計算機組成與結(jié)構(gòu)

一、選擇題(每小空1分，共10分)“超前進位加法電路”引入的進位產(chǎn)生函數(shù)G=(D)。iX+YB.X十YC.(X+Y)XYD.X?Yiiiiiiiiii下述(A)屬于時序邏輯電路。觸發(fā)器B.譯碼器 C.數(shù)據(jù)選擇器 D.加法器碼制FFH,若表示真值127,則為(A)碼。移B.原C.補D.反若存儲器中有1K個存儲單元，采用雙譯碼方式時要求譯碼輸出線為(D)。10 B.5 C.1024 D.645?和主存相比，外存的特點是(A)。B.容量大，速度慢，成本高D.容量小，速度慢，成本低容量大，速度慢，成本低B.容量大，速度慢，成本高D.容量小，速度慢，成本低下列說法正確的是(B)。EPROM是可改寫的，因而是隨進存儲器的一種。EPROM是可改寫的，但不能作為隨機存儲器使用。EPROM只能改寫一次，因此不能作為隨機存儲器使用。三者均錯誤。指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的是(B)?？山档椭噶钭g碼的復雜度可縮短指令字長，擴大尋址空間，提高編程和靈活性實現(xiàn)程序控制三者都正確8?在cache存儲器中，和使用全相聯(lián)映像相比，組相聯(lián)映像的優(yōu)點是(B)。cache命中率高 B.目錄表短，實現(xiàn)成本低C.塊沖突率低 D.cache利用率高在微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是(B)。A?每條機器指令由一條微指令來執(zhí)行每條機器指令由一段微指令編程的微程序來執(zhí)行C?一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行D?一條微指令由若干條機器指令組成計算機的存儲器采用分級方式是為了(B)。減少主機箱的體積解決容量、價格、速度三者之間的矛盾保存大量數(shù)據(jù)方便操作方便二、填空題(每空1分，共20分)用BOOTH法對補碼兩位乘法操作，當乘法由1位符號位和n(偶數(shù))位數(shù)據(jù)位組成時，若在乘數(shù)的末位補一個“0”，求部分積的次數(shù)為』/2丄—，最后一次的右移操作右移—丄—位，若將乘數(shù)增加1位符號位，求部分積的次數(shù)為n/2+l，最后一次的右移操作右移衛(wèi)_位。在浮點減法運算中，主要的操作內(nèi)容及步驟是對階、尾數(shù)相減、規(guī)格化、舍入和判溢出。3?微指令由控制字段和地址字段組成，其基本的控制字段編譯法有直接控制法、字段直接編譯法和字段間接編譯法。半導體靜態(tài)RAM靠觸發(fā)器存儲信息，而半導體動態(tài)RAM靠電容存儲信息。將2008表示成16位二進制定點整數(shù)為0010000000001000。高速緩沖存儲器與主存的地址映射一般有全相聯(lián)映像、直接映像和組相聯(lián)映像三種。7.設有7位信息碼0110101,則低位增設偶校驗碼位后的代碼為01101010,低位增設奇校驗碼位后的代碼為01101011。三、名詞解釋(每小題4分,共20分)組合邏輯電路：邏輯電路的輸入狀態(tài)僅和當時的輸入狀態(tài)有關,而與過去的輸入狀態(tài)無關,這種邏輯電路為組合邏輯電路。硬布線控制方法：通過邏輯電路直接連線而產(chǎn)生時序控制信號的方法,又稱組合邏輯控制方式。微程序：用于完成計算機的指令功能的微指令序列的集合。相聯(lián)存儲器：按內(nèi)容尋址存儲器,除按地址可隨機讀寫外,還有比較功能,可按信息內(nèi)容尋址,存儲器查詢速度快。存儲周期：連續(xù)兩次啟動同一存儲器進行存取操作所需的最小時間間隔。四、簡答題(每小題5分,共20分)簡述幾種判別加減法運算溢出的方法。答：采用單符號位有兩種方法：當符號相同的兩數(shù)相加時,如果結(jié)果的符號與加數(shù)(或被加數(shù))不相同,則為溢出。