.在原码一位乘算法过程中，所有移位均是算术移位操作Ⅲ.假设两个n位数进行原码一位乘，部分积至少需要使用n位奇存器A.II，III C.只有IIIB.只有Ⅲ D.全错6、下列存储器中，在工作期间需要周期性刷新的是（）。
A. SRAMB. SDRAMC.ROMD. FLASH7、某容量为256MB的存储器由若干4M×8位的DRAM芯片构成，该DRAM芯片的地址引脚和数据引脚总数是（）。
A.19B.22C.30D.368、程序P在机器M上的执行时间是20s，编译优化后，P执行的指令数减少到原来的70%，而CPl增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是（）。
国家开放大学2022年春季学期期末统一考试计算机组成原理试题答案及评分标准(供参考)2022年7月一、选择题(每小题3分，共36分)1.B2.C3.B4.D5.C6.A7.C8.B9.D 10.A11.A 12.B二、判断题(每小题3分，共15分)13. √ 14. × 15. ×16. √ 17. ×三、简答题(共29分)18.相对CISC指令系统，RISC指令系统有哪些优点?(7分)答：RISC系统的指令格式规范且种类少，使用的寻址方式简单，指令条数少，指令完成的操作功能简单。
19.硬连线控制器和微程序控制器各有哪些优缺点?(7分)答：硬连线控制器的优点是运行速度明显快，缺点是设计与实现较复杂。
微程序的控制器的优点是设计与实现较简单，易用于实现系列计算机产品的控制器，理论上可实现动态微程序设计，缺点是运行速度要慢一些。
20.什么是虚拟存储器?它有什么特点?(8分)答：虚拟存储器是计算机的存储区系统中用一部分硬盘空间实现扩展虚拟内存空间的技术，当实际的内存不足时，利用虚拟存储器技术能够使内存不足的问题得到缓解。
在计算机的存储器系统中，虚拟存储器属于主存-外存层次，它由存储器管理硬件和操作系统中存储器管理软件支持，借助于硬盘等辅助存储器，以透明方式向用户提供速度接近主存、容量和成本与辅存差不多的存储器。
21.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。
(7分) 答：同步通信与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，通信双方按事先约好的时序联络。
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。
四、计算题(每小题10分，共20分)22. (10分)(0.71)10=(0. 10110101)2=(0.B5)₆=(0.01110001)xp(1A9)16=(000110101001)2=(425)1o23. (10分)[X]m=010111101[Y]x=100101011[X]艹=010111101[Y]w=111010101[X-Y]排=011101000国家开放大学2022年春季学期期末统一考试计算机组成原理试题2022年7月一、选择题(每小题3分，共36分)1.已知[X]m=110100,[X]g=( )。
微程序控制实验报告(共10篇)微程序控制器实验报告计算机组成原理实验报告一、实验目的：(1)掌握微程序控制器的组成原理。
(2)掌握微程序的编制、写入，观察微程序的运行过程。
二、实验设备：PC 机一台，TD-CMA 实验系统一套。
三、实验原理：微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列，完成数据传送和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照机器指令一样，用数字代码的形式表示，这种表示称为微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中，称为控制存储器,微程序控制器原理框图如图所示：微程序控制器组成原理框图在实验平台中设有一组编程控制开关KK3、KK4、KK5（位于时序与操作台单元），可实现对存储器（包括存储器和控制存储器）的三种操作：编程、校验、运行。
考虑到对于存储器（包括存储器和控制存储器）的操作大多集中在一个地址连续的存储空间中，实验平台提供了便利的手动操作方式。
以向00H 单元中写入332211 为例，对于控制存储器进行编辑的具体操作步骤如下：首先将KK1 拨至‘停止’档、KK3 拨至‘编程’档、KK4 拨至‘控存’档、KK5 拨至‘置数’档，由CON 单元的SD05——SD00 开关给出需要编辑的控存单元首地址（000000），IN 单元开关给出该控存单元数据的低8 位（00010001），连续两次按动时序与操作台单元的开关ST（第一次按动后MC 单元低8 位显示该单元以前存储的数据，第二次按动后显示当前改动的数据），此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址（000000），M7——M0 显示当前数据（00010001）。
