計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)試卷第一套文件

南京工程學(xué)院試卷共8頁(yè)第1頁(yè)/學(xué)年第學(xué)期課程所屬部門： 課程所屬部門： 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 課程名稱:計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)考試方式： 閉卷使用班級(jí)： 命題人：教研室主任審核：主管領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)：題號(hào)一二三四五總分得分、單項(xiàng)選擇題（請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的4個(gè)備選答案中，選出一個(gè)最佳答案，本題得分共12小題；每小題1分，共12分）.計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了從器件角度劃分的四代發(fā)展歷程，但從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，至今為止絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍是（ ）A、實(shí)時(shí)處理 B C、并行 n馮?諾依曼.構(gòu)成中央處理器的兩個(gè)主要部分是（ ）。A、控制器和寄存器 B、控制器和運(yùn)算器0運(yùn)算器和寄存器 D、控制器和存儲(chǔ)器.發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，寄存器與總線之間主要是用（ ）來(lái)連接的。A、與門 B 、與門、或門CMUX D、三態(tài)門TOC\o"1-5"\h\z4,若采用變形補(bǔ)碼運(yùn)算，則發(fā)生正溢的特征是：雙符號(hào)位為（ ）。A、00 B、01C10 D 、115.運(yùn)算器由許多部件組成，但核心部件應(yīng)該是（ ）。A、數(shù)據(jù)總線 B 、數(shù)據(jù)選擇器^算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 D 、累加寄存器6,下列存儲(chǔ)器中，（ ）速度最快。A、硬盤 B 、光盤D、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

南京工程學(xué)院試卷.能夠改變程序執(zhí)行順序的是（ ）。A、移位操作類指令 B、輸入輸出類指令C數(shù)據(jù)傳送類指令 D、轉(zhuǎn)移類指令.在變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址是（ ）。A、程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容加上位移量B、基址寄存器內(nèi)容加上位移量C變址寄存器的內(nèi)容加上位移量D、地址寄存器內(nèi)容加上位移量.在指令中直接給出所需的操作數(shù)，這種尋址方式稱為（ ）。A、立即尋址 B 、直接尋址C間接尋址 D 、相對(duì)尋址.在微程序控制方式中，機(jī)器指令和微指令的關(guān)系是（ ）。A、每一條機(jī)器指令由一條微指令來(lái)解釋執(zhí)行B、每一條機(jī)器指令由一段（或一個(gè)）微程序來(lái)解釋執(zhí)行C一段機(jī)器指令組成的工作程序可由一條微指令來(lái)解釋執(zhí)行D、一條微指令由若干條機(jī)器指令組成.同步控制是（ ）。A、A、只適用于CPU控制的方式C由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制的方式12.一般微機(jī)中不使用的控制方式是（A、程序查詢方式 BCDMA方式B 、只適用于外設(shè)控制的方式D、所有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式）。、中斷方式D、通道方式16-1本題16-1本題二、填空題（本題12空，每空1分，共12分）.將一種計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言源程序匯編成另一種計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言的目標(biāo)程序，這個(gè)過(guò)程稱為 交叉匯編。.某機(jī)器字長(zhǎng)16位，無(wú)符號(hào)整數(shù)所能表示的最大數(shù)為.DRAM典型的刷新方式有三種： 集中刷新 、分散刷新和 異步刷新.如果零地址指令的操作數(shù)在主存中，則操作數(shù)地址隱式地由 指令的操作碼來(lái)指明。.在查詢方式的接口電路中必需具有兩個(gè)端口：數(shù)據(jù)端口和 狀態(tài)端口 。南京工程學(xué)院試卷 共8頁(yè)第3頁(yè).造成流水線阻塞的因素有 數(shù)據(jù)相關(guān) 、轉(zhuǎn)移相關(guān)、結(jié)構(gòu)相關(guān)，設(shè)置專用的數(shù)據(jù)通路可以解決數(shù)據(jù)相關(guān) 問(wèn)題。.I/O設(shè)備的編址方式有兩種：獨(dú)立編址、統(tǒng)一編址，前者需要 專用指令訪問(wèn)I/O設(shè)備，后者可通過(guò) 訪存 指令訪問(wèn)I/O設(shè)備。.提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并行性，一般采用時(shí)間重疊、 空間重疊 、 資源重復(fù) 三種方法。三、簡(jiǎn)答題（本題4小題，每小題5分，共20分） 本題

