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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date计算机组成原理期末考试试题及答案67023计算机组成原理试题3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_。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
2、输线。BI/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线;CI/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_。A128K;B64K;C64KB;D128KB。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;CDMA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
3、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_。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
4、制数表示浮点数时,下列方案中第_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)。13DMA方式_。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_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_。A某一时刻只有一个可以向总线发送
5、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,_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16K8位的存储器,其地址线和数据线的总和是_。A48;B46;C17;D2218在间址周期中,_。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
6、以上都不对。19下述说法中_是正确的。AEPROM是可改写的,因而也是随机存储器的一种;BEPROM是可改写的,但它不能用作为随机存储器用;CEPROM只能改写一次,故不能作为随机存储器用;DEPROM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_。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 A ,最小正数为 B
7、,最大负数为 C ,最小负数为 D 。2指令寻址的基本方式有两种,一种是 A 寻址方式,其指令地址由 B 给出,另一种是 C 寻址方式,其指令地址由 D 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 = 60nsT2 = 50nsT3 = 90nsT4 = 80ns。则加法器流水线的时钟周期至少为 A 。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 B 。4一个浮点数,当其尾数右移时,欲使其值不变,阶码必须 A 。尾数右移1位,阶码 B 。5存储器由m(m1,2,4,8)个模块组成,每个模块有自己的 A 和 B 寄存器,若存储器采用 C 编
8、址,存储器带宽可增加到原来的 D 倍。6按序写出多重中断的中断服务程序包括 A 、 B 、 C 、 D 和中断返回几部分。三、名词解释(共10分,每题2分)1微操作命令和微操作 2快速缓冲存储器 3基址寻址 4流水线中的多发技术 5指令字长 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。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)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)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,R1和R2
9、是暂存器。(8分)(1)假设要求在取指周期由ALU完成 (PC) + 1PC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。(2)写出指令ADD # (#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。2DMA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)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
10、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:6000H67FFH为系统程序区;6800H6BFFH为用户程序区。(2)合理选用上述存储芯片,说明各选几片?(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)1C 2C 3B 4B 5A 6B 7C8C9C10A11D12B13B14D15B16A17D18C19B20C二、填空(共20分,每空1分)1AA2127(1-223)B
11、2129C2128(-21-223) D-21272A 顺序 B程序计数器C跳跃 D 指令本身3A90nsB280ns4AA增加B加15A地址B数据C模mDm6A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
12、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 (-17/64)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
13、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。 (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。
14、(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。 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:727O
15、PMAD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:727OPMAD1AD2其中 OP、M的含义同上;AD1AD2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4M16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RX和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
16、) + 1PC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:T0 PCMAR,1RT1 M(MAR)MDR,(PC) + 1R2T2 MDRIR,OP(IR)微操作命令形成部件T3 R2PC(2)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:T0 Ad(IR)R1 ;立即数R1T1 (R1) + (ACC)R2 ;ACC通过总线送ALUT2 R2ACC ;结果ACC2(7分)答:DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主
17、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) A15 A11 A7 A0最大4K 2K8位ROM 2片相邻4K 4K4位RAM 2片最小16K 8K8位RAM 2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2K8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4K4位RAM芯片;(1分)最小16K地址空间为用户程序区,选用2片8K8位RAM芯片。(1分)(3)存储芯片的片选逻辑图(5分)-