03級計(jì)算機(jī)專業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》試卷A

1、廈門理工學(xué)院20052006 學(xué)年第一學(xué)期期末考試03 級計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)組成原理試卷A學(xué)號姓名成績一、填空題（每個空格 1 分，15 分）1、一片容量為 32k的 SRAM 存儲器芯片，地址線有條，數(shù)據(jù)線有 8 條，地址范圍從 0000 到。162若x =11101100(單符號位)，則 x 的模為 256x /2 =_，補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)3馮偌依曼計(jì)算機(jī)的基本原理包括_和程序控制。4、在微指令格式設(shè)計(jì)過程中，有 8 個互斥型的微命令被分配到一組，當(dāng)該組采用編碼方法表示時，微指令格式的相關(guān)字段至少需要_ 位。5 D,基址寄存器為 BX E=_。6.若被傳送的數(shù)據(jù)為 11011011，假設(shè)采用偶校驗(yàn)技術(shù)，

2、則校驗(yàn)位 C =_。7、層次化的存儲器系統(tǒng)一般分為三級：8、層次化存儲器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是依據(jù)、 主存、輔存。原理。9、虛擬存儲器主要用于解決計(jì)算機(jī)中主存儲器的問題。10、指令操作碼字段表征指令的，而地址碼字段指示。11、程序控制方式包括方式和方式。12、微指令的格式大體分成兩類：型微指令和垂直型微指令。二、選擇題（每題 1 分，共 15分，請將答案寫在下表中）1、下列數(shù)中最小的數(shù)為。101001） 52） 233）D102）2816102、指令周期是指、CPU 從主存取出一條指令的時間、CPU執(zhí)行一條指令的時間D、時鐘周期時間、CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間3、計(jì)算機(jī)操作的最小時間

3、單位是、時鐘周期、指令周期、CPU 周期D、微指令周期4、采用 Cache 的目的是、 提高存儲器的速度、降低存儲器的成本。、增加存儲器的容量D、上述三者5、主存中的塊可以放入 Cache 中的唯一的位置，這種 Cache是的。A. 全相聯(lián)、組相聯(lián)、塊相聯(lián)D、直接映象6、以下敘述正確的是。、主存的存取速度可以與 CPU匹配 、主存由 RAM構(gòu)成，不包括 ROM、輔存中的程序需要調(diào)入主存中才能運(yùn)行 D、若指令的地址碼為 20 位，則主存容量一定是 20MB7、一條機(jī)器指令中包含的信息有A. 操作碼、控制碼 、操作碼、立即數(shù) 、操作碼、地址碼 、地址碼、寄存器號8、在指令格式設(shè)計(jì)中，采用擴(kuò)展操作碼

4、的目的是A. 增加指令長度 、增加地址碼數(shù)量 、增加指令數(shù)量 、增加尋址空間9、在單總線結(jié)構(gòu)的 CPU中，連接在總線上的多個部件。A. 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)B. 可以有多個同時向總線發(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. 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)10、在控制信號中，相容的信號是A. 可以同時出現(xiàn)的 、可以相繼出現(xiàn)的 、可以相互替代的 D、可以相互容錯的11、信息可以同時在兩個方向上傳輸?shù)目偩€稱為 總線。A. 單工 、半雙工 、全雙工 D、單雙工12、

5、DMA訪問內(nèi)存時向 CPU進(jìn)入等待狀態(tài)，等待 DMA的批數(shù)據(jù)訪存結(jié)束后再恢復(fù)工作，信號。這種情況稱為A. CPU等待13、中斷向量是。、周期挪用。、交替訪問D、透明的DMAA. 子程序入口地址B. 設(shè)備地址、中斷服務(wù)程序入口地址 、中斷服務(wù)程序入口地址的地址14算術(shù)右移指令執(zhí)行的操作是（符號位填 0，并順次右移 1 位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位 符號位不變，并順次右移 1 位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位 ； 進(jìn)位標(biāo)志位移至符號位，順次右移1 位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位 ；D 符號位填 1，并順次右移1 位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位 ；15設(shè)置中斷排隊(duì)判優(yōu)邏輯的目的是（B? ）產(chǎn)生中斷源編碼使同時提出的請求中的

