12級(jí)1班《組成原理》期末復(fù)習(xí)(new)

1、12(1）班計(jì)算機(jī)組成原理）班計(jì)算機(jī)組成原理期末考試復(fù)習(xí)期末考試復(fù)習(xí)n 計(jì)算機(jī)組成原理考試題型說(shuō)明計(jì)算機(jī)組成原理考試題型說(shuō)明一、填空題（一、填空題（20%）二、選擇題（二、選擇題（10% ）三、是非判斷題（三、是非判斷題（10%）四、簡(jiǎn)答題（四、簡(jiǎn)答題（15%）五、計(jì)算應(yīng)用題（五、計(jì)算應(yīng)用題（32%） 六、分析設(shè)計(jì)題（六、分析設(shè)計(jì)題（13%）n計(jì)算機(jī)組成原理考試樣題講解計(jì)算機(jī)組成原理考試樣題講解一、填空題一、填空題例例1：微指令分微指令分 操作操作 控制字段和控制字段和 順序順序 控制控制字段兩部分編碼。字段兩部分編碼。*例例2：設(shè)相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令占設(shè)相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令占2個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)

2、，第一字節(jié)為操作碼，第二字節(jié)是位移量（用補(bǔ)碼表字節(jié)為操作碼，第二字節(jié)是位移量（用補(bǔ)碼表示），每當(dāng)示），每當(dāng)CPU從存儲(chǔ)器取出一個(gè)字節(jié)時(shí)，即從存儲(chǔ)器取出一個(gè)字節(jié)時(shí)，即自動(dòng)完成（自動(dòng)完成（pc）+ 1 pc。設(shè)當(dāng)前指令地址為。設(shè)當(dāng)前指令地址為3008H，要求轉(zhuǎn)移到，要求轉(zhuǎn)移到300FH，則該轉(zhuǎn)移指令第，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為二字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為 05H 。若當(dāng)前指令地址。若當(dāng)前指令地址為為300FH，要求轉(zhuǎn)移到，要求轉(zhuǎn)移到3004H，則該轉(zhuǎn)移指令，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容為第二字節(jié)的內(nèi)容為 F3H 。例3：在微指令的字段編碼中，操作控制字段的分段并非是任意的，必須遵循的分段原則，其中包括：（

3、1）把 互斥 性的微命令分在同一段內(nèi)，（2）一般每個(gè)小段還要留出一個(gè)狀態(tài)，表示不產(chǎn)生微命令 。*例4：中斷請(qǐng)求的一般判優(yōu)順序是 故障引發(fā)的中斷請(qǐng)求、DMA請(qǐng)求和外部設(shè)備中斷請(qǐng)求。例5：高速緩沖存儲(chǔ)器的地址映像方式有： 直接映 、 全相聯(lián)映像 、和 組相聯(lián)映像 三種。*例6：DMA的數(shù)據(jù)塊傳送分為 DMA初始化 、 DMA傳送 、和 DMA后處理 階段。 例7： 靜態(tài) RAM是利用觸發(fā)器電路的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)來(lái)表示信息“0”和“1”，故在不斷開(kāi)電源時(shí)，可以長(zhǎng)久保持信息； 動(dòng)態(tài) RAM利用電容器存儲(chǔ)的電荷來(lái)表示信息“0”和“1”，因此需要不斷進(jìn)行刷新。例8：現(xiàn)在所生產(chǎn)的存儲(chǔ)器芯片的容量是有限的，在字?jǐn)?shù)

4、或字長(zhǎng)方面與實(shí)際存儲(chǔ)器的要求都有很大差距，所以需要在 位數(shù) 和 字?jǐn)?shù) 兩方面進(jìn)行擴(kuò)展才能滿(mǎn)足實(shí)際存儲(chǔ)器的容量要求。 例9：根據(jù)目前常用的存儲(chǔ)介質(zhì)將存儲(chǔ)器分為 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 、 磁表面存儲(chǔ)器 和光盤(pán)存儲(chǔ)器三種。例10：對(duì)存儲(chǔ)器的要求是 存儲(chǔ)容量大 、 存儲(chǔ)速度快 、和 成本價(jià)格低 。為了解決這方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用多級(jí)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。例11：動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的刷新方式主要有 集中刷新 、 分散刷新 和 異步刷新 三種方式。 例12：高速緩沖存儲(chǔ)器（CACHE）常用的替換算法有 先進(jìn)先出算法 、最近最少使用算法 和隨機(jī)替換算法。 例13：在數(shù)的表示范圍方面，浮點(diǎn)比定點(diǎn) 大 。在運(yùn)算規(guī)則方面，浮點(diǎn)比定

