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1、计算机组成原理 第一章 练习一、选择题1. 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、存贮器按字节选择地址。2. 算机硬件能直接执行的只有_B_。A、符号语言 B、机器语言 C、机器语言和汇编语言 D、汇编语言3. 完整的计算机系统应包括_D_。 A、运算器、存贮器、控制器。B、外部设备和主机。 C、主机和应用程序。 D、配套的硬件和软件系统。4. 计算机的外围设备是指_D_。 A、输入/输出设备。 B、外存设备。 C、远程通信设备。 D、除了CPU和内存以外的其它设备。5. 在微型计算机系统中外围设备通过_C_与主
2、板的系统总线相连。 A、设备控制器。 B、计数器。 C、适配器。 D、寄存器。二、填空题1、在计算机术语中将运算器和控制器合在一起称为_CPU_，而将_CPU_和存贮器合在一起称为_主机_。2、冯诺依曼设计的计算机由五个基本部份组成，它们是_存储器_,_运算器, 控制器，_输入设备， 输出设备。3、计算机系统可分为_应用层_、_系统层_和_硬件层_三层，其中硬件层又可分为_硬件设计_和_硬件电路。4、计算机系统的主机应包括_CPU_、_存储器_、_总线_和_适配器_。三、 简答题1、冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些组成部分？ 答：冯.诺依曼设计的计算机由五个基本部分组成：存储
3、器、运算器、控制器以及输入输出设备。首先将编好的程序和数据由输入设备送入存储器中，再将指令从存储器中取出送往控制器解释分析，根据指令中的内容产生各种控制信号，自动控制计算机中所有部件，按时间顺序完成指令内容。2、什么是硬件？什么是软件？ 答：计算机系统由硬件与软件两部分组成，硬件就是看得见摸得着的东西；软件是指能使计算机工作的程序和程序运行时所需要的数据。3、简要回答计算机系统每个层次的主要内容。 答：应用层：系统分析，应用软件，语言工具；系统层：语言处理程序（解释、编译器），操作系统；硬件层：硬件设计：指令系统设计，计算机各部件组成设计，微体系结构设计，各部件对应数字逻辑设计。硬件电路：把数
4、字逻辑各个逻辑门对应为物理晶体管，制成IC电路。4、操作系统的作用是什么？ 答：系统层主要包括操作系统和语言处理程序，语言处理程序即编译器或解释器。操作系统是一个最主要的系统软件，它控制其他程序的运行，管理系统资源并且为用户提供操作界面。组成原理第六章练习一、选择题1. 主存贮器和CPU之间增加cache的目的是_。AA、解决CPU和主存之间的速度匹配问题。 B、扩大主存容量。C、扩大CPU中通用寄存器的数量。 D、既扩大主存又扩大寄存器容量。2. 计算机系统中的存贮器系统是指_。D A、RAM存贮器。 B、ROM存贮器。 C、主存贮器。 D、主存贮器和外存贮器。3. 和外存贮器相比，内存贮器
5、的特点是_。CA、容量大，速度快，成本低。 B、容量大，速度慢，成本高。C、容量小，速度快，成本高。 D、容量小，速度快，成本低。4. CPU从内存取出并执行一条指令的时间单位是_。B A、时钟周期。 B、指令周期。 C、CPU周期。 D、微指令周期。5.动态RAM的刷新是以_为单位的。BA、存贮单元。 B、行。 C、块。 D、字节。6.下列关于存贮器的叙述，正确的是_。B A、多体交叉存贮器主要解决扩充容量问题。 B、Cache的功能全由硬件完成。 C、Cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于Cache。 D、“主存外存”的存贮层次是为了弥补主存速度的不足。7.采用虚拟存贮器的主要
6、目的是_。BA、提高存贮器的速度。 B、增加存贮器的容量。C、降低存贮器的成本。 D、上述三者。8.以下叙述正确的是_。CA、主存的存取速度可以和CPU匹配。B、主存由RAM构成，不包括ROM。C、辅存中的程序需要调入主存中才能运行。D、若指令的地址为20位，则主存容量一定是1MB。二、填空题1、cache是一种（髙速缓冲）存贮器。是为了解决CPU和主存之问（速度）不匹配而采用的一项重 要的硬件技术。现发展为（指令Cache）和（数据Cache ）分设体系。 2、CPU能直接访问（Cache）和（内存），但不能直接访问（硬盘）和（光盘）。3、启动一次存贮器操作到该操作完成的时间称为（访问时间）
