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1、一、选择题 (共 20 分，每题1 分)1.一条指令中包含的信息有_。A.操作码、控制码; B.操作码、向量地址; C.操作码、地址码。2.在各种异步通信方式中，_速度最快。A.全互锁 ; B.半互锁 ; C.不互锁。3.一个 512KB 的存储器，其地址线和数据线的总和是_ 。A.17; B.19; C.27。4.在下列因素中，与Cache 的命中率无关的是_。A.Cache 块的大小 ; B.Cache 的容量 ; C.主存的存取时间。5.在计数器定时查询方式下，若计数从0 开始，则 _ 。A.设备号小的优先级高; B.每个设备使用总线的机会相等; C.设备号大的优先级高。6.Cache
2、的地址映象中， 若主存中的任一块均可映射到Cache 内的任一块的位置上，称作_。A.直接映象 ; B.全相联映象 ; C.组相联映象。7.中断服务程序的最后一条指令是_。A.转移指令 ; B.出栈指令 ; C.中断返回指令。8.微指令操作控制字段的每一位代表一个控制信号，这种微程序的控制(编码 )方式是_。A.字段直接编码 ; B.直接编码 ; C.混合编码。9.在取指令操作之后，程序计数器中存放的是_。A.当前指令的地址; B.程序中指令的数量; C.下一条指令的地址。10.以下叙述中 _是正确的。A.RISC 机一定采用流水技术; B.采用流水技术的机器一定是RISC 机; C.CISC
3、 机一定不采用流水技术。11.在一地址格式的指令中，下列_是正确的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - A.仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提供; B.可能有一个操作数，也可能有两个操作数; C.一定有两个操作数，另一个是隐含的。12.在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是_。A.尾数的符号位与第一数位不同; B.尾数的第一数位为1，数符任意 ; C.尾数的符号位与第一数位相同; D.阶符与数符不同。13.I/O
4、 采用不统一编址时，进行输入输出操作的指令是_。A.控制指令 ; B.访存指令 ; C.输入输出指令。14.设机器字长为64 位， 存储 容量为 128MB ，若按字编址，它的寻址范围是_。A.16MB; B.16M; C.32M。15. _寻址便于处理数组问题。A.间接寻址 ; B.变址寻址 ; C.相对寻址。16.超标量技术是 _ 。A.缩短原来流水线的处理器周期; B.在每个时钟周期内同时并发多条指令; C.把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令。17.以下叙述中 _是错误的。A.取指令操作是控制器固有的功能，不需要在操作码控制下完成; B.所有指令的取指令操作都是相同
5、的; C.在指令长度相同的情况下，所有指令的取指操作都是相同的。18.I/O 与主机 交换 信息的方式中，中断方式的特点是_ 。A.CPU 与设备串行工作，传送与主程序串行工作; B.CPU 与设备并行工作，传送与主程序串行工作; C.CPU 与设备并行工作，传送与主程序并行工作。19.设寄存器内容为11111111，若它等于 +127，则为 _ 。A.原码 ; B.补码 ; C.反码 ; D.移码。20.设机器数采用补码形式(含 l 位符号位 )，若寄存器内容为9BH，则对应的十进制数为_ 。A.-27; B.-97; C.-101; D.155。二、填空题 (共 20 分，每空1 分)名师
6、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 1.DMA 的数据块传送可分为A_、 B_ 和 C_ 阶段。2.设 n = 16 (不包括符号位)，机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需A_ ns，补码 Booth 算法最多需B_ ns 。3.设相对寻址的转移指令占2 个字节，第一字节为操作码，第二字节是位移量(用补码表示 )，每当 CPU 从存储器取出一个字节时，即自动完成(pc )+ 1pc 。设当前指令地址为3
7、008H，要求转移到300FH，则该转移指令第二字节的内容应为A_ 。若当前指令地址为 300FH，要求转移到3004H，则该转移指令第二字节的内容为B_。4.设浮点数阶码为8 位(含 1 位阶符 )，用移码表示，尾数为24 位(含 1 位数符 )，用补码规格化表示，则对应其最大正数的机器数形式为A_ ，真值为B_ (十进制表示 );对应其绝对值最小负数的机器数形式为C_ ，真值为D_ (十进制表示 )。5.I/O 的编址方式可分为A_ 和 B_ 两大类，前者需有独立的I/O 指令，后者可通过C_ 指令和设备交换信息。6.动态 RAM 靠 A_ 的原理存储信息，因此一般在B_ 时间内必须刷新一
8、次，刷新与C_ 址有关，该地址由D_ 给出。7.在微程序控制器中，一条机器指令对应一个A_ ，若某机有35 条机器指令，通常可对应B_ 。三、解释下列概念(共 10 分，每题2 分 )1.CMAR 2.总线3.指令流水4.单重分组跳跃进位5.寻址方式四、计算题(6 分 )设某机主频为8MHz ，每个机器周期平均含2 个时钟周期，每条指令平均有2.5 个机器周期， 试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS?若机器主频不变， 但每个机器周期平均含 4 个时钟周期，每条指令平均有5 个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS? 五、简答题 (共 20 分)1.CPU 包括哪几个工作周期?每
9、个工作周期的作用是什么。(4 分) 2.什么是指令周期、机器周期和时钟周期?三者有何关系 ? (6 分) 3 .某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,L3,L4 ，现要求优先顺序改为L3,L2,L4,L1,L0 ，写出各中断源的屏蔽字。(5 分) 4.某机主存容量为4M16 位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备56 种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、变址五种寻址方式。(5 分) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
10、 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - (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 )。六、问答题 (共 15 分)1.按序写出完成一条加法指令ADD ( 为主存地址 )两种控制器所发出的微操作命令及节拍安排。 (8 分) 2.假设磁盘采用DMA 方式与主机交换信息，其传输速率为2MB/s ，而且 DMA 的预处理需 1000 个时钟周期， DMA 完成传送后处理中断需500 个时钟周期。如果平均传输的数据长度为 4KB ，试问在硬盘工作时，5
11、0MHz 的处理器需用多少时间比率进行DMA 辅助操作(预处理和后处理)。(7 分)(输入输出4 ) 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 CPU 与存储器的连接图，要求：(1)存储芯片地址空间分配为：02047 为系统程序区 ;20488191 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。答案：一、选择题 (共 20 分，每题1 分)1.C 2.C 3.C 4.C 5.A 6.B 7.