5、點(diǎn) 復(fù)雜 。在運(yùn)算精度方面，浮點(diǎn)比定點(diǎn) 高 。例14：控制器按照微命令形成方法不同分為： 組合邏輯控制器和微程序控制器。例15：計(jì)算機(jī)操作與時(shí)序信號(hào)之間的關(guān)系稱(chēng)為時(shí)序控制方式，時(shí)序控制方式可分為: 同步控制 和異步控制兩大類(lèi)。*例16：DMA（直接內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)）方式中，DMA控制器從CPU完全接管對(duì) 總線(xiàn) 的控制，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過(guò)CPU,而直接在內(nèi)存和 I/O設(shè)備 之間進(jìn)行.例17：若浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的兩位符號(hào)位和小數(shù)點(diǎn)后的第一位是 00.1 或 11.0 時(shí)，表明結(jié)果是規(guī)格化的數(shù)。例18：在補(bǔ)碼一位乘法中，如果判斷位YiYi-1=10，則下一步（但不是最后一步）的操作是將部分積加

6、上 -X補(bǔ) ，再向 右 移一位。（設(shè)x為被乘數(shù)，y為乘數(shù)）例19：由于一個(gè)存儲(chǔ)器芯片的容量和位數(shù)一般不能滿(mǎn)足使用要求，所以通常將若干個(gè)芯片按 串聯(lián) 和 并聯(lián) 兩種方式相連接。*例20：按數(shù)據(jù)傳輸格式來(lái)分，IO接口類(lèi)型可分 并行接口 和 串行接口 兩種。 例21：微程序入口地址是根據(jù) 指令操作碼 通過(guò) 微地址形成電路 產(chǎn)生的。例22：某半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的地址碼為16位，因此該機(jī)由地址碼計(jì)算出的主存最大容量為 64K (或216) 個(gè)單元。例23：一個(gè)直接映像的Cache，有64個(gè)塊，主存共有4096個(gè)塊，每個(gè)塊64個(gè)字，因而在主存地址中，應(yīng)有標(biāo)記字段 6 位，Cache的容量為 4096（或6464

7、）字。例24：指令操作碼字段表示指令的操作特性與功能 ，而地址碼字段表示 操作數(shù)地址或操作數(shù) 。 二、選擇題例1：真值-1011的八位原碼是（ C ） A00011001 B00001011 C10001011 D1110001例2：內(nèi)存單元的內(nèi)容可以是指令，也可以是數(shù)據(jù)，它們?cè)谛问缴蠜](méi)有差別，主要通過(guò)( C )來(lái)識(shí)別從內(nèi)存單元取的是指令還是數(shù)據(jù)。 A指令譯碼器 B. 主存單元的地址范圍 C. 指令執(zhí)行的不同階段 D. 時(shí)序信號(hào)例3： 在定點(diǎn)二進(jìn)制運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般通過(guò)（ D ）來(lái)實(shí)現(xiàn)。A原碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器 B補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器C補(bǔ)碼運(yùn)算的十進(jìn)制加法器 D補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制加法器例4

8、：為了縮短指令中某個(gè)地址段的位數(shù)，有效的方法是采用（ B ）。A、立即尋址 B、寄存器尋址 C、間接尋址 D、變址尋址例5：脈沖型微命令的作用是（ A ）。 A.用脈沖邊沿進(jìn)行操作定時(shí) B.在該脈沖寬度時(shí)間內(nèi)進(jìn)行ALU操作 C.在該脈沖寬度時(shí)間內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 D.在該脈沖寬度時(shí)間內(nèi)打開(kāi)數(shù)據(jù)傳送通路例6：下列敘述中，能反映RISC特征的有( A )。 A設(shè)置大量通用寄存器 B指令長(zhǎng)度可變 C豐富的尋址方式 D使用微程序控制器例7：總線(xiàn)的數(shù)據(jù)通路寬度是指（ A ）。 A能一次并行傳送的數(shù)據(jù)位數(shù) B可依次串行傳送的數(shù)據(jù)位數(shù) C單位時(shí)間內(nèi)可傳送的數(shù)據(jù)位數(shù) D可一次并行傳送的數(shù)據(jù)的最大值例8：在多級(jí)存儲(chǔ)

