计算机组成原理 本科生期末试卷(一)完整答案

计算机组成原理本科⽣期末试卷（⼀）部分答案本科⽣期末试卷（⼀）⼆、简答题（每⼩题8分，共16分）1假设主存容量16M×32位，Cache容量64K×32位，主存与Cache之间以每块4×32位⼤⼩传送数据，请确定直接映射⽅式的有关参数，并画出内存地址格式。

2指令和数据都⽤⼆进制代码存放在内存中，从时空观⾓度回答CPU如何区分读出的代码是指令还是数据。

答：计算机可以从时间和空间两⽅⾯来区分指令和数据，在时间上，取指周期从内存中取出的是指令，⽽执⾏周期从内存取出或往内存中写⼊的是数据，在空间上，从内存中取出指令送控制器，⽽执⾏周期从内存从取的数据送运算器、往内存写⼊的数据也是来⾃于运算器三、计算题（14分）设x=-18(-15)，y=+26(+13)，数据⽤补码表⽰，⽤带求补器的阵列乘法器求出乘积x×y，并⽤⼗进制数乘法进⾏验证。

解：设最⾼位为符号位，输⼊数据为：[x]补=10001，[y]补=10011，算前求补器输出后|x|=1111，|y|=11011111×11011111 乘积符号位运算：0000 x0⊕y0 = 1⊕1=01111+111111000011算后求补器输出为11000011，加上乘积符号0，最后得补码乘积值为011000011，利⽤补码与真值的换算公式，补码⼆进制数的真值是x×y = 1×27+1×26+1×21+1×20=128+64+2+1 =+195⼗进制数乘法验证：x×y=(-15)×(-13) =+195四、证明题（12分）⽤定量分析⽅法证明多模块交叉存储器带宽⼤于顺序存储器带宽。

解：假设（1）存储器模块字长等于数据总线宽度；（2）模块存取⼀个字的存储周期等于T；（3）总线传送周期为τ；（4）交叉存储器的交叉模块数为m.。

交叉存储器为了实现流⽔线⽅式存储，即每经过τ时间延迟后启动下⼀模快，应满⾜T = mτ, (1)交叉存储器要求其模快数≥m,以保证启动某模快后经过mτ时间后再次启动该模快时，它的上次存取操作已经完成。

《计算机组成原理》作业一、填空1.电子数字计算机从1946年诞生至今，按其工艺和器件特点，大致经历了四代变化。

第一代从—年开始；第二代从—年开始；第三代从年开始，采用—；第四代从年开始，采用—«2.移码常用来表示浮点数—部分，移码和补码除符号位—外，其他各位—。

3.三态逻辑电路其输出信号的三个状态是：、、o4.动态半导体存储器的刷新有—、—和—三种方式，之所以刷新是因为—。

5.I/O设备的编址方式通常有和两种。

在没有设置专门I/O指令的系统中，主机启动外围设备的方法可以是—o6.D/A转换是将信号转换为信号。

7.8086CPU芯片的结构特点是将部件与部件分开，目的是减少总线的空闲时间，提高指令执行速度。

8.中断屏敝技术的作用可概括为两点：、o9.为了减轻总线负载，总线上的部件大都应具有—。

10.主机与外围设备之间数据交换的方式有：—、—、—、—o11 .指令通常由和—两部分组成。

12.显示器的刷新存储器（或称显示缓冲器）的容量是由—和—决定的。

13.波特率表示, 1波特等于—。

14.设备控制器的主要职能是：—、—、—、—-15.软件通常分为—和—两大类。

16.八进制数37. 40转换成二进制数为 o17.集中式总线控制部件分为如下三种方式：—、—、—。

18.一般来说，外围设备由那三个基本部分组成：—、—、—o19.计算机硬件由—、—、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。

20.DMA数据传送过程可以分为—、数据块传送和—三个阶段。

21.1986年世界十大科技成果中，其中一项是美国制成了由—多台处理器组成的大型计算机，其最高速度每秒可执行。

22.定点字长16位补码运算的计算机，用8进制写出最大正数的补码是—，最小负数补码是—o23.与存储有关的物理过程本身有时是不稳定的，因此所存放的信息在一段时间之后可能丢失，有三种破坏信息的重要存储特性，他们是—、—和—。

