計算機組成原理試題及答案

計算機組成原理試題及答案

　　導(dǎo)語：計算機組成原理主要是學(xué)習(xí)計算機的基本組成原理和內(nèi)部工作機制，下面是小編收集整理的計算機組成原理試題及答案，歡迎參考！

　　一、選擇題(共20分，每題1分)

　　1.零地址運算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址，它的操作數(shù)來自______。 A.立即數(shù)和棧頂; B.暫存器; C.棧頂和次棧頂; D.累加器。

　　2.______可區(qū)分存儲單元中存放的是指令還是數(shù)據(jù)。

　　A.存儲器; B.運算器; C.控制器; D.用戶。

　　3.所謂三總線結(jié)構(gòu)的計算機是指______。

　　A.地址線、數(shù)據(jù)線和控制線三組傳輸線。 B.I/O總線、主存總統(tǒng)和DMA總線三組傳輸線; C.I/O總線、主存總線和系統(tǒng)總線三組傳輸線;D.設(shè)備總線、主存總線和控制總線三組傳輸線.。

　　4.某計算機字長是32位，它的存儲容量是256KB，按字編址，它的尋址范圍是______。

　　A.128K; B.64K; C.64KB; D.128KB。

　　5.主機與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時，采用______，主機與設(shè)備是串行工作的。

　　A.程序查詢方式; B.中斷方式; C.DMA方式;D.通道。

　　6.在整數(shù)定點機中，下述第______種說法是正確的。

　　A.原碼和反碼不能表示 -1，補碼可以表示 -1; B.三種機器數(shù)均可表示 ;

　　C.三種機器數(shù)均可表示 -1，且三種機器數(shù)的表示范圍相同; D.三種機器數(shù)均不可表示 。

　　7.變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址是______。 A.基址寄存器內(nèi)容加上形式地址(位移量); B.程序計數(shù)器內(nèi)容加上形式地址; C.變址寄存器內(nèi)容加上形式地址; D.以上都不對。

　　8.向量中斷是______。

　　A.外設(shè)提出中斷;

　　B.由硬件形成中斷服務(wù)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斷服務(wù)程序入口地址

　　D.以上都不對。

　　9.一個節(jié)拍信號的寬度是指______。

　　A.指令周期; B.機器周期; C.時鐘周期; D.存儲周期。

　　10.將微程序存儲在EPROM中的控制器是______控制器。

　　A.靜態(tài)微程序; B.毫微程序; C.動態(tài)微程序; D.微程序。

　　11.隱指令是指______。

　　A.操作數(shù)隱含在操作碼中的指令;

　　B.在一個機器周期里完成全部操作的指令;

　　C.指令系統(tǒng)中已有的指令;

　　D.指令系統(tǒng)中沒有的指令。

　　12.當(dāng)用一個16位的二進制數(shù)表示浮點數(shù)時，下列方案中第_____種最好。

　　A.階碼取4位(含階符1位)，尾數(shù)取12位(含數(shù)符1位);

　　B.階碼取5位(含階符1位)，尾數(shù)取11位(含數(shù)符1 位);

　　C.階碼取8位(含階符1位)，尾數(shù)取8位(含數(shù)符1位);

　　D.階碼取6位(含階符1位)，尾數(shù)取12位(含數(shù)符1位)。

　　13.DMA方式______。

　　A.既然能用于高速外圍設(shè)備的信息傳送，也就能代替中斷方式;

　　B.不能取代中斷方式;

　　C.也能向CPU請求中斷處理數(shù)據(jù)傳送;

　　D.內(nèi)無中斷機制。

　　14.在中斷周期中，由______將允許中斷觸發(fā)器置“0”。

　　A.關(guān)中斷指令; B.機器指令; C.開中斷指令; D.中斷隱指令。

　　15.在單總線結(jié)構(gòu)的CPU中，連接在總線上的多個部件______。

　　A.某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并且只有一個可以從總線接收數(shù)據(jù); B.某一時刻只有一個可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有多個同時從總線接收數(shù)據(jù); C.可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并且可以有多個同時從總線接收數(shù)據(jù); D.可以有多個同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有一個同時從總線接收數(shù)據(jù)。

　　16.三種集中式總線控制中，______方式對電路故障最敏感。

　　A.鏈?zhǔn)讲樵? B.計數(shù)器定時查詢; C.獨立請求;

　　D.以上都不對。

　　17.一個16K×8位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是______。

　　A.48; B.46; C.17; D.22.