9、體系中，“cache主存”結(jié)構(gòu)的作用是解決（ D ）的問(wèn)題。A.主存容量不足 B.主存與輔存速度不匹配 C.輔存與CPU速度不匹配 D.主存與CPU速度不匹配 例9：計(jì)算機(jī)在控制硬盤(pán)和主機(jī)之間的大批數(shù)據(jù)交換時(shí)主要采用（ D ）方式。 A通道和I/O處理器方式 B程序直接控制方式 C程序中斷控制方式 DDMA方式例10：在微程序控制器中，機(jī)器指令和微程序指令的關(guān)系是（ C ）。A 每一條機(jī)器指令由一條微指令來(lái)執(zhí)行B 一條微指令由若干條機(jī)器指令組成C 每一條機(jī)器指令由一段用微指令組成的微程序來(lái)解釋執(zhí)行D 一段微程序由一條機(jī)器指令來(lái)執(zhí)行例11：浮點(diǎn)加減中的對(duì)階（ A ）。 A 將較小的一個(gè)階碼調(diào)整到

10、與較大的一個(gè)階 碼相同 B 將較大的一個(gè)階碼調(diào)整到與較小的一個(gè)階碼相同 C 將被加數(shù)的階碼調(diào)整到與加數(shù)的階碼相同 D 將加數(shù)的階碼調(diào)整到與被加數(shù)的階碼相同例12：為了減少指令中的地址個(gè)數(shù)，可以采用（B） A直接尋址 B隱含尋址 C相對(duì)尋址 D變址尋址例13：在計(jì)算機(jī)的層次化存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中，虛擬存儲(chǔ)器是指（C）. A將主存儲(chǔ)器當(dāng)作高速緩存使用 B將高速緩存當(dāng)作主存儲(chǔ)器使用 C將輔助存儲(chǔ)器當(dāng)作主存儲(chǔ)器使 D將主存儲(chǔ)器當(dāng)作輔助存儲(chǔ)器使用例14：接口是（ B ）的邏輯部件。 ACPU與系統(tǒng)總線(xiàn)之間 B系統(tǒng)總線(xiàn)與I/O設(shè)備之間 C主存與I/O設(shè)備之間 D運(yùn)算器與I/O設(shè)備之間例15：動(dòng)態(tài)RAM存儲(chǔ)信息依靠

11、的是（D）。A單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 B磁場(chǎng)C雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 D電容器例16：若浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，則判斷運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化表示的方法是（ C ）。A階符與數(shù)符相同為規(guī)格化表示B. 階符與數(shù)符相異為規(guī)格化表示C數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相異為規(guī)格化表示D數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化表示例17：CPU可直接編程訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)器是（D）。 A光盤(pán)存儲(chǔ)器B虛擬存儲(chǔ)器 C磁盤(pán)存儲(chǔ)器D主存儲(chǔ)器 例18：程序計(jì)數(shù)器是指（D）。A可存放指令的寄存器 B可存放程序狀態(tài)字的寄存器C本身具有計(jì)數(shù)邏輯與移位邏輯的寄存器D存放下一條指令地址的寄存器例19：在異步控制的總線(xiàn)傳送中（ C ）。 A所需時(shí)間固定不變 B所

12、需時(shí)鐘周期數(shù)一定 C所需時(shí)間隨實(shí)際需要可變 D時(shí)鐘周期長(zhǎng)度視實(shí)際需要而定 例20：零地址指令可選的尋址方式是（C）。 A立即尋址 B間接尋址 C堆棧尋址 D寄存器尋址例21：在集中式總線(xiàn)仲裁中，（ C ）方式響應(yīng)時(shí)間最快。A 鏈?zhǔn)讲樵?xún) B 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)C 獨(dú)立請(qǐng)求 D 以上三種相同例22：中斷屏蔽字的作用是（ B ）A暫停外設(shè)對(duì)主存的訪(fǎng)問(wèn)B暫停對(duì)某些中斷的響應(yīng)C暫停對(duì)一切中斷的響應(yīng)D暫停CPU對(duì)主存的訪(fǎng)問(wèn)三、是非判斷題例1：減少指令中地址數(shù)目的辦法是：采用以寄存器為基礎(chǔ)的尋址方式。（ ）例2：每條指令的第一個(gè)機(jī)器周期一定是取指周期。（ ）例3：對(duì)外設(shè)統(tǒng)一編址是指給每個(gè)外設(shè)設(shè)置一個(gè)地址碼。（