24.半导体静态RAM靠—存储信息，半导体动态RAM则是靠存储信息。

计算机组成原理期末考试试题及答案(五套)计算机组成原理试题（一）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，它的操作数来自______。

A．立即数和栈顶；B．暂存器；C．栈顶和次栈顶；D．累加器。

2．______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。

A．存储器；B．运算器；C．控制器；D．用户。

3．所谓三总线结构的计算机是指______。

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．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。

4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是______。

A．128K；B．64K；C．64KB；D．128KB。

5．主机与设备传送数据时，采用______，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．在整数定点机中，下述第______种说法是正确的。

A．原码和反码不能表示 -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，且三种机器数的表示范围相同；D．三种机器数均不可表示 -1。

7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是______。

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．以上都不对。

8．向量中断是______。

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。

9．一个节拍信号的宽度是指______。

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中的控制器是______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．隐指令是指______。

计算机组成原理期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 计算机系统由哪两个层次组成？A. 硬件和软件B. 硬件和固件C. 软件和固件D. 硬件和操作系统答案：A2. 下面哪个寄存器不属于CPU内部寄存器？A. 累加器B. 基址寄存器C. 段寄存器D. 状态寄存器答案：B3. 下面哪个不是计算机系统总线的主要功能？A. 数据传输B. 控制信号传输C. 地址传输D. 电能传输答案：D4. 下面哪个不是存储器层次结构中的层次？A. 寄存器B. 缓存C. 主存储器D. 硬盘答案：D5. 下面哪个不是计算机指令的组成部分？A. 操作码B. 操作数C. 目标地址D. 指令类型答案：D6. 下面哪个不是计算机体系结构的基本类型？A. 单指令流单数据流B. 单指令流多数据流C. 多指令流单数据流D. 多指令流多数据流答案：C7. 下面哪个不是中断处理的一般步骤？A. 保存断点B. 关闭中断C. 执行中断服务程序D. 开启中断答案：B8. 下面哪个不是I/O端口编址方式？A. 统一编址B. 独立编址C. 隐含编址D. 显式编址答案：D9. 下面哪个不是计算机网络的体系结构？A. ISO/OSI模型B. TCP/IP模型C. SMTP模型D. HTTP模型答案：C10. 下面哪个不是计算机体系结构的设计目标？A. 高性能B. 低功耗C. 高可靠性D. 低成本答案：D二、填空题（每题3分，共30分）1. 计算机硬件系统的五大部件是：控制器、运算器、存储器、输入设备和______。

答案：输出设备2. 在计算机系统中，指令的执行过程可以分为取指令、分析指令和______三个阶段。

答案：执行指令3. 计算机的存储器层次结构包括：寄存器、缓存、主存储器和______。

答案：辅助存储器4. 计算机的中断系统分为硬件中断和______。

答案：软件中断5. 计算机的指令系统可以分为单地址指令、双地址指令和______。

计算机组成原理期末考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 计算机系统由哪两大部分组成？A. 硬件和软件B. CPU和内存C. 输入设备和输出设备D. 运算器和控制器答案：A2. 以下哪个部件不属于计算机五大硬件之一？A. 控制器B. 运算器C. 输入设备D. 显示器答案：D3. 在计算机中，下列哪种寄存器的位数与机器字长相同？A. 程序计数器B. 指令寄存器C. 状态寄存器D. 数据寄存器答案：B4. 下列哪种寻址方式中，操作数地址由形式地址和偏移量相加得到？A. 直接寻址B. 间接寻址C. 基址寻址D. 变址寻址答案：D5. 计算机指令的执行过程分为以下哪几个阶段？A. 取指令、分析指令、执行指令、写回结果B. 取指令、分析指令、执行指令、中断处理C. 取指令、分析指令、执行指令、存储结果D. 取指令、分析指令、执行指令、传输结果答案：A6. 下列哪种总线用于连接CPU和内存？A. 数据总线B. 地址总线C. 控制总线D. 外部总线答案：B7. Cache存储器的作用是？A. 提高内存的读写速度B. 减少CPU访问内存的次数C. 提高程序的运行效率D. 减少CPU与内存之间的数据传输量答案：B8. 下列哪种中断属于可屏蔽中断？A. 外部中断B. 内部中断C. 软件中断D. 硬件故障中断答案：A9. 在计算机系统中，下列哪个设备用于实现数据的输入和输出？A. CPUB. 内存C. 硬盘D. 显示器答案：D10. 下列哪种传输方式不属于并行传输？A. 同步传输B. 异步传输C. 单工传输D. 双工传输答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 计算机硬件系统包括______、______、______、______和______五大部件。