兩個符號位相反的數(shù)相減,若結(jié)果的符號位與被減數(shù)的符號位相反,則為溢出。其他情況不會有溢出產(chǎn)生。當任意符號兩數(shù)相加時，如果C=Cf，運算結(jié)果正確，其中C為數(shù)值最高位的進位，Cf為符號位的進位。如果CHCf，則為溢出，所以溢出條件=C@Cf。采用雙符號位的方法：采用雙符號位fS2，fS1。正數(shù)的雙符號位為00，負數(shù)的雙符號位為11。符號位參與運算，當結(jié)果的兩個符號位fS1，fS2不相同時，為溢出。所以溢出條件=fS1十fS2。若結(jié)果的符號位位01，則為正溢出；若結(jié)果的符號位為10，則為負溢出。程序和微程序、機器指令和微指令、主存儲器和控制存儲器這幾個概念有何區(qū)別？答：(1)程序和微程序。程序是由程序員編寫的，由指令組成，而微程序用以控制指令的執(zhí)行，它是由微指令組成的。機器指令和微指令。機器指令是把程序員編寫的程序經(jīng)編譯以后成為機器能執(zhí)行的以二進制碼形式表示的指令；在微程序控制的計算機中通過執(zhí)行一串微指令完成一條指令的功能。主存儲器和控制存儲器。主存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù)，在運行程序時，CPU從主存儲器取指令和存取數(shù)據(jù)，一般由隨機存儲器RAM構(gòu)成?？刂拼鎯ζ饔脕泶娣盼⒊绦?，用以解釋指令的執(zhí)行，一般由只讀存儲器ROM構(gòu)成。馮.諾依曼機有哪些特點？答：(1)計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五部分組成。采用存儲程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲器中，由指令組成的程序可以修改。數(shù)據(jù)以二進制碼表示(4)指令由操作碼和地址碼組成。指令在存儲器中按執(zhí)行順序存放，由指令計數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增。機器以運算器為中心，數(shù)據(jù)傳送都經(jīng)過運算器。cache的命中率與哪些因素有關？分別闡述之。答：cache的命中率與cache的容量、塊的大小、地址映像方式和替換算法有關。在其他因素不變的情況下，cache的容量大，命中率高；塊的大小要適中，其對命中率的影響與執(zhí)行的程序有關；在地址映像方面，全相聯(lián)的命中率最高，但因所需硬件太多，一般不采用，直接映像命中率最低，但是簡單，比較理想的是組相聯(lián)；在替換算法方面，LRU替換算法高于FIFO或隨機替換算法，一般采用修正后的LRU算法。五、計算題（每小題10分，共30分）某程序?qū)撁嬉蟮男蛄袨?42643743634846（1） 設主存容量為3個頁面，求FIFO和LRU替換算法時，各自的命中率（假設開始時主存為空）（2） 當主存容量增加到4個頁面時，兩替換算法各自的命中率又是多少？解：（1）FIFO：20%LRU:40% （5分）（2）FIFO：40%LRU:60% （5分）設生成多項式為x3+x+l,試寫出其對應的二進制代碼，并計算數(shù)據(jù)信息10101的CRC編碼。解：對應的二進制代碼為：1011 （3分）CRC編碼為：（x4+x2+1）（x3+x+1）=x7+x4+x2+x+1 （7分）有一個cache的容量為2K字，每塊為16字，問：（1） 該cache可容納多少個塊？（2） 如果主存的容量是256K字，則有多少個塊？（3） 主存的地址有多少位？cache的地址有多少位？（4） 在直接映射方式下，主存中的第i塊映射到cache中哪一個塊？（5） 進行地址映射時，存儲器地址分成哪幾段？各段分別多少位？TOC\o"1-5"\h\z解：（1）cache中有2048/16=128個塊。 （2分）⑵主存有256K/16=214=16384個塊。 （2分）（3）主存容量為256K=218字，所以主存的地址有18位。