6、優(yōu)先級別最高者，得到及時響應(yīng)使 CPU能方便地轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序D提高中斷響應(yīng)速度三、判斷題（10 分）（ ）1、利用二極管矩陣可以做成邏輯與和邏輯或電路。（ ）2、有一（7，4）碼為 1100111，生成公式為 ，校驗(yàn)后可知此碼有錯。（ ）3、匯編語言就是機(jī)器語言。（ ）4、計(jì)算機(jī)的硬件檔次對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能強(qiáng)弱有決定性作用。（ ）5、二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)越多，則能表示的十進(jìn)制數(shù)就越大。（ ）6、計(jì)算機(jī)中只要硬件設(shè)備齊全，就可以正常工作。（ ）7、高級語言編制的程序輸入任何計(jì)算機(jī)后均能被 CPU直接執(zhí)行。（ ）8、Cache 對系統(tǒng)程序員透明（ ）9、浮點(diǎn)數(shù)的精確度由階碼的位數(shù)決定（ ）10、控存

7、中存放解釋指令執(zhí)行的微程序和數(shù)據(jù)四、名詞解釋（20分）1、中斷 2、組相聯(lián)映射 3、指令系統(tǒng) 4、規(guī)格化 5、水平型微指令五、計(jì)算題(15分)1、設(shè) x-0.01011，y0.01011，用變形補(bǔ)碼計(jì)算 2x- y(4分)2 X= +0.1101 Y=+0.1011 用補(bǔ)碼一位乘法求 X Y （10 分）3、假設(shè)（R）10001000）20002000）3000PC）4000，問在以下尋址方式下訪問到的操作數(shù)的值是什么？（6 分）（1）寄存器尋址（2）寄存器間接尋址 （）（3）直接尋址 1000（4）存儲器間接尋址 （1000）R（5）相對尋址2000（PC）2000（6）立即數(shù)尋址六、應(yīng)用題

8、（20 分）1 32 片 位的 SRAM(1) 采用位擴(kuò)展方法可構(gòu)成多大容量的存儲器？該存儲器需要多少字節(jié)地址位？(3) 畫出該存儲器與 CPU連接的結(jié)構(gòu)圖，設(shè) CPU的接口信號有地址信號、數(shù)據(jù)信號、控制信號 MREQ 和 R/W 。2、已知 CPU結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中包括一個累加器 AC、一個狀態(tài)寄存器和其他幾個寄存器。各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳遞方向。試完成以下工作：寫出圖中四個寄存器 、D 的名稱和作用；簡述完成指令A(yù)DD Y的數(shù)據(jù)通路（Y為存儲單元地址，本指令功能為(AC)+(Y)（15 分）ACAC+1BDALU操作控制器狀態(tài)寄存器5、下圖所示為雙總線結(jié)構(gòu)機(jī)器的數(shù)據(jù)

9、通路，IR為指令寄存器，PC為程序計(jì)數(shù)器（具有自M為主存（受R/wAR為地址寄存器，DR為數(shù)據(jù)緩沖寄存器，ALU由加、減控制信號決定完成何種操作，控制信號 GAdd R2,R0”指令完成（R0+(R2) R0的功能操作，畫出其指令周期流程圖，假設(shè)該指令的地址已放入 PC12 分）華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)組成原理試卷 A （閉卷）一、填空題，每空一分，本題共 15 分1若x =11101100(單符號位)，則x /2 =_，x 的模為_。補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)2動態(tài)存儲器的刷新是按_(填行或列)進(jìn)行；若存儲單體的容量為 64K，采用雙譯碼且地址線平均送到兩個譯碼器中,則刷新地址計(jì)數(shù)器的模為_。3 D,基址寄