7、；连续启动两次独立的存贮器操作所需的最小时间间隔称为（访问周期）。4.半导体随机访问存贮器可分为（RAM）和（ROM）两种。 5.存贮器的速度指标包括（访问时间）、（访问周期）和（带宽）。6.三级存贮系统一般是指：（Cache）、（主存）和（辅存）。7.对Cache单元执行读写操作时，需将主存地址变换成Cache地址，这个变换过程叫做（地址映射），它通过硬件组成的（地址映射机构）自动完成。8.访问Cache时，数据或代码存在于Cache中的情形叫做(命中)。9.层次化存贮器结构的设计是依据（访存局部性)原理。10.存贮系统中设置Cache的目的是为了（提高访存速度），设置虚拟存贮器的目的是为了
8、（扩大访存空间）。 11.在具有虚拟存贮器的系统中，CPU根据程序指令生成的地址是（逻辑地址（虚），经过转换后的地址是(物理地址（实）)。12.根程采用的存贮映像算法，可将虚拟存贮器的管理方式分为（页）式、（段）式和（段页）式等多种。 三、分析题1.用4K8的存贮器芯片构成8K16位的存贮器，共需多少片？如果CPU的信号线有读写控制信号地址线为A15_A0，存贮器芯片的控制信号有 和，请画出CPU与存贮器的连接图2.用2K8的存贮器组成8KB的存贮器，共需多少片？如CPU的信号线有读写控制信号，地址线为A15_A0，存贮器芯片的控制信号有和，请画出CPU与存贮器的连接图。3、请画出代码1101
9、01001在NRZ1、PM和MFM记录方式下的写入电流波形。4. 请画出代码101101001在NRZ1、PM和MFM记录方式下的写入电流波形。1.答，如图，共需4K8存贮器芯片四片。2. 答，如图，共需2K8存贮器芯片四片3、 计算机原理第七章练习一、选择题1. 在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有( )_，它一般用( )_来实现。EF A、译码电路 B、与非门 C、编码电路 D、或非门E、溢出判断电路 F、异或门 G、移位电路 H、与或非门2. 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。 B、阶符与数符相异。 C C、数符与小数点后第
10、1位数字相异。 D、数符与小数点后第1位数字相同。3. 运算器虽有许多部件组成，但核心部分是_。B A、数据总线。B、算术逻辑运算单元。C、多路开关。D、通用寄存器。4. 在定点运算器中产生溢出的原因是_。C运算过程中最高位产生了进位或借位。参加运算的操作数超出了机器的表示范围。运算的结果超出了机器的表示范围。寄存器的位数太少，不得不舍弃最低有效位。5.定点补码加法运算中，_时表明运算结果发生了溢出。B A.双符号位相同 B.双符号位不同 C.正负相加 D.两个负数相加6.在浮点数中，当数据的绝对值太小，以至于小于所能表示的数据时，则称为浮点数的_。B A.正溢 B.下溢 C.负上溢 D. 正
11、下溢7. 在浮点数中，当数据的绝对值太大，以至于大于所能表示的数据时，则称为浮点数的_。C A.负溢 B.下溢 C.上溢 D. 负上溢8.设用补码表示浮点数，以下数据中_是规格化的。B A.11.101010 B.11.010101 C.00.010101 D.00.0010109.数据在运算中发生溢出的根本原因是_。A A.数据在机器中的位数有限 B.数据运算中将符号位的进位丢弃 C.数据运算中将符号位的借位丢弃 D.数据运算中的错误二、填空题1.数的真值变成机器码可采用：（原码）表示法，（反码）表示法，(补码)表示法，(移码)表示法。2. 在浮点数中，当数据的绝对值太大，以至于大于阶码所能
12、表示的数据时，称为浮点数的(上溢)。而当数据的绝对值太小，以至于小于阶码所能表示的数据时，称为浮点数的(下溢)。3.在双符号位补码加法中，如果结果的两个符号位(相异)，则表示数据溢出。4.当浮点数的尾数为补码时，其为规格化数应满足的条件是(符号位与尾数最高位相异)5.浮点数0.001000112-1的规格化表示为_。0.10011002-36.浮点数的加减运算需要经过_、_、_、_和_五个步骤。三、计算题1.x=2-0110.100101 y=2-010(-0.011110) 设：两数均以补码表示，用浮点运算法求： x+y ； x-y2.x=2-101(-0.010110) y=2-1000.