得分1說(shuō)明硬布線控制器與微程序控制器的主要不同點(diǎn)。答：（1）指令執(zhí)行步驟的控制方法不同硬布線控制器是用節(jié)拍發(fā)生器指明指令執(zhí)行步驟（機(jī)器周期、節(jié)拍、工作脈沖） ；微程序控制器是通過(guò)微指令地址的銜接區(qū)分指令執(zhí)行步驟（微周期）。（2分）（2）提供微操作控制信號(hào)的方案不同硬布線控制器是用組合邏輯電路直接提供控制計(jì)算機(jī)各功能部件協(xié)同運(yùn)行所需的控制信號(hào)；微程序控制器控制信號(hào)是以微程序的方式存放在控制存儲(chǔ)器中， 控制信號(hào)從控制存儲(chǔ)器中讀出，并經(jīng)過(guò)一個(gè)微指令寄存器送到被控制部件。 （3分）2奔騰處理器在體系結(jié)構(gòu)上有什么特點(diǎn)？答：超標(biāo)量流水線；（1分）分立的指令Cache和數(shù)據(jù)Cache；（2分）高速的浮點(diǎn)運(yùn)算部件；（1分）以轉(zhuǎn)移目標(biāo)緩沖器BTB實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)。（1分）3什么是DMA方式？簡(jiǎn)述DMA方式的特點(diǎn)。答：直接存儲(chǔ)器存取方式簡(jiǎn)稱DMA方式。 （1分）DMA方式的特點(diǎn)：1）在主存與I/O設(shè)備間有著直接的數(shù)據(jù)傳送通路，數(shù)據(jù)傳送由稱為DMAC的硬件控制實(shí)現(xiàn)的，無(wú)需CPU執(zhí)行程序來(lái)控制干預(yù)。（2分）2）DMA方式無(wú)需占用CPU資源來(lái)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)行速度快，能滿足高速 I/O設(shè)備的要求。（2分）

南京工程學(xué)院試卷4說(shuō)明TEC-2教學(xué)機(jī)的運(yùn)算器三組控制信號(hào)的作用及來(lái)源。答：TEC-2的運(yùn)算器三組控制信號(hào)來(lái)源于微指令寄存器。 （1分）I0?I2選擇ALU兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)的來(lái)源；（1分）I3?I5選擇ALU的8種運(yùn)算功能；（1分）I6?I8：①選擇向外部送出的數(shù)據(jù)是來(lái)自A還是來(lái)自ALU,②選擇通用寄存器組和Q存器如何接收數(shù)據(jù)（直送、左移、右移）。（2存器如何接收數(shù)據(jù)（直送、左移、右移）。（2分）本題1得分1四、計(jì)算題（本題2小題，每小題6分，共12分）1.已知X=-0.1001B，Y=+0.1011B,,用補(bǔ)碼一位乘法計(jì)算XxY,寫(xiě)出運(yùn)算過(guò)程。1、解:[X]1、解:[X]=11.0111補(bǔ)部分積（雙符號(hào)），[-X]=00.1001,補(bǔ)乘數(shù)YnYn+1[Y]=0.1011（單符號(hào)）（1分）補(bǔ)說(shuō)明00.0000 0.10110+00.1001 力口[-x]補(bǔ)00.1001—00.01001 0.1011 右移1位+00.0000 加000.01001—> 00.001001 0.101 — 右移1位+11.0111 加[X]補(bǔ)11.10010111.1100101 0.10 右移1位+00.1001 力口[-X]補(bǔ)00.0101101 ——右移1位加右移1位加[-X]補(bǔ)+11.011111.10011101所以[X?Y]所以[X?Y]=1.10011101,X?丫=-0.01100011。 （5 分）南京工程學(xué)院試2.已知某磁盤器轉(zhuǎn)為400榆，每個(gè)記鰥00道，平均置間窗ms南京工程學(xué)院試2.已知某磁盤器轉(zhuǎn)為400榆，每個(gè)記鰥00道，平均置間窗ms每道存容量加Kbit,求磁盤平均存取期數(shù)據(jù)率解：2400榆=40楸平均等待時(shí)為1/40x0.5=12.5 (ms)磁盤均存取間為60ms+12.5ms=72.5ms數(shù)據(jù)傳率：D=rN,N=96Kbit,r=40郴rDr=rN=40x96K=3840K(bit/s)（3分）（3分）五、用題本題小題共44分）1.如下圖某加法器采用組并行、組諭的進(jìn)鏈4位一組寫(xiě)出進(jìn)信號(hào)C8的輯表達(dá)式。（本酚）CLA電C16p.C164位并行迸位二并行枷并行進(jìn)位并行進(jìn)位加法器位加法器位加法器位加法器位加法器位加法器位加法器位加法器12B16?B13解:Gi=AixBi、Pi=Ai+Bi（1分）12B16?B13解:Gi=AixBi、Pi=Ai+Bi（1分）P14P3P2P1 *=PG14+P4e+P4P30+P4P3P2G *=GP28P7P6P5 *=P+PG+PPG+PPPG（1分）*二GP1P10（4分）2.某機(jī)器指令為16位，每個(gè)地址碼妁位，用擴(kuò)操作碼法設(shè)指令格式，其中三地址指令14條，二地址指令28條，單址指令60條，有若干零地址指令，問(wèn)地址指令最多有多少條？要求給算程。（本題分）南京工程學(xué)院試卷 共8頁(yè)第6頁(yè)TOC\o"1-5"\h\z解：三地址指令余下的可用高位編碼個(gè)數(shù)： （24-14）=2（2分）4-28=4（2分）用于兩地址指令后再余下： 2x24用于單地址指令后最終余下： 4x2-60=4（2分）4=64（條）（2分）所以零地址指令最多有：4x2.某計(jì)算機(jī)的Cache采用直接映像，Cache容量為8KB，主存容量為1MB，每個(gè)字塊有64字節(jié)。請(qǐng)給出主存地址的劃分和 Cache地址的劃分。（本題8分）解：Cache地址劃分（4分）：