13、）例4：狀態(tài)寄存器是為計(jì)算機(jī)提供判斷條件，以實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移。 （ ）例5：提高并行加法器速度的關(guān)鍵是盡量加快各位的計(jì)算結(jié)果。 （ ） 例6：計(jì)算機(jī)內(nèi)部的除法運(yùn)算可由“加減”和“左移”運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。（ ）例7： 外部中斷一旦申請(qǐng)中斷，便能立即得到CPU的響應(yīng)。 （ ）例8：DMA方式用于傳送成組數(shù)據(jù)，所以DMA控制器申請(qǐng)總線(xiàn)使用權(quán)后，總是要等一批數(shù)據(jù)傳送完成后才釋放總線(xiàn)。（ ） 例9：在異步通信中，數(shù)據(jù)傳送所需時(shí)間由CPU決定。（ ） 例10：串行接口是指：接口與總線(xiàn)之間串行傳送，接口與設(shè)備之間串行傳送。（ ）例11：在微程序控制方式中，由一條微指令的微操作控制字段產(chǎn)生微命令。（ ）例12：總線(xiàn)是一

14、組可由多個(gè)部件分時(shí)共享的傳送信息的公共線(xiàn)路，某一時(shí)刻允許多個(gè)部件通用過(guò)總線(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)。（ ） 例13：兩個(gè)補(bǔ)碼相加，只有在最高位都是1時(shí)有可能產(chǎn)生溢出。 （ ）例14：相對(duì)尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于程序計(jì)數(shù)器（PC）內(nèi)容與偏移量之和。 （ ）例15：指令是程序設(shè)計(jì)人員與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)溝通的媒介，微指令是計(jì)算機(jī)指令和硬件電路建立聯(lián)系的媒介。 （ ）例16：半導(dǎo)體ROM是非易失性的，斷電后仍然能保持記憶。 （ ）例17：在統(tǒng)一編址方式下，CPU訪(fǎng)問(wèn)I/O端口時(shí)必須使用專(zhuān)用的I/O命令。 （ ） 例18：在常用硬磁盤(pán)中，外圈磁道容量與內(nèi)圈磁道容量相同。（ ） 例19：主存儲(chǔ)器中采用雙譯碼結(jié)構(gòu)的主要目

15、的是提高存取速度。（ ）例20： 方式進(jìn)行外設(shè)與主機(jī)交換信息時(shí)，不需要向主機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求。（ ）例21：奇偶校驗(yàn)可以糾正代碼中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。（ ）例22：用微指令的分段編碼法設(shè)計(jì)微指令時(shí)，需將具有相斥性的微命令組合在同一字段內(nèi)。（ ）例23：時(shí)序電路用來(lái)產(chǎn)生各種時(shí)序信號(hào)，以保證整個(gè)計(jì)算機(jī)協(xié)調(diào)地工作。（）例1：馮諾依曼的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)思想包含那些要點(diǎn)？答：（1）用二進(jìn)制代碼表示程序和數(shù)據(jù)； （2）計(jì)算機(jī)采用存儲(chǔ)程序的工作方式；（3）計(jì)算機(jī)硬件由存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成。四、簡(jiǎn)答題例2：什么是程序存儲(chǔ)工作方式？答：（1）事先編制程序； （2）事先存儲(chǔ)程序； （3）自動(dòng)、連續(xù)

16、地執(zhí)行程序。例3：衡量計(jì)算機(jī)性能的基本指標(biāo)有哪些？答：（1）基本字長(zhǎng)； （2）運(yùn)算速度； （3）數(shù)據(jù)通路寬度與數(shù)據(jù)傳輸率； （4）存儲(chǔ)容量； （5）外圍設(shè)備配置； （6）軟件配置。 例4：什么是尋址方式？常見(jiàn)的尋址方式有哪些？答：指令中以什么方式提供操作數(shù)或操作數(shù)地址，稱(chēng)為尋址方式，尋址方式是形成操作數(shù)有效地址的方法。 常見(jiàn)尋址方式主要有：立即尋址，直接尋址，間接尋址，寄存器尋址，寄存器間接尋址，基址尋址，變址尋址，相對(duì)尋址，堆棧尋址，隱含尋址等。 例5：在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí),通常應(yīng)從哪4個(gè)方面考慮?答：（1）指令系統(tǒng)的完備性，常用指令齊全，編程方便；（2）指令系統(tǒng)的高效性，程序占用內(nèi)存空間少，運(yùn)