cache容量為2K=211字，所以cache字地址為11位。 （2分）⑷主存中的第i塊映象到cache中第imod128個塊中。 （2分）（5）存儲器的字地址分成三段：區(qū)地址、組地址、塊內(nèi)字地址。區(qū)地址的長度為18-11=7位，組地址為7位，塊內(nèi)字地址為4位。 （2分）1?在32位的總線系統(tǒng)中，若時鐘頻率為1000MHZ,總線上5個機器周期傳送一個32位字，則該總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送速率為_C M字節(jié)/秒200 B.600 C.80O D.10002?某系統(tǒng)總線的一個總線周期包含3個時鐘周期，每個總線周期中可以傳送32位數(shù)據(jù)。若總線的時鐘頻率為33MHz,則總線帶寬為_C_ 。A.132MB/s B.33MB/s C.44MB/s D.396MB/s試卷A一、 填空題：（每空1分，共15分）1、 原碼一位乘法中，符號位與數(shù)值位（分開計算），運算結(jié)果的符號位等于（相乘兩數(shù)符號位的異或值）。2、 碼值80H:若表示真值0,則為（移）碼；若表示真值一128,則為（補）碼。3、 微指令格式分為（水平）型微指令和（垂直）型微指令，其中，前者的并行操作能力比后者強。4、 在多級存儲體系中，Cache存儲器的主要功能是（匹配CPU和主存之間的速度）。5、 在下列常用術語后面，寫出相應的中文名稱：VLSI（超大規(guī)模集成電路）,RISC（精簡指令系統(tǒng)計算機）,DMA（直接存儲器存?。ㄔL問））,DRAM（動態(tài)隨機讀寫存儲器）。6、 為了實現(xiàn)CPU對主存儲器的讀寫訪問，它們之間的連線按功能劃分應當包括（地址總線），（數(shù)據(jù)總線）（讀寫控制線）。7、 從計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展和演變看，近代計算機是以（存儲器）為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。二、 單項選擇題：（每題2分，共40分）

1、寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處于（B）中。A、通用寄存器B、主存 C、程序計數(shù)器D、堆棧2、CPU是指（C）。A、運算器B、控制器C、運算器和控制器D、運算器、控制器和主存3、 若一臺計算機的字長為2個字節(jié)，則表明該機器（C）。A、 能處理的數(shù)值最大為2位十進制數(shù)。B、 能處理的數(shù)值最多由2位二進制數(shù)組成。C、 在CPU中能夠作為一個整體加以處理的二進制代碼為16位。D、 在CPU中運算的結(jié)果最大為2的16次方4、 在浮點數(shù)編碼表示中，（A）在機器數(shù)中不出現(xiàn)，是隱含的。A、基數(shù) B、尾數(shù) C、符號 D、階碼5、 控制器的功能是（D）。A、產(chǎn)生時序信號 B、從主存取出一條指令 C、完成指令操作碼譯碼D、從主存取出指令，完成指令操作碼譯碼，并產(chǎn)生有關的操作控制信號，以解釋執(zhí)行該指令。6、 虛擬存儲器可以實現(xiàn)（B）。A、 提高主存儲器的存取速度B、 擴大主存儲器的存儲空間，并能進行自動管理和調(diào)度C、 提高外存儲器的存取周期D、 擴大外存儲器的存儲空間7、 32個漢字的機內(nèi)碼需要（B）。A、8字節(jié) B、64字節(jié) C、32字節(jié) D、16字節(jié)8、 相聯(lián)存儲器是按（C）進行尋址的存儲器。A、地址指定方式 B、堆棧指定方式C、內(nèi)容指定方式 D、地址指定方式與堆棧存儲方式結(jié)合9、 狀態(tài)寄存器用來存放（D）。A、算術運算結(jié)果 B、邏輯運算結(jié)果C、運算類型 D、算術邏輯運算指令及測試指令的結(jié)果狀態(tài)10、 在機器數(shù)（C）中，零的表示形式是唯一的。