1T2 6 L5 0 7位塊號(hào) 6位塊內(nèi)地址亍地址劃分（4分）：^9 13 T26 5 07位組號(hào) 7位組內(nèi)塊號(hào) 6位塊內(nèi)地址.某16位機(jī)采用單總線結(jié)構(gòu)，地址總線 16根（A15~勺，雙向數(shù)據(jù)總線16根（D15~D0），控制總線中與主存有關(guān)的信號(hào)有#MREQ（低電平有效允許訪存）、R/#W（高電平為讀命令，低電平為寫(xiě)命令） 。主存地址空間分配如下：最小 8K字地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，相鄰的 32K字地址空間為用戶程序區(qū)，最大8K字地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)。存儲(chǔ)器按字編址?，F(xiàn)有如下存儲(chǔ)器芯片： ROM：8K16bit,SRAM：16K16bit,2K8bit,4K8bit,8K8bit。請(qǐng)從上述芯片中選擇適當(dāng)芯片設(shè)計(jì)該機(jī)的主存儲(chǔ)器。要求：1）說(shuō)明選擇哪些芯片，各需多少片？2）寫(xiě)出各組芯片的地址空間范圍；3）畫(huà)出主存儲(chǔ)器邏輯框圖（譯碼器選用 74LS138）o（本題10分）解：1）選用1片8K16bitROM芯片；2片16K16bitSRAM芯片；2片8K8bitSRAM芯片。（2分）2）系統(tǒng)程序區(qū)ROM組：0000H?1FFFH；（1片8K16bitROM）用戶程序區(qū)SRAM0組：2000H~5FFFH；（1片16K16bitSRAM）用戶程序區(qū)SRAM1組：6000H~9FFFH；（1片16K16bitSRAM）南京工程學(xué)院試卷 共8頁(yè)第7頁(yè)系統(tǒng)程序工作區(qū)SRAM2組：E000H?FFFFH；（2片8K8bitSRAM，位擴(kuò)展）（2分）3） （6分）+5v5,下圖所示的數(shù)據(jù)通路中，GR為通用寄存器組，存儲(chǔ)器圖中沒(méi)有畫(huà)出（訪存控制信號(hào)包括：ADS、M/#IO、W/#R,ADS=1表示訪存控制信號(hào)有效）。數(shù)據(jù)通路中的控制信號(hào)及序號(hào)在表中示出。設(shè)機(jī)器指令格式為: 操作碼 RS、RD RS1 D1SP 若取數(shù)指令LOAD采用取指、計(jì)算有效地址、取數(shù)、送結(jié)果四個(gè)機(jī)器周期完成，其功能4

—F*是：（（RS1）+DISP）RD。（1）寫(xiě)出LOAD指令各機(jī)器周期所需的控制信號(hào)；（2）若采用微程序控制，控存容量為512*34位，微指令采用水平格式，設(shè)計(jì)微指令格式并給出實(shí)現(xiàn)LOAD指令的各微指令編碼。（本題12分）

RS1GR RS、RDGR—>ALUGR(P(—>C)ALU—>1號(hào)控制信號(hào)p號(hào)控制信號(hào)序號(hào)控制信號(hào)1(PC)AB10(RS1)ALU19ALUtGR2ALUtPC11(RS)tALU20ALUtDR3(PC+1120ALU21ALUAR4DISPALU13(DR)ALU22(AR)AB5DBTR14(PC)ALU23ADS6DB-DR15+24M/#IO7(DR)DB16725W/#RPGR8(