17、行速度快。（3）指令系統(tǒng)的規(guī)整性，指令和數(shù)據(jù)使用規(guī)則統(tǒng)一簡(jiǎn)化，易學(xué)易記；（4）指令系統(tǒng)的兼容性，同一系列的低檔計(jì)算機(jī)的程序能放到新的高檔機(jī)上直接運(yùn)行。例6：微程序控制器怎么產(chǎn)生微操作控制信號(hào)？這種控制器有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：微操作控制信號(hào)的產(chǎn)生：事先把微操作控制信號(hào)以代碼的形式構(gòu)成微指令，然后存放于控制存儲(chǔ)器中，取微指令時(shí)，其代碼直接或譯碼產(chǎn)生微操作控制信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn)：規(guī)整、易于修改和擴(kuò)展； 缺點(diǎn)：速度較慢。例7：畫(huà)出計(jì)算機(jī)中采用的存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明不同層次的作用及對(duì)速度、容量的要求。答: （1）主存：存放需要CPU運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，速度較快，容量較大；（2）Cache：存放當(dāng)前訪(fǎng)問(wèn)頻繁的內(nèi)容

18、，即主存某些頁(yè)的內(nèi)容復(fù)制。速度最快，容量較小；（3）外存：存放需聯(lián)機(jī)保存但暫不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。容量很大而速度較慢。作出層次結(jié)構(gòu)圖如下：例8：組合邏輯控制方式的基本思想是什么？答：它通過(guò)組合邏輯電路產(chǎn)生微命令。產(chǎn)生微命令的輸入信號(hào)有：指令代碼(操作碼，尋址方式碼等），時(shí)序信號(hào)（工作周期、時(shí)鐘周期，工作脈沖），程序狀態(tài)（PSW中的標(biāo)志位）和外部請(qǐng)求等。輸出信號(hào)為微命令（電位型、脈沖型）。*例9：I/O接口的基本功能有哪些？答：（1）尋址：接收CPU送來(lái)的地址碼，選擇接口中的寄存器供CPU訪(fǎng)問(wèn)。（2）數(shù)據(jù)緩沖：實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)的速度匹配（3）預(yù)處理：串-并格式轉(zhuǎn)換（串口）；數(shù)據(jù)通路寬度轉(zhuǎn)換（并口）；

19、電平轉(zhuǎn)換。（4）控制功能：傳送控制命令與狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)I/O傳送控制方式。例10：常見(jiàn)的總線(xiàn)分類(lèi)方法有哪幾種？相應(yīng)的可以將總線(xiàn)分為那幾類(lèi)？答：總線(xiàn)的分類(lèi)方法有以下幾種：按數(shù)據(jù)傳送格式分類(lèi)，按時(shí)序控制方式分類(lèi)，按所處的位置和功能分類(lèi)，按傳送信息類(lèi)型分類(lèi)。 按數(shù)據(jù)傳送格式，總線(xiàn)可分為串行總線(xiàn)與并行總線(xiàn)。按時(shí)序控制方式，總線(xiàn)可分為同步總線(xiàn)（含同步擴(kuò)展總線(xiàn)）與異步總線(xiàn)，。按所處的位置和功能，可分為CPU內(nèi)部總線(xiàn)、系統(tǒng)總線(xiàn)以及各種局部總線(xiàn)。按傳送數(shù)據(jù)類(lèi)型，可分為地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、控制總線(xiàn)。例11：動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新方式有哪幾種?它們的優(yōu)缺點(diǎn)如何?答：（1）集中式刷新方式，優(yōu)點(diǎn)：主存利用率高，控制簡(jiǎn)單，缺