　　18.在間址周期中，______。

　　A.所有指令的間址操作都是相同的;

　　B.凡是存儲器間接尋址的指令，它們的操作都是相同的;

　　C.對于存儲器間接尋址或寄存器間接尋址的指令，它們的操作是不同的;

　　D.以上都不對。

　　19.下述說法中______是正確的。

　　A.EPROM是可改寫的，因而也是隨機存儲器的一種; B.EPROM是可改寫的，但它不能用作為隨機存儲器用; C.EPROM只能改寫一次，故不能作為隨機存儲器用; D.EPROM是可改寫的，但它能用作為隨機存儲器用。

　　20.打印機的分類方法很多，若按能否打印漢字來區(qū)分，可分為______。

　　A.并行式打印機和串行式打印機; B.擊打式打印機和非擊打式打印機; C.點陣式打印機和活字式打印機;D.激光打印機和噴墨打印機。

　　二、填空(共20分，每空1分)

　　1.設(shè)浮點數(shù)階碼為8位(含1位階符)，尾數(shù)為24位(含1位數(shù)符)，則32位二進制補碼浮點規(guī)格化數(shù)對應(yīng)的十進制真值范圍是：最大正數(shù)為 A ，最小正數(shù)為 ，最大負數(shù)為

　　2.指令尋址的基本方式有兩種，一種是尋址方式，其指令地址由出，另一種是 C 尋址方式，其指令地址由 D 給出。

　　3.在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中，假設(shè)四個過程段的時間分別是T1 = 60ns﹑T2 = 50ns﹑T3 = 90ns﹑T4 = 80ns。則加法器流水線的時鐘周期至少為。如果采用同樣的邏輯電路，但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為 B 。

　　4.一個浮點數(shù)，當(dāng)其尾數(shù)右移時，欲使其值不變，階碼必須1位，階碼。

　　5.存儲器由m(m=1，2，4，8?)個模塊組成，每個模塊有自己的 寄存器，若存儲器采用編址，存儲器帶寬可增加到原來的 D 倍。

　　6.按序?qū)懗龆嘀刂袛嗟闹袛喾��?wù)程序包括

　　三、名詞解釋(共10分，每題2分)

　　1.微操作命令和微操作

　　2.快速緩沖存儲器

　　3.基址尋址

　　4.流水線中的多發(fā)技術(shù)

　　5.指令字長

　　四、計算題(5分)

　　設(shè)機器數(shù)字長為8位(含1位符號位)，設(shè)A=139，B=?，計算[A?B]補，并還原成6432真值。

　　五、簡答題(共20分)

　　1.異步通信與同步通信的主要區(qū)別是什么，說明通信雙方如何聯(lián)絡(luò)。(4分)

　　2.為什么外圍設(shè)備要通過接口與CPU相連?接口有哪些功能?(6分)

　　六、問答題(共15分)

　　1.設(shè)CPU中各部件及其相互連接關(guān)系如下圖所示。圖中W是寫控制標(biāo)志，R是讀控制標(biāo)志，R1和R2是暫存器。(8分)

　　(1)假設(shè)要求在取指周期由ALU完成 (PC) + 1→PC的操作(即ALU可以對它的一個源操作數(shù)完成加1的運算)。要求以最少的節(jié)拍寫出取指周期全部微操作命令及節(jié)拍安排。

