------------------------------------------------------------------------計算機(jī)組成原理期末考試試題及答案計算機(jī)組成原理試題一、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(jī)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(jī)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(jī)與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時，采用______，主機(jī)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(jī)中，下述第______種說法是正確的。A．原碼和反碼不能表示-1，補(bǔ)碼可以表示-1；B．三種機(jī)器數(shù)均可表示-1；C．三種機(jī)器數(shù)均可表示-1，且三種機(jī)器數(shù)的表示范圍相同；D．三種機(jī)器數(shù)均不可表示-1。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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)存儲器的一種；B．EPROM是可改寫的，但它不能用作為隨機(jī)存儲器用；C．EPROM只能改寫一次，故不能作為隨機(jī)存儲器用；D．EPROM是可改寫的，但它能用作為隨機(jī)存儲器用。20．打印機(jī)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(jī)和串行式打印機(jī)；B．擊打式打印機(jī)和非擊打式打印機(jī)；C．點陣式打印機(jī)和活字式打印機(jī)；D．激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)。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(jìn)制補(bǔ)碼浮點規(guī)格化數(shù)對應(yīng)的十進(jìn)制真值范圍是：最大正數(shù)為A，最小正數(shù)為B，最大負(fù)數(shù)為C，最小負(fù)數(shù)為D。2．指令尋址的基本方式有兩種，一種是A尋址方式，其指令地址由B給出，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A。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A。尾數(shù)右移1位，階碼B。5．存儲器由m（m＝1，2，4，8…）個模塊組成，每個模塊有自己的A和B寄存器，若存儲器采用C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A、B、C、D和中斷返回幾部分。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(jī)器數(shù)字長為8位（含1位符號位），設(shè)A＝，B＝，計算[AB]補(bǔ)，并還原成真值。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，并用作訪存控制信號（低電平有效），用作讀寫控制信號（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(xì)畫出片選邏輯。（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(xì)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．C8．C 9．C 10．A 11．D 12．B 13．B 14．D15．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(1-2－23) B．2－129 C．2－128(-2－1-2－23) D．-21272．A．順序 B．程序計數(shù)器 C．跳躍 D．指令本身3．A．90ns B．280ns4．A．A．增加 B．加15．A．地址 B．?dāng)?shù)據(jù) C．模m D．m6．A．保護(hù)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(dá)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(jī)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(jī)器指令中二進(jìn)制代碼的總位數(shù)。四、（共5分）計算題答：[A+B]補(bǔ)＝1.1011110， A+B＝（-17/64）[A-B]補(bǔ)＝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(jìn)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(jī)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(dá)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?？梢姎w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：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：727OPMAD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。雙字長指令格式如下：727OPMAD1AD2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。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：T0PC→MAR，1→RT1M(MAR)→MDR，(PC)+1→RT2MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件T3R2→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：T0Ad(IR)→R1；立即數(shù)→R1T1(R1)+(ACC)→R2；ACC通過總線送ALUT2R2→ACC；結(jié)果→ACC2．（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(jī)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(jìn)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