千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦(完整版)計(jì)算機(jī)組成原理期末考試試題及答案計(jì)算機(jī)組成原理試題

一、挑選題（共20分，每題1分）

1．零地址運(yùn)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____C__。

A．立刻數(shù)和棧頂；

B．暫存器；

C．棧頂和次棧頂；

D．累加器。

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

A．存儲器；

B．運(yùn)算器；

C．控制器；

D．用戶。

3．所謂三總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)是指_B_____。

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(jì)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_____B_。

A．128K；

B．64K；

C．64KB；

D．128KB。

5．主機(jī)與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，采納___A___，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(diǎn)機(jī)中，下述第___B___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)均不行表示-1。

7．變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址是___C___。

A．基址寄存器內(nèi)容加上形式地址（位移量）；

B．程序計(jì)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___C___。

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(gè)節(jié)拍信號的寬度是指_____C_。

A．指令周期；

B．機(jī)器周期；

C．時(shí)鐘周期；

D．存儲周期。

10．將微程序存儲在EPROM中的控制器是____A__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___D___。

A．操作數(shù)隱含在操作碼中的指令；

B．在一個(gè)機(jī)器周期里完成所有操作的指令；

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(gè)16位的二進(jìn)制數(shù)表示浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，下列計(jì)劃中第____B_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__B____。

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哀求中斷處理數(shù)據(jù)傳送；

D．內(nèi)無中斷機(jī)制。

14．在中斷周期中，由____D__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，銜接在總線上的多個(gè)部件__B____。

A．某一時(shí)刻惟獨(dú)一個(gè)可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并且惟獨(dú)一個(gè)可以從總線接收數(shù)據(jù)；

B．某一時(shí)刻惟獨(dú)一個(gè)可以向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有多個(gè)同時(shí)從總線接收數(shù)據(jù)；

C．可以有多個(gè)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，并且可以有多個(gè)同時(shí)從總線接收數(shù)據(jù)；

D．可以有多個(gè)同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有一個(gè)同時(shí)從總線接收數(shù)據(jù)。16．三種集中式總線控制中，___A___方式對電路故障最敏感。

A．鏈?zhǔn)讲樵儯?/p>

B．計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢；

C．自立哀求；

D．以上都不對。

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

A．48；

B．46；

C．17；

D．22．

18．在間址周期中，__C____。

A．全部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____B__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)的分類辦法無數(shù)，若按能否打印漢字來區(qū)別，可分為_C_____。

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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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2127(1-2－23)，最小正數(shù)為2－129，最大負(fù)數(shù)為2－128(-2－1-2－23)，最小負(fù)數(shù)為-2127。

2．指令尋址的基本方式有兩種，一種是挨次尋址方式，其指令地址由程序計(jì)數(shù)器給出，另一種是跳動尋址方式，其指令地址由指令本身給出。

3．在一個(gè)有四個(gè)過程段的浮點(diǎn)加法器流水線中，假設(shè)四個(gè)過程段的時(shí)光分離是T1=60ns﹑T2=50ns﹑T3=90ns﹑T4=80ns。則加法器流水線的時(shí)鐘周期至少為90ns。假如采納同樣的規(guī)律電路，但不是流水線方式，則浮點(diǎn)加法所需的時(shí)光為280ns。

4．一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，當(dāng)其尾數(shù)右移時(shí)，欲使其值不變，階碼必需增強(qiáng)。尾數(shù)右移1位，階碼加1。

5．存儲器由m（m＝1，2，4，8…）個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊有自己的地址和數(shù)據(jù)寄存器，若存儲器采納模m編址，存儲器帶寬可增強(qiáng)到本來的m倍。

6．按序?qū)懗龆嘀刂袛嗟闹袛喾?wù)程序包括庇護(hù)現(xiàn)場、開中斷、設(shè)備服務(wù)|。?；謴?fù)現(xiàn)場和中斷返回幾部分。

1．A．A．2127(1-2－23)B．2－129C．2－128(-2－1-2－23)D．-2127

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(shí)現(xiàn)的最基本操作。

2．迅速緩沖存儲器答：迅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，它對用戶是透亮?????的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調(diào)入緩存，這樣CPU每次只須拜訪迅速緩存就可達(dá)到拜訪主存的目的，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(gè)時(shí)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、計(jì)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＝

64

9

，B＝3213-，計(jì)算[A±B]補(bǔ)，并還原成真值。

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

同步通信和異步通信的主要區(qū)分是前者有公共時(shí)鐘，總線上的全部設(shè)備按統(tǒng)一的時(shí)序，統(tǒng)一的傳輸周期舉行信息傳輸，通信雙方按商定好的時(shí)序聯(lián)絡(luò)。后者沒有公共時(shí)鐘，沒有固定的傳輸周期，采納應(yīng)答方式通信，詳細(xì)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)]有互相制約關(guān)系；半互鎖方式通信雙方有容易的制約關(guān)系；全互鎖方式通信雙方有徹低的制約關(guān)系。其中全互鎖通信牢靠性最高。

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）

答：外圍設(shè)備要通過接口與CPU相連的緣由主要有：

（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(shí)現(xiàn)對設(shè)備的挑選。

（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(shí)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普通并行傳送，通過接口可實(shí)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(shí)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)備需將其工作情況（“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷哀求”等）準(zhǔn)時(shí)報(bào)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）。