13、010110设：两数均以补码表示，用浮点运算法求： x+y ； x-y1.解：X+Y的计算：对阶 x=2-0100.010010(1) 求补 x补=11 110，00.010010(1) y补=11 110，11.100010 尾数加 11.110100(1) 规格化 左规2位，阶码减2 +-2补 X+Y补=11 100，11.010010 舍入 零舍1入 判溢 阶码双符号位相同，无溢出 结果 X+Y=2-4(-0.101110) X-Y的计算：对阶 x=2-0100.010010(1) 求补 x补=11 110，00.010010(1) -Y补=11 110，00.011110 求和 00.
14、110000(1) 规格化 (无需) 舍入 零舍1入 X+Y补=11 110，00.110001 判溢 无溢出 结果 X-Y=2-0100.110001 2.解： X+Y的计算：对阶 X=2-100(-0.001011)求补 x补=11 100，11.110101 y补=11 100，00.010110求和 00.001011规格化 左规2位 X+Y补=11 010，00.101100舍入 无判溢 无溢出结果 X+Y=2-1100.101100计算机组成原理第九章练习选择题1. 同步控制是_。C A、只适用于CPU控制的方式。 B、只适用于外设控制的方式。C、由统一时序信号控制的方式。 D、所
15、有指令执行时间都相同的方式。2. 在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是_。BA、主存地址寄存器。 B、程序计数器。C、指令寄存器。 D、状态条件寄存器。3. 微过程控制器中，机器指令与微指令的关系是_。DA、每一条机器指令由一条微指令来执行。B、一条微指令由若干条机器指令组成。C、一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行。D、每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行。4. 描述流水CPU概念中正确的句子是_。D流水CPU是以空间并行为原理构造的处理器。流水CPU一定是RISC机器。C、流水CPU一定是多媒体CPU。D、流水CPU是一种经济而实用的时间并行技术。5. 下列部件中不属于
16、控制部件的是_。DA、指令寄存器。 B、操作控制器。C、程序计数器。 D、状态条件寄存器。6. 计算机操作的最小时间单位是_。A A、时钟周期。 B、指令周期。 C、CPU周期。 D、微指令周期。7. 下例部件中不属于执行部件的是.A A. 控制器 B. 存储器 C. 运算器 D. 外围设备 8.CPU中不需要_D A.指令寄存器 B.指令译码器 C.数据寄存器 D.地址译码器9.以下说法错误的是_B A.指令执行过程的第一步都是取指令操作 B.为了进行取指令操作，控制器需要得到相应的指令 C.取指令操作是控制器自动进行的 D.在指令长度相同的情况下，所有取指令操作都是相同的10.指令_从主存
17、中读出。A A.总是根据程序计数器PC B.有时根据PC，有时根据转移指令 C.根据地址寄存器 D.有时根据PC，有时根据地址寄存器11.在取指令操作之后，PC中存放的是_B A.当前指令的地址 B.下一条指令的地址 C.程序中指令的数量 D.指令的长度12.硬布线控制器是一种_控制器。A A.组合逻辑 B.时序逻辑 C.存储逻辑 D.同步逻辑填空题1.CPU从主存中取出一条指令并执行该指令的时间叫做(指令周期)，它常常用若干个(时钟周期)来表示，而后者又包括若干个(节拍脉冲)。 2.微程序控制器主要由_（控制存贮器）、（微指令寄存器）和（地址转移逻辑）_三大部分组成。3.微程序控制器的优点是