A、原碼 B、補碼 C、補碼和移碼 D、原碼和反碼11、 計算機的存儲器采用分級方式是為了（B）。A、減少主機箱的體積 B、解決容量、價格、速度三者之間的矛盾C、保存大量數(shù)據(jù)方便 D、操作方便12、有關Cache的說法正確的是（B）。A、只能在CPU以外 B、CPU內(nèi)外都可以設置CacheC、只能在CPU以內(nèi) D、若存在Cache，CPU就不能再訪問主存13、在定點二進制運算中，減法運算一般通過（D）來實現(xiàn)。A、原碼運算的二進制減法器CA、原碼運算的二進制減法器C、補碼運算的十進制加法器14、堆棧常用于（C）。A、數(shù)據(jù)移位 B、程序轉(zhuǎn)移D、補碼運算的二進制加法器C、保護程序現(xiàn)場 D、輸入、輸出15、計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外依次為（A）。A、硬件系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、應用軟件 B、系統(tǒng)軟件、硬件系統(tǒng)、應用軟件C、系統(tǒng)軟件、應用軟件、硬件系統(tǒng) D、應用軟件、硬件系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件16、一個指令周期通常由（D）組成。A、若干個節(jié)拍 B、若干個時鐘周期C、若干個工作脈沖 D、若干個機器周期17、在計算機系統(tǒng)中，表征系統(tǒng)運行狀態(tài)的部件是（D）。A、程序計數(shù)器 B、累加計數(shù)器 C、中斷計數(shù)器 D、程序狀態(tài)字18、 某虛擬存儲器采用頁式內(nèi)存管理，使用LRU頁面替換算法，考慮下面的頁面訪問地址流（每次訪問在一個時間單位中完成），1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、1、3、1、7、1、3、7。假定內(nèi)存容量為4個頁面，開始時為空的，則頁面失效次數(shù)是（C）。A、4 B、5 C、6 D、719、 某一SRAM芯片，其容量是1024X8位，除電源和接地端外，該芯片引腳的最小數(shù)目是（A）。A、20 B、22 C、25 D、3020、 下面尾數(shù)（1位符號位）的表示中，不是規(guī)格化尾數(shù)的是（D）。A、010011101（原碼） B、110011110（原碼）C、010111111（補碼） D、110111001（補碼）三、簡答題：（每題5分，共10分）1、Cache與主存之間的地址映像方法有哪幾種？各有何特點？映像方式有直接映像，全相聯(lián)映像，組相聯(lián)映像三種。直接映像是每個主存塊只能放到一個唯一對應的Cache塊中，實現(xiàn)簡單但Cache利用率低；全相聯(lián)映像是每個主存塊可以放到任何一個Cache塊中，最靈活但實現(xiàn)的成本代價最大；組相聯(lián)映像時每個主存塊唯一對應一個cache組，但可放到組內(nèi)任何一個塊中，是前兩種方式的折中。2、DRAM存儲器為什么要刷新？有哪幾種常用的刷新方法？DRAM存儲器采用電容存放信息，由于電容漏電，保存信息經(jīng)過一段時間會丟失，故用刷新保證信息不丟失。常用的刷新方法有集中式刷新和分布式刷新。四、綜合題：（共35分）1、（本題7分）某機采用微程序控制器，其微程序控制器有18種微操作命令（采用直接控制法，即水平型微指令），有8個轉(zhuǎn)移控制狀態(tài)（采用譯碼形式），微指令格式中的下址字段7位。該機機器指令系統(tǒng)采用4位定長操作碼，平均每條指令由7條微指令組成。問：（1） 該微指令的格式中，操作控制字段和判別測試字段各有幾位？控存的容量是多少（字數(shù)X字長）？（4分）答：操作控制字段18位，判別測試字段3位，控存容量是128X28；（2） 該機指令系統(tǒng)共有多少條指令？