答案：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备2. 计算机指令由______和______两部分组成。

答案：操作码、操作数3. 在计算机中，地址总线的作用是______。

本科生期末试卷（一）一、选择题（每小题1分，共15分）1 从器件角度看，计算机经历了五代变化。

但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（冯.诺依曼）计算机。

2 某机字长32位，其中1位表示符号位。

若用定点整数表示，则最小负整数为（-(231-1) ）。

3 以下有关运算器的描述，（算术运算与逻辑运算）是正确的。

4 EEPROM是指（电擦除可编程只读存储器）。

5 常用的虚拟存储系统由（主存-辅存）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。

6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（两个通用寄存器）。

7 当前的CPU由（控制器、运算器、cache）组成。

8 流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。

和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（具备同等水平）。

9 在集中式总线仲裁中，（独立请求）方式响应时间最快。

10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（程序计数器）。

11 从信息流的传输速度来看，（单总线）系统工作效率最低。

12 单级中断系统中，CPU一旦响应中断，立即关闭（中断屏蔽）标志，以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。

13 安腾处理机的典型指令格式为（41位）位。

14 下面操作中应该由特权指令完成的是（从用户模式切换到管理员模式）。

15 下列各项中，不属于安腾体系结构基本特征的是（超线程）。

二、填空题（每小题2分，共20分）1 字符信息是符号数据，属于处理（非数值）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的（IRA ）码。

2 按IEEE754标准，一个32位浮点数由符号位S（1位）、阶码E（8位）、尾数M（23位）三个域组成。

其中阶码E的值等于指数的真值（ e ）加上一个固定的偏移值（127 ）。

3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（空间）并行技术，后者采用（时间）并行技术。

4 虚拟存储器分为页式、（段）式、（段页）式三种。

本科生期末试卷一一．选择题(每小题1分，共10分)1．计算机系统中的存贮器系统是指______。

A RAM存贮器B ROM存贮器C 主存贮器D cache、主存贮器和外存贮器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．存储单元是指______。

A 存放一个二进制信息位的存贮元B 存放一个机器字的所有存贮元集合C 存放一个字节的所有存贮元集合D 存放两个字节的所有存贮元集合；5．相联存贮器是按______进行寻址的存贮器。

A 地址方式B 堆栈方式C 容指定方式D 地址方式与堆栈方式6．变址寻址方式中，操作数的有效地址等于______。

A 基值寄存器容加上形式地址（位移量）B 堆栈指示器容加上形式地址（位移量）C 变址寄存器容加上形式地址（位移量）D 程序记数器容加上形式地址（位移量）7．以下叙述中正确描述的句子是：______。

A 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作B 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作C 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作D 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作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．带有处理器的设备一般称为______设备。

A 智能化B 交互式C 远程通信D 过程控制10.某中断系统中，每抽取一个输入数据就要中断CPU一次，中断处理程序接收取样的数据，并将其保存到主存缓冲区。

计算机组成原理期末考试试卷（1）一．选择题（下列每题有且仅有一个正确答案，每小题2分，共20分）1．假设下列字符码中最后一位为校验码，如果数据没有错误，则采用偶校验的字符码的是____。

A. 11001011B. 11010110C. 11000001D. 110010012．在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______ 来实现。

A. 补码运算的二进制加法器B. 补码运算的二进制减法器C. 补码运算的十进制加法器D. 原码运算的二进制减法器3．下列关于虚拟存储器的说法，正确的是____。

A. 提高了主存储器的存取速度B. 扩大了主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度C. 提高了外存储器的存取速度D. 程序执行时，利用硬件完成地址映射4．下列说法正确的是____。