12、C 8.B 9.C 10.A 11.B 12.B 13.C 14.B 15.B 16.B 17.B 18.B 19.D 20.C 二、填空题 (共 20 分，每空1 分)1.A.预处理B.数据传送C.后处理2.A.3200 B.3300 3.A.05H B.F3H 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4.A.1,1111111;0.111 (23 个 1) B.C.0,0000000;1.01 1 (22 个 1)
13、D.5.A.不统一编址B.统一编址C.访存6.A.电容存储电荷B.2ms C.行 D .刷新地址计数器7.A.微程序B.38 个微程序。三、名词解释(20 分)1.答： CMAR 控制存储器地址寄存器，用于存放微指令的地址，当采用增量计数器法形成后继微指令地址时，CMAR 有计数功能。2.答：总线是连接多个部件(模块 )的信息传输线，是各部件共享的传输介质。3.答：指令流水就是改变各条指令按顺序串行执行的规则，使机器在执行上一条指令的同时，取出下一条指令，即上一条指令的执行周期和下一条指令的取指周期同时进行。4.答： 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。
14、5.答：是指确定本条指令的数据地址，以及下一条将要执行的指令地址的方法。四、计算题(共 5 分)答：根据主频为8MHz ，得时钟周期为1/8 = 0.125，机器周期为0.125 2 = 0.25，指令周期为0.25 2.5 = 0.625。(2 分) (1)平均指令执行速度为1/0.625 = 1.6MIPS 。(1 分) (2)若机器主频不变，机器周期含4 个时钟周期，每条指令平均含5 个机器周期，则指令周期为0.125 4 5 = 2.5?s ，故平均指令执行速度为1/2.5 = 0.4MIPS 。(2 分) 五、简答题 (共 20 分)1.(4 分)答：取指周期是为了取指令(1 分 )
15、 间址周期是为了取有效地址(1 分 ) 执行周期是为了取操作数(1 分) 中断周期是为了保存程序断点(1 分) 2.(6 分)答：指令周期是CPU 取出并执行一条指令所需的全部时间，即完成一条指令的时间。 (1 分) 机器周期是所有指令执行过程中的一个基准时间，通常以存取周期作为机器周期。(1分) 时钟周期是机器主频的倒数，也可称为节拍，它是控制计算机操作的最小单位时间。(1分) 一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的时钟周期数也可以不等。(3 分) 3.(5 分)答： (每写对一个屏蔽字1 分) 设屏蔽位为 “1
16、”时表示对应的中断源被屏蔽，屏蔽字排列如下：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4.(5 分)答：(1)一地址指令格式为(1 分) OP 操作码字段，共6 位，可反映56 种操作； M 寻址方式特征字段，共3 位，可反映 5 种寻址方式；A 形式地址字段，共16 6 3 = 7 位 (1 分) (2)直接寻址的最大范围为= 128 (1 分) (3)由于存储字长为16 位，故一次间址的寻址范围为= 65536 (1
17、分) (4 )相对寻址的位移量为 64 + 63 (1 分 ) 六、问答题 (共 15 分)1.(8 分)组合逻辑控制器完成ADD 指令的微操作命令及节拍安排为：取指周期(2 分) T0 PCMAR ，1RT1 M(MAR) MDR，(PC)+ 1 PCT2 MDR IR，OP(IR) ID执行周期(2 分) T0 Ad(IR) MAR，1R ( 即 MAR)T1 M(MAR) MDRT2 (ACC)+ (MDR)ACC微程序控制器完成ADD 指令的微操作命令及节拍安排为：取指周期 (2 分) T0 PCMAR ，1RT1 Ad(CMDR) CMART2 M(MAR) MDR，(PC)+ 1P
18、CT3 Ad(CMDR) CMART4 MDR IRT5 OP(IR) 微地址形成部件CMAR执行周期 (2 分) T0 Ad(IR) MAR，1R ( 即 MAR)T1 Ad(CMDR) CMART2 M(MAR) MDRT3 Ad(CMDR) CMART4 (ACC)+ (MDR) ACC名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - T5 Ad(CMDR) CMAR2.(7 分)DMA 传送过程包括预处理、数据传送和后处理
19、三个阶段。传送4KB 的数据长度需 4KB/2MB/s = 0.002 秒 (2 分) 如果磁盘不断进行传输，每秒所需DMA 辅助操作的时钟周期数为(1000 + 500)/0.002 = 750000 (2 分) 故 DMA 辅助操作占用CPU 的时间比率为750000 /(50 ) 100% = 1.5 % (3 分) 七、设计题 (10 分 )(1)二进制地址码 (2 分 ) (2)根据主存地址空间分配，02047 为系统程序区，选用1 片 2K 8 位 ROM 芯片 (1 分) 20488191 为用户程序区，选用3 片 2K 8 位 RAM 芯片 (1 分) (3)存储器片选逻辑图(6 分) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -