精選文庫北華大學計算機科學技術(shù)學院2011-2012 學年第 2 學期計算機組成原理課程期末考試試卷（1）參考答案與評分標準一、填空題（每空1分，共10分）1、機器字長，存儲容量，運算速度。2、地址3、程序查詢4、寄存器-寄存器 寄存器-存儲器 存儲器-存儲器5、取指6、指令周期二、選擇題（每小題2分，共20分）1、B2、D3、B4、C5、B6、C7、B8、A9、C10、B三、分析題（每小題5分，共20分）1、1.程序查詢方式和程序中斷方式都要由程序?qū)崿F(xiàn)外圍設(shè)備的輸入輸出，它們有何不同？答：程序查詢方式是用戶在程序中安排一段輸入輸出的程序，它由I/O指令、測試指令和轉(zhuǎn)移指令等組成。CPU一旦啟動I/O后，就進入這段程序，時刻查詢I/O準備的情況，若未準備就緒就踏步等待；若準備就緒就實現(xiàn)傳送。在輸入輸出的全部過程中，CPU停止自身的操作?！?分】程序中斷方式雖也要用程序?qū)崿F(xiàn)外部設(shè)備的輸入、輸出，但它只是以中斷服務(wù)程序的形式插入到用戶現(xiàn)行程序中。即CPU啟動I/O后，繼續(xù)自身的工作，不必查詢I/O的狀態(tài)。而I/O被啟動后，便進入自身的準備階段，當其準備就緒時，向CPU提出中斷請求，此時若滿足條件，CPU暫停現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)入該設(shè)備的中斷服務(wù)程序，在服務(wù)程序中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。【3分】2為什么要把存儲系統(tǒng)分成若干個不同的層次？主要有哪些層次？答：為了擴大存儲器容量和提高訪存速度，將存儲系統(tǒng)分為若干不同層次?！?分】有Cache-主存層次【1分】和主存-輔存層次【1分】3、串行傳輸和并行傳輸有何區(qū)別？各應(yīng)用于什么場合？答：串行傳輸是指數(shù)據(jù)在一條線路上按位一次傳輸，線路成本低，但速度慢，適合于遠距離的數(shù)據(jù)傳輸【2分】。并行傳輸是每個數(shù)據(jù)位都有一條獨立的傳輸線，所有的數(shù)據(jù)位同時傳輸，其傳輸速度快、成本高，適合于近距離、高速傳輸?shù)膱龊?。?分】4. 某機主存容量為4M16 位，且存儲字長等于指令字長，若該機的指令系統(tǒng)具有97 種操作。操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、立即、相對、變址、基址六種尋址方式。求（1）立即數(shù)的范圍（十進制表示）；（2）一次間址和多次間址的尋址范圍；答：立即數(shù)的范圍是-32+31(有符號數(shù))或063(無符號數(shù)) 【2分】 由于存儲字長為16位，故一次間址的尋址范圍為216 。【1分】若多次間址，尋址范圍為215 【2分】四、計算題（第1小題5分，第2小題5分，第3小題10分，共20分）1、已知A=-0.0100，B=+0.1001，求A-B=?答： A補=1.1100，【1分】-B補=1.0111，【1分】A-B補=A補+-B補 = 1.1100+0.11001=1.0111=1.0011【2分】所以A-B=-1.1101【1分】2、設(shè)機器字長為16位，浮點表示是，階碼5位，階符1位，尾數(shù)9位。(1)最大浮點數(shù)為多少？（2）最小浮點數(shù)為多少？答： （1）最大浮點數(shù)=2+21*（1-2-9）【2分】（2）最小浮點數(shù)=-2+31*（1-2-9）【3分】3、已知：兩浮點數(shù)x = 0.1101210，y = 0.1011201 求：x + y答： x,y在機器中以補碼表示為 x補 =00,10;00.1101 【1分】 y補 =00,01;00.1011【1分】對階：j補=jx補-jy補=00,10+11.11=00,01【2分】 y補=00,10;00.0101【2分】求和：x+y補 =00,10;01.0010【2分】右規(guī)：x+y補 =00,11;00.1001【1分】 所以x+y=0.1001*211 【1分】五、應(yīng)用題(第1、2題每題5分, 第3題6分、4題14分，共30分)1、某機有五個中斷源，按中斷響應(yīng)的優(yōu)先順序由高到低為L0，L1，L2，L3，L4，現(xiàn)要求優(yōu)先順序改為L1，L3，L0，L4，L2，寫出各中斷源的屏蔽字。答：設(shè)屏蔽位為“1”時表示對應(yīng)的中斷源被屏蔽，屏蔽字排列如下：中斷源屏蔽字0 1 2 3 4L0L1L2L3L41 0 1 0 1 【1分】1 1 1 1 1 【1分】0 0 1 0 0 【1分】1 0 1 1 1 【1分】0 0 1 0 1 【1分】2、設(shè)CPU內(nèi)部的部件有：PC、IR、MAR、MDR、ACC、ALU、CU，且采用非總線結(jié)構(gòu)。寫出加法指令ADD X（X為主存地址）在執(zhí)行階段所需的全部微操作。答： Ad(IR)MAR【1分】1R【1分】M(MAR)MDR【1分】(ACC)+(MDR)ACC【2分】3、SRAM芯片有17位地址線和4位數(shù)據(jù)線。用這種芯片為32為字長的處理器構(gòu)成1M32比特的存儲器，并采用內(nèi)存條結(jié)構(gòu)。問： （1）若每個內(nèi)存條為256K32比特，共需幾個內(nèi)存條？ （2）每個內(nèi)存條共需多少片這樣的芯片？ （3）所構(gòu)成的存儲器需用多少這樣的芯片？答：（1）1M=1024K,共需要內(nèi)存條1024256=4條【2分】（2）該芯片為2174比特=128K4比特，故每個內(nèi)存條需芯片（256128）（324）=16片【2分】（3）構(gòu)成該存儲器共需芯片416=64片【2分】4、設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ（低電平有效）作訪存控制信號，R/W作讀寫命令信號（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲芯片：ROM（2K8位； 4K4位； 8K8位；） RAM（1K4位； 2K8位； 4K8位；）及74138譯碼器和其它門電路（自選）。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出CPU和存儲芯片的連接圖。要求：（1）主存地址空間分配：0000H0FFFH地址范圍為系統(tǒng)程序區(qū)；1000H3FFFH地址范圍為用戶程序區(qū)；請將16進制地址范圍寫成二進制地址碼，并寫出系統(tǒng)程序區(qū)和用戶程序區(qū)的容量。（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？解：（1）A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 【1分】 總?cè)萘繛?K ROM 【1分】 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1