20、點(diǎn)：形成一段較大的死區(qū)時(shí)間； （2）分散刷新方式，優(yōu)點(diǎn)：控制簡(jiǎn)單，主存工作沒(méi)有長(zhǎng)的死區(qū)時(shí)間，缺點(diǎn)：主存利用率低，工作速度約降低一倍； （3）異步刷新方式，優(yōu)點(diǎn)：對(duì)主存利用率高，工作速度快，而且沒(méi)有長(zhǎng)的死區(qū)，缺點(diǎn)：控制較復(fù)雜。*例12：何謂程序中斷方式？請(qǐng)舉出兩種具體的應(yīng)用實(shí)例？答：當(dāng)CPU接到某個(gè)隨機(jī)的中斷請(qǐng)求信號(hào)后，暫停執(zhí)行當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，為該隨機(jī)事件服務(wù)，服務(wù)完畢后自動(dòng)返回并繼續(xù)執(zhí)行原程序，這一過(guò)程稱(chēng)為中斷，采用這種方式控制I/O操作或處理隨機(jī)事件。稱(chēng)為中斷方式。 主要應(yīng)用于處理復(fù)雜隨機(jī)事件、控制中低速I(mǎi)/O；實(shí)例如：故障處理、中低速I(mǎi)/O控制、通信、實(shí)時(shí)處理、人機(jī)

21、對(duì)話(huà)等。*例13：主機(jī)和外設(shè)的信息交換方式有哪幾種?并簡(jiǎn)單說(shuō)明各自的特點(diǎn)。答：（1）程序查詢(xún)方式：CPU的操作和外圍設(shè)備的操作能夠同步，且硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但比較浪費(fèi)CPU資源。 （2）程序中斷方式：CPU和外圍設(shè)備能夠并行操作。一般適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出中斷要求應(yīng)立即進(jìn)行響應(yīng)，節(jié)省了CPU的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，但硬件結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜一些 （3）直接內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)（DMA）方式：數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過(guò)CPU，數(shù)據(jù)傳送速度很高，傳送速率僅受到內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間的限制。需要更多的硬件，適用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大批量數(shù)據(jù)交換的場(chǎng)合。 （4）通道方式：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送，大大提高了CPU的工作效

22、率。 （5）外圍處理機(jī)（IOP）方式：是通道方式的進(jìn)一步發(fā)展，基本上獨(dú)立于主機(jī)工作，結(jié)構(gòu)更接近一般處理機(jī)。例14：總線(xiàn)集中式仲裁有哪幾種方式?并說(shuō)明各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：（1）鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式：通過(guò)接口的優(yōu)先級(jí)排隊(duì)電路來(lái)決定設(shè)備的優(yōu)先級(jí)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充，但是對(duì)詢(xún)問(wèn)鏈的電路故障很敏感，而且優(yōu)先級(jí)低的設(shè)備可能長(zhǎng)期不能使用總線(xiàn)。 （2）計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式：可以通過(guò)改變計(jì)數(shù)起始值來(lái)靈活改變?cè)O(shè)備的優(yōu)先級(jí)，但需增加線(xiàn)數(shù)。 （3）獨(dú)立請(qǐng)求方式：響應(yīng)時(shí)間快，對(duì)優(yōu)先次序的控制相當(dāng)靈活，但需增加線(xiàn)數(shù)。 五、計(jì)算應(yīng)用題例1：將十進(jìn)制數(shù)-21和-0.375化成二進(jìn)制數(shù)，再寫(xiě)出各自的原碼、補(bǔ)碼、反碼表示（符號(hào)位和數(shù)值位共8

23、位）。 二進(jìn)制數(shù) 原碼 補(bǔ)碼 反碼 解 -21： -10101 10010101 11101011 11101010 -0.375 -0.011 1.0110000 1.1010000 1.1001111 練習(xí)：已知：X補(bǔ)11100101，求X原，和X真？（真值要求用十進(jìn)制表示）解：X補(bǔ)11100101 X原=10101101X真=-0101101B= -（32+8+4+1）D= -45D例2、用變形補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算，并判斷結(jié)果是否溢出？是何種溢出？(1) X=0.10010，Y=-0.10011，計(jì)算X-Y(2) X=-0.10111，Y=0.10011，計(jì)算X+Y解：（1） x補(bǔ)=00.1