六、問答題（共15分）

1．設(shè)CPU中各部件及其互相銜接關(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(gè)源操作數(shù)完成加1的運(yùn)算）。要求以最少的節(jié)拍寫出取指周期所有微操作命令及節(jié)拍支配。

答：因?yàn)?PC)+1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個(gè)源操作數(shù)，靠控制ALU做＋1運(yùn)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)鍵是要考慮總線矛盾的問題，故取指周期的微操作命令及節(jié)拍支配如下：T0PC→MAR，1→R

T1M(MAR)→MDR，(PC)+1→R2

T2MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件

T3R2→PC

（2）寫出指令A(yù)DD#α（#為立刻尋址特征，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)拍支配。

答：立刻尋址的加法指令執(zhí)行周期的微操作命令及節(jié)拍支配如下：

T0Ad(IR)→R1；立刻數(shù)→R1

T1(R1)+(ACC)→R2；ACC通過總線送ALU

T2R2→ACC；結(jié)果→ACC

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）

答：DMA接口主要由數(shù)據(jù)緩沖寄存器、主存地址計(jì)數(shù)器、字計(jì)數(shù)器、設(shè)備地址寄存器、

中斷機(jī)構(gòu)和DMA控制規(guī)律等組成。在數(shù)據(jù)交換過程中，DMA接口的功能有：（1）向CPU提出總線哀求信號；（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，舉行數(shù)據(jù)傳送；（5）修改字計(jì)數(shù)器，并按照傳送字?jǐn)?shù)，推斷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(bào)告一組數(shù)據(jù)傳送完畢。DMA工作過程流程如圖所示。

七、設(shè)計(jì)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）。現(xiàn)有下列芯片及各種門電路（門電路自定），如圖所示。畫出CPU與存儲器的銜接圖，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）具體畫出片選規(guī)律。

74138譯碼器DnD0RAM:1K×4位

2K×8位8K×8位16K×1位4K×4位

ROM:2K×8位

8K×8位32K×8位

AADnD0

AA2AG2

BG7

Y0YG1，，為控制端C,B,A為變量控制端……為輸出端

（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)。

答：（1）主存地址空間分配。（2分）

A15…A11…A7……A0

???

?

?

??

0000000000001111111111111110111100000000000111111111111111111111最大4K2K×8位ROM2片

?

??

00000000000001111111111111110111相鄰4K4K×4位RAM2片

???

?

?

??

1111111111111100000000000000010011111111111110000000000000000000最小16K8K×8位RAM2片

（2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片？2）按照主存地址空間分配

最大4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，選用2片2K×8位ROM芯片；（1分）相鄰的4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)，選用2片4K×4位RAM芯片；（1分）最小16K地址空間為用戶程序區(qū)，選用2片8K×8位RAM芯片。（1分）

（3）具體畫出存儲芯片的片選規(guī)律圖。

答案：

一、挑選題（共20分，每題1分）

1．C2．C3．B4．B5．A6．B7．C

8．C9．C10．A11．D12．B13．B14．D

15．B16．A17．D18．C19．B20．C

二、填空（共20分，每空1分）

1．A．A．2127(1-2－23)B．2－129C．2－128(-2－1-2－23)D．-2127

2．A．挨次B．程序計(jì)數(shù)器C．跳動D．指令本身3．A．90nsB．280ns

4．A．A．增強(qiáng)B．加1

5．A．地址B．?dāng)?shù)據(jù)C．模mD．m

6．A．庇護(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(shí)現(xiàn)的最基本操作。2．迅速緩沖存儲器

答：迅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，它對用戶是透亮?????的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調(diào)入緩存，這樣CPU每次只須拜訪迅速緩存就可達(dá)到拜訪主存的目的，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(gè)時(shí)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(jì)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)分是前者有公共時(shí)鐘，總線上的全部設(shè)備按統(tǒng)一的時(shí)序，統(tǒng)一的傳輸周期舉行信息傳輸，通信雙方按商定好的時(shí)序聯(lián)絡(luò)。后者沒有公共時(shí)鐘，沒有固定的傳輸周期，采納應(yīng)答方式通信，詳細(xì)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)]有互相制約關(guān)系；半互鎖方式通信雙方有容易的制約關(guān)系；全互鎖方式通信雙方有徹低的制約關(guān)系。其中全互鎖通信牢靠性最高。

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相連的緣由主要有：

（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(shí)現(xiàn)對設(shè)備的挑選。

（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(shí)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普通并行傳送，通過接口可實(shí)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(shí)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)備需將其工作情況（“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷哀求”等）準(zhǔn)時(shí)報(bào)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）按照IR和MDR均為16位，且采納單字長指令，得出指令字長16位。按照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：

727

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：

727

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?？刹杉{雙字長指令，直接拜訪4M存儲空間，此時(shí)MAR取22位；也可采納單字長指令，但RX和RB取22位，用變址或基址尋址拜訪4M存儲空間。

六、（共15分）問答題

1．（8分）答：

（1）因?yàn)?PC)+1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個(gè)源操作數(shù)，靠控制ALU做＋1運(yùn)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)鍵是要考慮總線矛盾的問題，故取指周期的微操作命令及節(jié)拍支配如下：T0PC→MAR，1→R

T1M(MAR)→MDR，(PC)+1→R2

T2MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件

T3R2→PC

（2）立刻尋址的加法指令執(zhí)行周期的微操作命