18、具有较强的_（灵活性）_，容易实现_（复杂控制逻辑），便于扩充、增加_（新指令）_；缺点是执行每条指令都要多次访问_（控制存储器），从而影响了控制器的_（工作速度）_。4.流水CPU是以_(.时间并行性)_为原理构造的处理器，是一种非常_（经济而实用）_的并行技术。目前的_(高性能)_微处理器几乎无一例外的使用了流水技术。5.央处理器CPU具有(指令)控制、(操作)控制、_(时间)_控制、(数据)加工等基本功能。6.一条微指令分为（操作）控制部分和（顺序）控制部分和。7.在微程序控制器中，把全部指令的控制字存放在一个高速存储器即（控制存贮器）中，这个存储器的地址称为（微地址）。8.完成一条指令
19、的一系列微指令的有序集合称为（微程序）。9.微指令格式可分为两类：（水平）型微指令和（垂直）型微指令。10.（全水平）型微指令的控制字段中每一位定义一种微操作。三、名词解释1.微程序 2.微指令. 3.微地址. 4.控制存储器1. 微程序-存贮在控制存贮器中的完成指令功能的程序，由微指令组成。2. 微指令-控制存贮器存贮的控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分。3. 微地址-微指令在控制存贮器中的存贮地址。4. 控制存储器-微程序控制器中存贮微指令的存贮器，通常是ROM。四、简答题1.微程序控制的基本思想是什么？答：把指令执行所需要的所有控制信号放在控制存贮器中，需要时从中读取。也就是把操作
20、控制信号编成微指令，存放在一个专门的存贮器中。这样，指令控制器的设计就变成微程序设计，从而可用类似于软件的设计技术来设计控制器部件。2. 微程序控制的特点是什么？答：因微程序易修改，具有较强的灵活性，因而微程序控制器可方便地实现新功能，增加新指令。但微程序控制器执行指令时要访存若干次，控存的速度就成了系统工作速度的关键。与组合电路控制器相比，微程序控制器具有规整性、可维护性的优点，是一种用软件的方法来设计硬件的技术，可实现复杂指令的操作控制。五、分析题写出单总线结构CPU中下述指令的执行步骤。指令中源操作数在前，目的操作数在后。1.MOV R1，R22.MOV (R2)，R03.ADD (R1
21、), R24.SUB mem, R05.JMP mem6.INC R11. 解：第一步，取指令（1）PCMAR PC+1PC（2）DBUSMDRIR第二步，送数据（3）R1R22. 解：第一步，取指令（1）PCMAR PC+1PC（2）DBUSMDRIR 第二步，取源操作数 （3）R2MAR. 第三步，送数据DBUSMDRR03. 解：第一步，取指令（1）PCMAR PC+1PC（2）DBUSMDRIR第二步，取源操作数（3）R1MAR（4）DBUSMDRLA第三步，取目地操作数（5）R2LB第四步，运算并送结果（6）LA+LBR24. 解：第一步，取指令（1）PCMAR PC+1PC（2）D
22、BUSMDRIR第二步，取源操作数 （3）IR（mem）MAR（4）DBUSMDRLA第三步，取目地操作数（5）R0LB第四步，运算并送结果（6）LA-LBR05. 解：第一步，取指令（1）PCMAR PC+1PC（2）DBUSMDRIR第二步，转移地址送PC（3）IRPC6. 解：第一步，取指令（1）PCMAR PC+1PC（2）DBUSMDRIR第二步，取操作数（3）R1LA第三步，+1，并送结果（4）LA+1R1计算机组成原理第十章练习题选择题1. 同步控制是_。C A、只适用于CPU控制的方式。 B、只适用于外设控制的方式。C、由统一时序信号控制的方式。 D、所有指令执行时间都相同的方
23、式。2. 计算机的外围设备是指_。D A、输入/输出设备。 B、外存设备。 C、远程通信设备。 D、除了CPU和内存以外的其它设备。3. 数据总线的宽度由总线的_定义。BA、物理特性。 B、功能特性。C、电气特性。 D、时间特性。4. 描述当代流行总线结构基本概念中，正确的句子是_。AA、当代总线结构中，CPU和它私有的cache一起作为一个模块与总线相连。B、系统中只允许有一个这样的CPU模块。C、当代流行的总线结构不是标准总线。5. 总线系统中地址线的功用是_。C A、用于选择主存单元。 B、用于选择进行信息传输的设备。 C、用于指定主存单元和I/O接口的地址。 D、用于传送主存的物理地址