24、0010 y補(bǔ)=11.01101 -y補(bǔ)=00.10011 x-y補(bǔ)=x補(bǔ)+-y補(bǔ)=00.10010+00.10011=01.00101 因?yàn)殡p符號(hào)位不同，發(fā)生了正溢。（2） x補(bǔ)=11.01001 y補(bǔ)=00.10011 x+y補(bǔ)=x補(bǔ)+y補(bǔ)=11.01001+00.10011=11.11100，無(wú)溢出。 x+y=0.00100例3：用補(bǔ)碼一位乘法計(jì)算X Y =？， X= 0.1011 Y= 0.1101寫(xiě)出規(guī)范的運(yùn)算過(guò)程。 解：A=00.0000， B=X補(bǔ)=11.0101， -B= - X補(bǔ)=00.1011， C=Y補(bǔ)=0.1101 練習(xí)1:用補(bǔ)碼一位乘法（比較法）計(jì)算XY。已知X=0.

25、1101，Y=0.1011。要求寫(xiě)出規(guī)范的運(yùn)算過(guò)程。 *例4： 用邏輯代數(shù)的公式化簡(jiǎn)法證明下列等式。DCBACBBADDDCAB)()(證明如下：DCBACBDBCBCACBBCADABCCBCABAABDABCCBBADABDABCCBBADDDCAB)() 1()()()(練習(xí)2 ：用邏輯代數(shù)的公式化簡(jiǎn)法證明下列等式。CADCBADBCAD)(例5：將4位有效信息1001編成循環(huán)校驗(yàn)碼（CRC碼），選擇生成多項(xiàng)式為1011（即： ），寫(xiě)編碼過(guò)程。解：（1）編碼方法)4(1001,)(03KXXXM即)3(1001000,)(36rXXXXMr即)41(1011,)(013rXXXXG即)2

26、(1011110101010111001000)()(3除模XGXXM（2）編碼后的校驗(yàn)碼為：)2(10011101101001000)()(3加模XRXXM13 XX練習(xí)3：將4位有效信息1100編成循環(huán)校驗(yàn)碼（CRC碼），選擇生成多項(xiàng)式為1011（即： ），寫(xiě)編碼過(guò)程。 13 XX*例6：已知X=25*(9/16) Y=24*(-11/16)請(qǐng)按浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算規(guī)則,計(jì)算: X+Y=? 其浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)用變形補(bǔ)碼表示，存放格式如下：階符（2位）階碼（3位）尾符（2位）尾碼（6位）假定：舍入方法采用“0舍1入法” 。解：X浮浮= 00,101 00.100100Y浮浮= 00, 100 11.

27、010100EX-EY補(bǔ)補(bǔ)= 00,101+11,100=00,001 EX-EY= +1 ,則y的尾數(shù)向右移一位，階碼相應(yīng)加1， 對(duì)階結(jié)果 ： Y 浮= 00,101 11.101010尾數(shù)相加MX+MY補(bǔ)補(bǔ)= = 00.100100 + 11.101010 =00.001110 ，x+y補(bǔ) = 00,101; 00.001110 (尾數(shù)出現(xiàn)“00.0”，需左規(guī))。 規(guī)格化處理 ,左規(guī)2位:即尾數(shù)左移二位,同時(shí)階碼減2 X+Y浮= 00,011 00. 111000最終結(jié)果 :X+Y= 23*(+0.111000) 練習(xí)4：已知X=2-4*(11/16) Y=2-3*(13/16)請(qǐng)按浮點(diǎn)數(shù)

28、運(yùn)算規(guī)則,計(jì)算: X+Y=? 其浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)用變形補(bǔ)碼表示，存放格式如下：假定：舍入方法采用“0舍1入法” 。 階符（2位） 階碼（3位） 尾符（2位） 尾碼（6位）解：X浮浮= 11,100 00.101100Y浮浮= 11,101 00.110100EX-EY補(bǔ)補(bǔ)= 11,100+00,011=11,111 EX-EY= -1 對(duì)階結(jié)果 ： X 浮= 11,101 00.010110尾數(shù)相加MX+MY補(bǔ)補(bǔ)= = 00.010110+00.110100=01.001010，x+y浮=11, 101 01.001010 (尾數(shù)出現(xiàn)“01.0”，表示溢出)（尾數(shù)溢出,需右規(guī)一位 ,即尾數(shù)右