需要多少容量的控存？上述的控存是否合適？（3分）答：共16條指令，需112條微指令，控存合適，能滿足需要。操作控制字段判別測試字段下址字段2、（本題12分）設浮點數(shù)的格式為：階碼4位，包含一位符號位，尾數(shù)5位，包含一位符號位，階碼和尾數(shù)均用補碼表示，排列順序為：階符（1位）階碼（3位）數(shù)符（1位）尾數(shù)（4位）則按上述浮點數(shù)的格式：（1）若（X）10=22/64，（Y）10=—2.75，則求X和Y的規(guī)格化浮點數(shù)表示形式。（6分）答：X和Y的表示為：X階碼：1111尾數(shù)：01011Y階碼：0010尾數(shù)：10101

（2）求［X+Y］?。ㄒ笥醚a碼計算，列出計算步驟）（6分）答：①、對階：Ex—Ey=11?101 保留Ey,X尾數(shù)右移3位。②、尾數(shù)加：得：11.0110011、規(guī)格化：已經(jīng)是④、舍入：尾數(shù)：11.0110 ⑤、判溢出：無溢出，故結(jié)果為：階碼0010尾數(shù)10110值：一0.1010X223、（本題共16分）某機字長8位，CPU地址總線16位，數(shù)據(jù)總線8位，存儲器按字節(jié)編址，CPU的控制信號線有：MREQ#（存儲器訪問請求，低電平有效），R/W#（讀寫控制，低電平為寫信號，高電平為讀信號）。試問：（1）若該機主存采用16KX1位的DRAM芯片（內(nèi)部為128X128陣列）構(gòu)成最大主存空間，則共需多少個芯片？若采用異步刷新方式，單元刷新周期為2ms，則刷新信號的周期為多少時間？刷新用的行地址為幾位？（6分）答：共需32個芯片，刷新信號周期約為15?6“s,刷新行地址7位；（2）若為該機配備2KX8位的Cache，每塊8字節(jié)，采用2路組相聯(lián)映像，試寫出對主存地址各個字段的劃分（標出各個字段的位數(shù)）；若主存地址為3280H,則該地址可映像到Cache的哪一組？（4分）答：主存字塊標記6位，組地址7位，塊內(nèi)地址3位。地址3280H在Cache的50H組內(nèi)。試卷B一、單項選擇題：（每題1分，共20分）1、目前我們所說的個人臺式商用機屬于DA、巨型機 BA、巨型機 B、中型機2、下列數(shù)中最大的數(shù)是 A。A、（10011001）2 B、（227）8C、小型機 D、微型機C、(98)16D、(152)103、在小型或微型計算機里，普遍采用的字符編碼是DD、ASCII碼D、原碼和反碼A、BCD碼 BD、ASCII碼D、原碼和反碼A、原碼 B、A、原碼 B、補碼 C、反碼5、設［X］補=l.xlx2x3x4,當滿足 A時，X>-1/2成立。A、x1必須為1，x2x3x4至少有一個為1 B、x1必須為1，x2x3x4任意C、xl必須為0，x2x3x4至少有一個為l D、xl必須為0，x2x3x4任意6、 假定下列字符碼中有奇偶校驗位，但沒有數(shù)據(jù)錯誤，采用偶校驗的字符碼是DA、11001011B、11010110C、11000001 D、110010017、在CPU中，跟蹤后繼指令地址的寄存器是B。A、指令寄存器B、程序計數(shù)器 C、地址寄存器D、狀態(tài)條件寄存器8、 EPROM是指D。A、讀寫存儲器 B、只讀存儲器C、可編程的只讀存儲器 D、光擦除可編程的只讀存儲器9、 堆棧尋址方式中，設A為累加器，SP為堆棧指示器，MSP為SP指示的棧頂單元。如果進棧操作的動作順序是（A）-MSP，（SP）-1-SP。那么出棧操作的動作順序應為D。A、（MSP）-A，（SP）+1-SP B、（MSP）-A，（SP）-1—SPC、（SP-1）—SP，（MSP）-A D、（SP）+1-SP，（MSP）-A10、 下面尾數(shù)（1位符號位）的表示中，不是規(guī)格化的尾數(shù)的是D。A、010011101（原碼） B、110011110（原碼）C、010111111（補碼） D、110111001（補碼）11、 在主存和CPU之間增加cache存儲器的目的是C。