A. 存储周期就是存储器读出或写入的时间B. 双端口存储器采用了两套相互独立的读写电路，实现并行存取C. 双端口存储器在左右端口地址码不同时会发生读/写冲突D. 在cache中，任意主存块均可映射到cache中任意一行，该方法称为直接映射方式5．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，另一个操作数一般采用____寻址方式。

A. 堆栈B. 立即C. 隐含D. 间接6．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______ 。

A．实现存储程序和程序控制 B．提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度C．可以直接访问外存 D．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性7．下列说法中，不符合RISC指令系统特点的是____。

A. 指令长度固定，指令种类少B. 寻址方式种类尽量少，指令功能尽可能强C. 增加寄存器的数目，以尽量减少访存的次数D. 选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令8． 指令周期是指______。

A ．CPU 从主存取出一条指令的时间B ．CPU 执行一条指令的时间C ．CPU 从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间D ．时钟周期时间 9． 假设微操作控制信号用n C 表示，指令操作码译码输出用m I 表示，节拍电位信号用k M 表示，节拍脉冲信号用i T 表示，状态反馈信息用i B 表示，则硬布线控制器的控制信号n C 可描述为____。

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．累加2．___C___可区分存储单元中存放的是指令还是数据..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．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．..4．某计算机字长是32位;它的存储容量是256KB;按字编址;它的寻址范围是_____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．在整数定点机中;下述第___B___种说法是正确的..A．原码和反码不能表示-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;且三种机器数的表示范围相同；D．三种机器数均不可表示-1..7．变址寻址方式中;操作数的有效地址是___C___..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．以上都不对..8．向量中断是___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..9．一个节拍信号的宽度是指_____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中的控制器是____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．当用一个16位的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的信息传送;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．在单总线结构的CPU中;连接在总线上的多个部件__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位的存储器;其地址线和数据线的总和是__D____..A．48；B．46；C．17；D．22．18．在间址周期中;__C____..A．所有指令的间址操作都是相同的；B．凡是存储器间接寻址的指令;它们的操作都是相同的；C．对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令;它们的操作是不同的；D．以上都不对..19．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..20．打印机的分类方法很多;若按能否打印汉字来区分;可分为_C_____..A．并行式打印机和串行式打印机；B．击打式打印机和非击打式打印机；C．点阵式打印机和活字式打印机；D．激光打印机和喷墨打印机..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的十进制真值范围是：最大正数为21271-2－23;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．指令寻址的基本方式有两种;一种是顺序寻址方式;其指令地址由程序计数器给出;另一种是跳跃寻址方式;其指令地址由指令本身给出..3．在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中;假设四个过程段的时间分别是T1 = 60ns ﹑T2 = 50ns﹑T3 = 90ns﹑T4 = 80ns..则加法器流水线的时钟周期至少为90ns ..如果采用同样的逻辑电路;但不是流水线方式;则浮点加法所需的时间为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mm＝1;2;4;8…个模块组成;每个模块有自己的地址和数据寄存器;若存储器采用模m编址;存储器带宽可增加到原来的m 倍..6．按序写出多重中断的中断服务程序包括保护现场、开中断、设备服务|.... 恢复现场和中断返回几部分..1．A．A．21271-2－23B．2－129 C．2－128-2－1-2－23D．-2127三、名词解释共10分;每题2分1．微操作命令和微操作答：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.. 2．快速缓冲存储器答：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..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的内容..4．流水线中的多发技术答：为了提高流水线的性能;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;这就是流水线中的多发技术..5．指令字长答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数..四、计算题5分设机器数字长为8位含1位符号位;设A ＝649;B ＝3213-;计算A ±B 补;并还原成真值.. 计算题 答：A +B 补＝1.1011110; A +B ＝-17/64A -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的主要区别是什么;说明通信双方如何联络..4分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..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 相连的原因主要有：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的选择..2I/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..3I/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.. 4I/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.. 5CPU 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..6I/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..可见归纳起来;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包括缓冲、数据格式及电平的转换..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 是写控制标志;R 是读控制标志;R 1和R 2是暂存器..8分1假设要求在取指周期由ALU 完成PC+1→PC 的操作即ALU 可以对它的一个源操作数完成加1的运算..要求以最少的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 的值可作为ALU 的一个源操作数;靠控制ALU 做＋1运算得到PC+1;结果送至与ALU 输出端相连的R 2;然后再送至PC..此题的关键是要考虑总线冲突的问题;故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：T 0 PC→MAR ;1→RT 1 MMAR→MDR ;PC+1→R 2T 2 MDR→IR ;OPIR→微操作命令形成部件T 3 R 2→PC2写出指令ADD # α#为立即寻址特征;隐含的操作数在ACC 中在执行阶段所需的微操作命令及节拍安排..答：立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：T 0 AdIR→R 1 ；立即数→R 1T 1 R 1+ACC→R 2 ；ACC 通过总线送ALUT 2 R 2→ACC ；结果→ACC2．