29、移一位,同時(shí)階碼加1 ）因此:X+Y浮= 11,110 00.100101最終結(jié)果 X+Y= 2-2*(+0.100101) 例7：某計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)為16位,存儲(chǔ)器按字編址,存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)指令格式如下: 其中OP是操作碼，Mode為尋址方式：0立即尋址、1直接尋址、2間接尋址、3變址尋址、4相對(duì)尋址， ADD為形式地址。設(shè)PC和Rx分別為程序計(jì)數(shù)器和變址寄存器，字長(zhǎng)為16位。問(wèn):1. 該格式能定義多少種指令?2. 各種尋址方式的尋址范圍為多少字?3. 寫(xiě)出各種尋址方式的有效地址EA的計(jì)算式。 OP(5位)Mode(3位)ADD(8位)解：（1）因?yàn)椴僮鞔a字段長(zhǎng)度為5位（K位），因此能定義25=32種

30、（2K種）操作； （2）根據(jù)不同尋址方式的特點(diǎn)，尋址方式M 尋址范圍如下所示： 0 1個(gè)字,即指令字 1 256個(gè)字（2M字,M=8） 2 64k字（2N字,N=16） 3 64k字（2N字,N=16） 4 256個(gè)字(PC值附近256個(gè)字) （2M字，M=8）（設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為N位，指令的地址位長(zhǎng)M位）；（3）各種尋址方式有效地址的計(jì)算： 1 EA=Add 2 EA=(Add) 3 EA=(Rx)+Add 4 EA=(PC)+Add其中：Add為形式地址。練習(xí)5：某機(jī)主存容量為4M16位，且存儲(chǔ)字長(zhǎng)等于指令字長(zhǎng)，若該機(jī)的指令系統(tǒng)具備120種操作。操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、立即、相對(duì)四種尋

31、址方式。（1）畫(huà)出一地址指令格式并指出各字段的作用；（2）該指令直接尋址的最大范圍；（3）一次間址的尋址范圍；（4）相對(duì)尋址的尋址范圍。解：（1）指令字長(zhǎng)16位，操作碼為7位，尋址特征位2位，地址碼7位；（2）27；（3）216；（4）-64 +63。例8： 某機(jī)采用微程序控制方式，采用水平型編碼控制的微指令格式，后繼微指令地址采用斷定方式，微指令字長(zhǎng)28位，共有微命令31個(gè)，構(gòu)成4個(gè)相斥類(lèi)，各包含7個(gè)、8個(gè)、13個(gè)和3個(gè)微命令，控制轉(zhuǎn)移條件共3個(gè)。試問(wèn)：（1） 設(shè)計(jì)出微指令的具體格式； （2） 控制存儲(chǔ)器的容量應(yīng)為多少？解：（1）根據(jù)題意可知，微指令的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中控制字段和判別測(cè)

32、試字段采用編碼表示法，則操作控制字段的總長(zhǎng)度為：3+4+4+2=13位（四個(gè)直接編碼段長(zhǎng)分別為3、4、4和2位）；判別測(cè)試字段的長(zhǎng)度為：3位（每個(gè)測(cè)試標(biāo)志1位）。則下地址字段長(zhǎng)度為：28-13-3=12位。（2）因?yàn)槲⒅噶畹南碌刂纷侄?2位，可尋址空間為4K，所以控制存儲(chǔ)器的容量為4K28位。六、分析設(shè)計(jì)題例1：用74181和74182芯片構(gòu)成一個(gè)16位ALU，采用組間并行進(jìn)位鏈結(jié)構(gòu)。畫(huà)出邏輯圖，并注明輸入、輸出信號(hào)。解： 練習(xí)6：用74181構(gòu)成一個(gè)16位ALU，采用組間串行進(jìn)位鏈結(jié)構(gòu)。畫(huà)出邏輯圖，并注明輸入、輸出信號(hào)。 解：例2：用1K4位/片的SRAM芯片構(gòu)成一個(gè)4K8位的存儲(chǔ)器，地址總線(xiàn)A15A0（低），雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)D7D0，讀寫(xiě)控制信號(hào) ， 為片選輸入信號(hào)。請(qǐng)畫(huà)出芯片級(jí)邏輯框圖，注明各種信號(hào)線(xiàn)，寫(xiě)出各片選信號(hào)邏輯式。解： （1）計(jì)算芯片數(shù) 擴(kuò)展位數(shù)：用兩片1K4位的存儲(chǔ)芯片擴(kuò)展容量至1K8位； 擴(kuò)展單元數(shù)：用4組1K8位將容量擴(kuò)展