A、增加內(nèi)存容量 B、提高內(nèi)存可靠性C、解決CPU和主存之間的速度匹配問題 D、增加內(nèi)存容量，同時加快存取速度12、 CPU主要包括B。A、控制器 B、控制器、運算器、cacheC、運算器和主存 D、控制器、ALU和主存13、設變址寄存器為X,形式地址為D,（X）表示寄存器X的內(nèi)容，變址尋址方式的有效地址為 A。A、EA=（X）+DB、EA=（X）+（D）C、EA=（（X）+D） D、EA=（（X）+（D））14、 信息只用一條傳輸線，且采用脈沖傳輸?shù)姆绞椒Q為A。A、串行傳輸 B、并行傳輸C、并串行傳輸 D、分時傳輸15、 下述I/O控制方式中，主要由程序?qū)崿F(xiàn)的是B。A、PPU（外圍處理機）方式 B、中斷方式C、DMA方式 D、通道方式16、 系統(tǒng)總線中地址線的功能是D。A、用于選擇主存單元地址 B、用于選擇進行信息傳輸?shù)脑O備C、用于選擇外存地址 D、用于指定主存和I/O設備接口電路的地址17、CRT的分辨率額為1024X1024，顏色深度為8位，則刷新存儲器的存儲容量是C。A、2MB B、1MB C、8MB D、1024B18、 設寄存器位數(shù)為8位，機器數(shù)采用補碼形式（含一位符號位）。對應于十進制數(shù)-27，寄存器內(nèi)為C。A、27H B、9BH C、E5H D、5AH19、 根據(jù)國標規(guī)定，每個漢字在計算機內(nèi)占用B存儲。A、一個字節(jié) B、二個字節(jié) C、三個字節(jié) D、四個字節(jié)20、 某一SRAM芯片，其容量為512X8位，考慮電源端和接地端，該芯片引出線的最小數(shù)目應為D。A、23B、25C、50D、19二、 填空題：（每空1分，共20分）1、設X=—0.1011，則［X］補為10101 。2、 漢字的輸入碼，機內(nèi)碼，字形碼是計算機用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出三種不同用途的編碼3、數(shù)控機床是計算機在自動控制方面的應用，郵局把信件自動分揀是在計算機人工智能 方面的應用。4、 計算機軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類。5、 RISC的中文含義是精簡指令系統(tǒng)計算機；CISC的中文含義是復雜指令系統(tǒng)計算機6、 對動態(tài)存儲器的刷新有兩種方式，它們是集中式刷新和分布式刷新。7、 機器字長16位，表示浮點數(shù)時，階碼6位（階符1位），尾數(shù)10位（數(shù)符1位），則浮點補碼表示時，最大浮點數(shù)是（1一2—9）X231，絕對值最小的非0的正數(shù)是2—418、 在存儲系統(tǒng)的Cache與主存層次結(jié)構(gòu)中，常會發(fā)生數(shù)據(jù)替換問題，此時我們較常使用的替換算法有先進先出算法（FIFO）和近期最少使用算法（LRU）等。9、 一條指令實際上包括兩種信息即操作碼和地址碼。10、 按照總線仲裁電路的位置不同，可分為集中式仲裁和分布式仲裁。三、 簡答題：（每題5分，共15分）1、 CPU中有哪些主要寄存器？簡述這些寄存器的功能。答:CPU有以下寄存器:①指令寄存器（IR）：用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。②程序計數(shù)器（PC）：用來確定下一條指令的地址。③地址寄存器（AR）：用來保存當前CPU所訪問的內(nèi)存單元的地址。緩沖寄存器（DR）：V1＞作為CPU和內(nèi)存、外部設備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站。V2＞補償CPU和內(nèi)存、外圍設備之間在操作速度上的差別。＜3＞在單累加器結(jié)構(gòu)的運算器中，緩沖寄存器還可兼作為操作數(shù)寄存器。