　　(2)寫出指令A(yù)DD # α(#為立即尋址特征，隱含的操作數(shù)在ACC中)在執(zhí)行階段所需的微操作命令及節(jié)拍安排。

　　2.DMA接口主要由哪些部件組成?在數(shù)據(jù)交換過程中它應(yīng)完成哪些功能?畫出DMA工作過程的流程圖(不包括預(yù)處理和后處理) 七、設(shè)計題(10分)

　　設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作訪存控制信號(低電平有效)，用WR作讀寫控制信號(高電平為讀，低電平為寫)�，F(xiàn)有下列芯片及各種門電路(門電路自定)，如圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：

　　(1)存儲芯片地址空間分配為：最大4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，相鄰的4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)，最小16K地址空間為用戶程序區(qū);

　　(2)指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量;

　　(3)詳細畫出片選邏輯。

　　DnD0DnD0

　　74138譯碼器G1，G G 2A，2B為控制端C, B, A為變量控制端 ?? YY0為輸出端7

　　ROM: 2K×8位

　　8K×8位 32K×8位

　　RAM: 1K×4位

　　2K×8位 8K×8位 16K×1位 4K×4位

　　(1)主存地址空間分配：

　　6000H～67FFH為系統(tǒng)程序區(qū); 6800H～6BFFH為用戶程序區(qū)。

　　(2)合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片? (3)詳細畫出存儲芯片的片選邏輯圖。

　　答案：

　　一、選擇題(共20分，每題1分)

　　1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.B 7.C 8.C 9.C 10.A 11.D 12.B 13.B 14.D 15.B 16.A 17.D 18.C 19.B 20.C

　　二、填空(共20分，每空1分)

　　1.A.A.2127(1-223) B.2129 C.2128(-21-223) D.-2127 2.A. 順序 B.程序計數(shù)器 C.跳躍 D. 指令本身 3.A.90ns B.280ns 4.A.A.增加 B.加1 5.A.地址 B.數(shù)據(jù) C.模m D.m 6.A.保護現(xiàn)場 B.開中斷 C.設(shè)備服務(wù) D.恢復(fù)現(xiàn)場

　　三、名詞解釋(共10分，每題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實現(xiàn)的最基本操作。

　　2.快速緩沖存儲器

　　答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設(shè)的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調(diào)入緩存，這樣CPU每次只須訪問快速緩存就可達到訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。

　　3.基址尋址

　　答：基址尋址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的內(nèi)容。

　　4.流水線中的多發(fā)技術(shù)

　　答：為了提高流水線的性能，設(shè)法在一個時鐘周期(機器主頻的倒數(shù))內(nèi)產(chǎn)生更多條指令的結(jié)果，這就是流水線中的多發(fā)技術(shù)。

　　5.指令字長

　　答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數(shù)。

　　四、(共5分)

　　計算題 答：[A+B]補=1.1011110， A+B =(-17/64)

　　[A-B]補=1.1000110， A-B =(35/64)

　　五、簡答題(共20分)

　　1.(4分)答：

　　同步通信和異步通信的主要區(qū)別是前者有公共時鐘，總線上的所有設(shè)備按統(tǒng)一的時序，統(tǒng)一的傳輸周期進行信息傳輸，通信雙方按約定好的時序聯(lián)絡(luò)。后者沒有公共時鐘，沒有固定的傳輸周期，采用應(yīng)答方式通信，具體的聯(lián)絡(luò)方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方?jīng)]有相互制約關(guān)系;半互鎖方式通信雙方有簡單的制約關(guān)系;全互鎖方式通信雙方有完全的制約關(guān)系。其中全互鎖通信可靠性最高。

　　2.(6分，每寫出一種給1分，最多6分)

　　答：外圍設(shè)備要通過接口與CPU相連的原因主要有：

　　(1)一臺機器通常配有多臺外設(shè)，它們各自有其設(shè)備號(地址)，通過接口可實現(xiàn)對設(shè)備的選擇。

　　(2)I/O設(shè)備種類繁多，速度不一，與 CPU速度相差可能很大，通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖，達到速度匹配。