10、存器為 BX E=_。4.若被傳送的數(shù)據(jù)為 11011011，假設(shè)采用偶校驗(yàn)技術(shù)，則校驗(yàn)位 C =_。5_特性。6馮偌依曼計(jì)算機(jī)的基本原理包括_和_。7_時間和平均等待時間組成，對于 7200 轉(zhuǎn)的磁盤而言，其平均等到時間約為_ms(取整數(shù))。8、在微指令格式設(shè)計(jì)過程中，有 8 個互斥型的微命令被分配到一組，當(dāng)該組采用編碼方法表示時，微指令格式的相關(guān)字段至少需要_位。9設(shè)計(jì)一個 64 位全并行的 ALU需要_片先行進(jìn)位部件 74182。10片選信號為101 時，選定一個128K 8 位的存儲芯片，則該芯片的所在存儲單元空間的首地址為，末地址為。二、名詞解釋，每題 2 分，共 10 分2、中斷3

11、、組相聯(lián)映射3、指令系統(tǒng)4、規(guī)格化5、水平型微指令三、簡答與論述題,本題共 34 分l. 簡要說明采用層次結(jié)構(gòu)存儲系統(tǒng)的目的和原理；目前存儲系統(tǒng)分哪幾個層次?它們在存儲系統(tǒng)中所起的作用分別是什么?(8分)2（8 分）3什么是尋址方式？計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為什么需要采用多種尋址方式？畫出間接尋址8 分）4簡述微程序控制器的設(shè)計(jì)思想。(10分)四、判斷正誤并改正你認(rèn)為錯誤的命題(只能修改畫線部分)(1*5 = 5分)1、Cache對系統(tǒng)程序員透明（(）)2、浮點(diǎn)數(shù)的精確度由階碼的位數(shù)決定3、控存中存放解釋指令執(zhí)行的微程序和數(shù)據(jù)4、指令操作碼字段的位數(shù)決定了指令系統(tǒng)中指令的數(shù)量5、多操作數(shù)指令可以是單字長指令

12、 21分()()(）1、設(shè) X= 7（Y = 5（ 3 位，尾數(shù)為 5 位均不包含符號位，用變形補(bǔ)碼計(jì)算 X+Y，要求按照計(jì)算機(jī)中浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法寫出詳細(xì)運(yùn)算步驟。(8分)2、設(shè) x-0.01011，y0.01011，用變形補(bǔ)碼計(jì)算 2x- y(5分)3 X= +0.1101 Y=+0.1011 用補(bǔ)碼一位乘法求 X Y （8 分）六、已知 CPU結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中包括一個累加器 AC、一個狀態(tài)寄存器和其他幾個寄存器。各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳遞方向。試完成以下工作：寫出圖中四個寄存器 A、B、C、D的名稱和作用；簡述完成指令 ADD Y的數(shù)據(jù)通路（Y為存儲單元地址，本指令

13、功能為(AC)+(Y)（AC15分）MM 主存儲器ACAC+1DALU操作控制器狀態(tài)寄存器參考答案115(,)1）11110110， 2 2）行，2 3）+D 4). 0 5功能和電氣886)存儲程序,程序控制 7)尋道,48)4 9)5 0A000H, 0BFFFFH名詞解釋 210(:)1、中斷是一種 I/O方式,是指發(fā)生外部或異常時間后,暫時停止 CPU執(zhí)行的程序,并在保護(hù)斷點(diǎn)后執(zhí)行處理外部或異常時間的程序,并在該程序執(zhí)行完畢后又返回被終止的程序的過程.2、組相聯(lián)映射是一種主存與 CACHE之間數(shù)據(jù)映射的方法,該方法中主存和 CACHE都分組且 CHACHE組內(nèi)還分行,映射時,數(shù)據(jù)塊所在

14、主存的組和CHACHE的組之間按照直接映射方式進(jìn)行,CACHE的組確定后,主存的該數(shù)據(jù)塊則可以被映射到在該組的任意行.3、指令系統(tǒng)任何計(jì)算機(jī)所包含的全部指令的集合.指令系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和性能緊密相關(guān).4、規(guī)格化就是對浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)進(jìn)行處理的一種方法,該方法規(guī)定,當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)雙符號位與最高數(shù)據(jù)位不一致時候,采用左移或右移尾數(shù),同時同步增大或減少階碼,直到將浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)雙符號位變化成最高數(shù)據(jù)位一致.5、水平型微指令一次能定義并執(zhí)行多個微操作的微指令稱為水平型微指令,一般有操作控制字段、判別測試字段和直接地址字段三部分組成，相對于垂直型微指令而言具有靈活、并行操作能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。簡答與論述題l.