24、和逻辑地址。6. 描述PCI总线基本概念，正确的句子是_。BPCI总线是一个与处理器有关的高速外围总线。PCI总线的基本传输机制是猝发式传送。PCI设备一定是主设备。系统中只允许有一条PCI总线。7. 在微型计算机系统中外围设备通过_与主板的系统总线相连。C A、设备控制器。 B、计数器。 C、适配器。 D、寄存器。8. 计算机系统的输入输出接口是_之间的交界面。DA、CPU与存贮器。 B、存贮器与外设。C、CPU与系统总线。 D、主机与外设。9. 在集中式总线仲裁中_B_方式响应时间最快，_A_方式对电路故障最敏感。A、菊花链方式。B、独立请求方式。C、计数器定时查询方式。10.总线接口的功
25、能不包括（ ）DA、数据缓存 B、数据转换 C、状态设置 D、数据运算11.输入/输出程序控制方式可分为（ ）AA、程序直接控制和程序中断方式 B、程序直接方式和DMA方式C、中断方式和DMA方式 D、DMA方式与通道方式12.以下说法错误的是（ ）CA、中断服务程序一般是操作系统模块B、中断向量方法可提高中断源的识别速度C、中断向量就是中断服务程序的入口地址D、重叠处理中断的现象称为中断嵌套13、当有中断源发出请求时，CPU可执行相应的中断服务程序。发出请求的可以是（ ）C A、通用寄存器 B、专用寄存器 C、外部事件 D、Cache14、中断向量是（ ）C A、子程序地址 B、中断服务程序
26、入口地址 C、中断服务程序入口地址的地址 D、设备地址填空题1.在计算机系统中，各系统部件之间信息传送的公共通路称为_(总线)_、就其所传送的信息性质而言，公共通路上传送的信息包括(数据)、_(地址)_和_(_控制)。2.总线有_(物理)_特性、(功能特性)、_(电气特性)、_(机械_特性)，因此必须_(标准化)_。3.一次总线的信息传送过程大致可分为五个阶段，依次为_(请求总线)、(总线仲裁)_、_(寻址)、(信息传送)和(状态返回)。4.总线数据通信方式按传输定时方法可分为（同步）式和（异步）式两类。5.决定总线由哪个设备控制的方式称为（总线仲裁）方式。6.总线控制方式可分为（集中）式控制
27、和（分布）式控制两种。7.集中式总线仲裁可分为（.链式查询）方式（计数器定时查询）方式和（独立请求）方式8.CPU响应中断请求时需要保护断点，这里断点指的是（PC）和（状态寄存器）中的内容，它们被保护到（堆栈）中。9.在多重中断系统中，中断系统按（中断优先级）确定是否响应其它的中断。10.实现输入输出数据传送的方式有程序直接控制方式、（中断控制）方式、（DMA）方式、（通道）方式和（外围处理机）方式。三、分析题1.画出现代微机总线结构框图，并说明图中两种桥芯片的功能。2.画出现代微机总线结构框图，并说明图中PCI、ISA和AGP总线的功能。3.假定硬件原来的优先级顺序为0-1-2-3-4，设置
28、各自中段屏蔽码，将中断优先级改为2-4-3-0-1，请写出每级中断屏蔽码。1.北桥芯片：连接CPU、内存、AGP和PCI总线。南桥芯片：连接PCI总线扣ISA总线 2. PCI是一个与处理器无关的高速外围总线，又是至关重要的层间总线。它采用同步时序协议和集中式仲裁策略，并具有自动配置能力。早期的ISA总线是一条低速总线，适用于8086的IBM PC/XT微机系统，80年代中期ISA总线扩充到16位适用于CPU为80286的IBM PC/AT系统。 主要用于连接系统中的低速设备。AGP总线把主存和显存连接起来，不再走PCI总线，同时不再使用图形加速卡，提高了传输率。3.中断级别屏 蔽 码0级1级2级3级4级0级中断110001级中断010002级中断111113级中断110104级中断11011