　　(3)I/O設(shè)備可能串行傳送數(shù)據(jù)，而CPU一般并行傳送，通過接口可實現(xiàn)數(shù)據(jù)串并格式轉(zhuǎn)換。

　　(4)I/O設(shè)備的入/出電平可能與CPU的入/出電平不同，通過接口可實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。

　　(5)CPU啟動I/O設(shè)備工作，要向外設(shè)發(fā)各種控制信號，通過接口可傳送控制命令。

　　(6)I/O設(shè)備需將其工作狀況(“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷請求”等)及時報告CPU，通過接口可監(jiān)視設(shè)備的工作狀態(tài)，并保存狀態(tài)信息，供CPU查詢。

　　可見歸納起來，接口應(yīng)具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設(shè)備狀態(tài)的功能以及傳送數(shù)據(jù)的功能(包括緩沖、數(shù)據(jù)格式及電平的轉(zhuǎn)換)。

　　4.(5分)答：

　　(1)根據(jù)IR和MDR均為16位，且采用單字長指令，得出指令字長16位。根據(jù)105種操作，取操作碼7位。因允許直接尋址和間接尋址，且有變址寄存器和基址寄存器，因此取2位尋址特征，能反映四種尋址方式。最后得指令格式為：

　　7 2 7

　　其中 OP 操作碼，可完成105種操作;

　　M 尋址特征，可反映四種尋址方式; AD形式地址。

　　這種格式指令可直接尋址27 = 128，一次間址的尋址范圍是216 = 65536。

　　(2)雙字長指令格式如下：

　　7 2 7

　　其中 OP、M的含義同上;

　　AD1∥AD2為23位形式地址。

　　這種格式指令可直接尋址的范圍為223 = 8M。

　　(3)容量為8MB的存儲器，MDR為16位，即對應(yīng)4M×16位的存儲器�？刹捎秒p字長指令，直接訪問4M存儲空間，此時MAR取22位;也可采用單字長指令，但RX和RB取22位，用變址或基址尋址訪問4M存儲空間。

　　六、 (共15分)問答題

　　1.(8分)答：

　　(1)由于 (PC) + 1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個源操作數(shù)，靠控制ALU做+1運算得到 (PC) + 1，結(jié)果送至與ALU輸出端相連的R2，然后再送至PC。

　　此題的關(guān)鍵是要考慮總線沖突的問題，故取指周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：

　　T0 PC→MAR，1→R

　　T1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R2

　　T2 MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件 T3 R2→PC

　　(2)立即尋址的加法指令執(zhí)行周期的微操作命令及節(jié)拍安排如下：

　　T0 Ad(IR)→R1 ;立即數(shù)→R1

　　T1 (R1) + (ACC)→R2 ;ACC通過總線送ALU T2 R2→ACC ;結(jié)果→ACC

　　2.(7分)答：DMA接口主要由數(shù)據(jù)緩沖寄存器、主存地址計數(shù)器、字計數(shù)器、設(shè)備地址寄存器、中斷機構(gòu)和DMA控制邏輯等組成。在數(shù)據(jù)交換過程中，DMA接口的功能有：(1)向CPU提出總線請求信號;(2)當(dāng)CPU發(fā)出總線響應(yīng)信號后，接管對總線的控制;(3)向存儲器發(fā)地址信號(并能自動修改地址指針);(4)向存儲器發(fā)讀/寫等控制信號，進行數(shù)據(jù)傳送;(5)修改字計數(shù)器，并根據(jù)傳送字?jǐn)?shù)，判斷DMA傳送是否結(jié)束;(6)發(fā)DMA結(jié)束信號，向CPU申請程序中斷，報告一組數(shù)據(jù)傳送完畢。DMA工作過程流程如圖所示。

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