然后将KK5 拨至‘加1’档，IN 单元开关给出该控存单元数据的中8 位（00100010），连续两次按动开关ST，完成对该控存单元中8 位数据的修改，此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址（000000），M15——M8 显示当前数据（00100010）；再由IN 单元开关给出该控存单元数据的高8 位（00110011），连续两次按动开关ST，完成对该控存单元高8 位数据的修改此时MC 单元的指示灯MA5——MA0 显示当前地址（000000），M23——M16 显示当前数据（00110011）。
微程序控制单元实验、指令部件模块实验、时序与启停实验微程序控制单元实验：微程序控制单元是计算机中的一种重要的控制单元，它采用微程序控制方式来实现计算机指令系统的控制。
微程序控制单元实验可以帮助我们了解微程序控制单元的工作原理和实现过程。
具体实验步骤如下：1. 制作微指令表：根据计算机指令系统的要求，编制微指令表。
2. 编写微程序：根据微指令表的要求，编写微程序。
3. 测试微程序：将编写好的微程序加载到微程序存储器中，并对微程序进行测试，确保其功能正常。
4. 部署微程序：将测试通过的微程序部署到微程序控制单元中，并进行整机测试，确保微程序控制单元能够正确地控制整个计算机。
指令部件模块实验：指令部件模块是计算机中的一个重要模块，它负责译码指令并执行相应的操作。
指令部件模块实验可以帮助我们了解指令部件模块的功能和实现过程。
具体实验步骤如下：1. 制作译码表：根据计算机指令系统的要求，编制译码表。
2. 编写指令部件模块：根据译码表的要求，编写指令部件模块。
3. 测试指令部件模块：将编写好的指令部件模块加载到计算机中，并对其进行测试，确保其功能正常。
4. 整机测试：将指令部件模块与其他计算机模块结合起来进行整机测试，确保整个计算机能够正确地工作。
时序与启停实验：时序与启停是计算机中的一个重要模块，它负责计算机各个模块之间的时序关系和控制计算机的启停。
时序与启停实验可以帮助我们了解时序与启停的功能和实现过程。
具体实验步骤如下：1. 编写时序控制程序：根据计算机的时序关系，编写时序控制程序。
2. 编写启停控制程序：根据计算机的启停需求，编写启停控制程序。
3. 测试时序与启停控制程序：将编写好的时序与启停控制程序加载到计算机中，并对其进行测试，确保其功能正常。
4. 整机测试：将时序与启停控制程序与其他计算机模块结合起来进行整机测试，确保整个计算机能够正确地工作。
简述微程序控制器的构成微程序控制器是计算机中的一个重要组成部分，它负责解析和执行指令，控制整个计算机系统的运行。
本文将从构成的角度来详细介绍微程序控制器。
微程序控制器主要由微指令存储器、控制存储器、译码器和时序控制电路组成。
首先是微指令存储器，它是微程序控制器的核心部件。
微指令存储器是一个存储微指令的组件，它内部由一系列存储单元组成，每个存储单元存储一个微指令。
微指令是执行机器指令时所需的一系列控制信号的集合，用于控制计算机的各个部件的工作。
微指令存储器的容量决定了微程序控制器可以存储的微指令的数量。
其次是控制存储器，它用于存储控制信号。
控制存储器是一个存储控制信号的组件，它内部由一系列存储单元组成，每个存储单元存储一个控制信号。
控制信号是微指令中的一部分，用于控制计算机的各个部件的工作。
通过控制存储器，微程序控制器可以根据需要提供不同的控制信号，实现对计算机系统的灵活控制。
第三是译码器，它负责对微指令进行译码。
微指令经过译码后，会产生一系列控制信号，用于控制计算机的各个部件的工作。
译码器根据微指令存储器中的微指令的格式和内容，将微指令中的操作码和地址码解析为对应的控制信号。
译码器可以根据不同的微指令格式和内容，生成不同的控制信号，实现对计算机系统的灵活控制。
最后是时序控制电路，它负责控制微程序控制器的时序。
时序控制电路是微程序控制器中的一个重要组成部分，它根据计算机系统的时钟信号和控制信号，控制微指令存储器、控制存储器和译码器的工作时序，确保微指令能够按照正确的顺序进行执行。
除了以上的主要组成部分，微程序控制器还包括输入接口和输出接口。
输入接口负责接收来自计算机系统的指令和数据，输出接口负责将控制信号发送给计算机系统的各个部件。
输入接口和输出接口是微程序控制器与其他部件之间的桥梁，通过它们，微程序控制器可以与其他部件进行数据交换和控制信号传输。
总结起来，微程序控制器由微指令存储器、控制存储器、译码器、时序控制电路、输入接口和输出接口等组成。