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..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MREQ 作访存控制信号低电平有效;用WR 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 与存储器的连接图;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;相邻的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指出选用的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A 15 … A 11 … A 7 … … A 0⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫0000000000001111111111111110111100000000000111111111111111111111最大4K 2K ×8位ROM2片 ⎭⎬⎫00000000000001111111111111110111相邻4K 4K ×4位RAM2片 ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫1111111111111100000000000000010011111111111110000000000000000000最小16K 8K ×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分相邻的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详细画出存储芯片的片选逻辑图..答案：一、选择题共20分;每题1分1．C 2．C 3．B 4．B 5．A 6．B 7．C8．C 9．C 10．A 11．D 12．B 13．B 14．D15．B 16．A 17．D 18．C 19．B 20．C二、填空共20分;每空1分1．A．A．21271-2－23B．2－129 C．2－128-2－1-2－23D．-21272．A．顺序B．程序计数器C．跳跃D．指令本身3．A．90ns B．280ns4．A．A．增加B．加15．A．地址B．数据C．模m D．m6．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．微操作命令和微操作答：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.. 2．快速缓冲存储器答：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..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的内容..4．流水线中的多发技术答：为了提高流水线的性能;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;这就是流水线中的多发技术..5．指令字长答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数..四、共5分计算题答：A+B补＝1.1011110; A+B＝-17/64A-B补＝1.1000110; A-B＝35/64五、简答题共20分1．4分答：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..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相连的原因主要有：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的选择..2I/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..3I/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..4I/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..5CPU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..6I/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..可见归纳起来;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包括缓冲、数据格式及电平的转换..4．5分答：（1）根据IR和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..因允许直接寻址和间接寻址;且有变址寄存器和基址寄存器;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;一次间址的寻址范围是216 = 65536..（2）双字长指令格式如下：7 2 7其中OP、M的含义同上；AD1∥AD2为23位形式地址..这种格式指令可直接寻址的范围为223 = 8M..（3）容量为8MB的存储器;MDR为16位;即对应4M×16位的存储器..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R X和R B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的值可作为ALU的一个源操作数;靠控制ALU 做＋1运算得到PC+1;结果送至与ALU输出端相连的R2;然后再送至PC..此题的关键是要考虑总线冲突的问题;故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：T0PC→MAR;1→RT1MMAR→MDR;PC+1→R2T2MDR→IR;OPIR→微操作命令形成部件T3R2→PC2立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：T0AdIR→R1；立即数→R1T1R1+ACC→R2；ACC通过总线送ALUT 2 R 2→ACC ；结果→ACC2．7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..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A 15 … A 11 … A 7 … … A 0⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫0000000000001111111111111110111100000000000111111111111111111111最大4K 2K ×8位ROM2片 ⎭⎬⎫00000000000001111111111111110111相邻4K 4K ×4位RAM2片 ⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫1111111111111100000000000000010011111111111110000000000000000000最小16K 8K ×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分相邻的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存储芯片的片选逻辑图5分。

《计算机组成原理》练习题一、单项选择题1．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。

2．下列说法中___C___是正确的。

A．加法指令的执行周期一定要访存；B．加法指令的执行周期一定不访存；C．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存；D．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期不一定访存。

3．垂直型微指令的特点是__C____。

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．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。

5．常用的虚拟存储器寻址系统由___A___两级存储器组成。

A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。

6．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作___A___。

A．停止CPU访问主存；B．周期挪用；C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。

7．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。

8．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。

9．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；D．累加器。

10．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。

11．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。