15、要點(diǎn)：1)目的滿足執(zhí)行程序?qū)Ω咚俣?、大容量存儲空間的需要 （2 分）2)原理：局部性原理(2 分)(2分)3)目前分成 CHCHE-主存輔存 三個層次其中前者解決主存速度慢的問題，后者解決主存容量小的不足.(各1 分共 2 分)2.要點(diǎn):1)總線是計(jì)算機(jī)各大部件之間的連接線，分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三類.(1分)2)總線的仲裁解決多部件爭用總線的問題 (1分)3)常見的仲裁方式包括：串行連接查詢、計(jì)數(shù)器定時查詢和獨(dú)立請求三種方式， (3分)特點(diǎn)分別為系統(tǒng)容易擴(kuò)展，但速度慢、優(yōu)先級固定、單點(diǎn)故障明顯；優(yōu)先級靈活，沒有單點(diǎn)故障，但速度慢；優(yōu)先級靈活、響應(yīng)速度快，沒有單點(diǎn)故障。(3分)3要點(diǎn)

16、：1)尋找操作數(shù)據(jù)或指令地址的方法.(1分)2)多種尋址方式的目標(biāo)是為了解決指令中操作數(shù)字段位數(shù)不夠 ,從而限制了尋址范圍和操作數(shù)大小,另外,設(shè)置多種尋址方式也為程序設(shè)計(jì)提供了一定的靈活性.(4分)3)間接尋址圖(3分)4要點(diǎn):在分析特定 CPU結(jié)構(gòu)和相關(guān)硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上(這句話很重要,2分),仿照程序設(shè)計(jì)的方法，畫出在特定硬件環(huán)境下每條指令的指令周期流程圖(2 分),把完成每條指令所需要的操作控制信號進(jìn)行優(yōu)化和時間同步編寫成微指令，然后存放到一個只讀存儲器 (控存)中分)。每條機(jī)器指令對應(yīng)一段微程序，當(dāng)機(jī)器執(zhí)行程序時依次讀出每條指令所對應(yīng)的微指令,執(zhí)行每條微指令中規(guī)定的微操作,從而完成指令的

17、功能,重復(fù)這一過程,直到該程序的所有指令完成(2分).微程序控制器的設(shè)計(jì)采用了存儲技術(shù)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)，使復(fù)雜的控制邏輯得到簡化，從而推動了微程序控制器的廣泛應(yīng)用.(1分)1 5 1、2、 修改成:浮點(diǎn)數(shù)的精確度由尾數(shù)的位數(shù)決定或: 浮點(diǎn)數(shù)的范圍由階碼的位數(shù)決定3、 修改成:控存中存放解釋指令執(zhí)行的微程序4、5、1. 要點(diǎn)：1) 設(shè)階碼和尾數(shù)均采用雙符號位表示,則X =00111 00.11101 Y =00101 00.101(1分)補(bǔ)補(bǔ)2) 求出階差:=X+ -Y = 00111 + 11011 =00010,階差為 2 ,移動 Y的尾數(shù)與 X對齊Y =00111 00.00101補(bǔ)(1分)(2分)3) 求出尾數(shù)和 00.11101 + 00.00101 = 01.000104) 規(guī)格化并判斷結(jié)果溢出因?yàn)槲矓?shù)運(yùn)算的雙符號位不同,因此,需要對結(jié)果進(jìn)行左移規(guī)格化,并將階碼加 1,則X+Y =01000,00.10010 (2分)由于階碼的雙符號位不同,因此,該浮點(diǎn)運(yùn)算結(jié)果發(fā)生溢出,且是正溢出(2分)補(bǔ)2、要點(diǎn):解; X = 11.10101 , Y = 00.01011補(bǔ)補(bǔ)2X = 11.01010 , -Y = 11.10101(2分)(2分)補(bǔ)補(bǔ)2X + -Y補(bǔ)= 10.11111補(bǔ)結(jié)果的雙符號位不同,故運(yùn)算結(jié)果溢出.。（1分）3、要點(diǎn):1) X =0