⑤通用寄存器（AC）：當運算器的算術邏輯單元（ALU）執(zhí)行全部算術和邏輯運算時,為ALU提供一個工作區(qū)。⑥狀態(tài)條件寄存器（PSW）：保存由算術指令和邏輯指令運行或測試的結(jié)果建立的各種條件碼內(nèi)容。除此之外，還保存中斷和系統(tǒng)工作狀態(tài)等信息，以便使CPU和系統(tǒng)能及時了解機器運行狀態(tài)和程序運行狀態(tài)。2、 RISC機器具有什么優(yōu)點，試簡單論述。答：RISC是精簡指令系統(tǒng)計算機，它有以下特點：①選取使用頻率最高的一些簡單指令，以及很有用但不復雜的指令。②指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。③只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲器，其余指令的操作都在寄存器之間進行。④大部分指令在一個機器周期內(nèi)完成。⑤CPU中通用寄存器數(shù)量相當多。⑥以硬布線控制為主，不用或少用微指令碼控制。⑦一般用高級語言編程,特別重視編譯優(yōu)化工作，以減少程序執(zhí)行時間。3、計算機存儲系統(tǒng)分那幾個層次？每一層次主要采用什么存儲介質(zhì)？其存儲容量和存取速度的相對值如何變化？答：分為高速Cache——主存一輔存三級層次結(jié)構(gòu)，容量從小到大，速度從高到低。存儲介質(zhì)：CacheSRAM主存 DRAM輔存 磁表面存儲器四、綜合題：(共45分)1、 求十進制數(shù)一123的原碼表示，反碼表示，補碼表示和移碼表示(用8位二進制表示，并設最高位為符號位，真值為7位)。(本題8分)答：原碼：11111011反碼：10000100補碼：10000101移碼：000001012、 基址寄存器的內(nèi)容為3000H，變址寄存器的內(nèi)容為02B0H，指令的地址碼為002BH，程序計數(shù)器(存放當前正在執(zhí)行的指令的地址)的內(nèi)容為4500H，且存儲器內(nèi)存放的內(nèi)容如下：地址內(nèi)容002BH3500H302BH3500H32B0H5600H32DBH2800H3500H2600H452BH2500H(1)、若采用基址尋址方式，則取出的操作數(shù)是什么？、若采用變址尋址(考慮基址)方式，取出的操作數(shù)是什么？、若采用立即尋址方式，取出的操作數(shù)是什么？、若采用存儲器間接尋址(不考慮基址)方式，取出的操作數(shù)是什么？、若相對尋址用于轉(zhuǎn)移指令，則轉(zhuǎn)移地址是多少？(本題10分)答：(1)、350OH (2)、2800H (3)、002BH (4)、2600H (5)、452BH3、 現(xiàn)有SRAM芯片容量為2KX4位，試用此芯片組成8KX8位的存儲器，(1)、共需要多少這樣的芯片？(2)要訪問此存儲器至少需要多少條地址線？其中片內(nèi)尋址需幾條？(本題6分)答：(1)8片 (2)13條，11條，4、 某雙面磁盤，每面有220道，已知磁盤轉(zhuǎn)速r=3000轉(zhuǎn)/分。數(shù)據(jù)傳輸率為175000B/S。求磁盤總?cè)萘俊?本題6分)解：因為Dr=rXN r=3000轉(zhuǎn)/分=50轉(zhuǎn)/秒所以N=Dr/r=(175000B/s)/(50/s)=3500B磁盤總?cè)萘?3500BX220X2=1540000B=1.54MB5、 設浮點數(shù)x=2_011X0.101100，y=2_010X(—0.011010)、計算x+y；(階碼與尾數(shù)均用補碼運算)。、計算xXy；(階碼用補碼運算，尾數(shù)用原碼一位乘)。(本題15分)答：(1)階碼：11010 尾數(shù)：11000000(均為補碼)(2)階碼：11010(補碼)尾數(shù)：11100100(原碼)(計算過程略)TOC\o"1-5"\h\z如果主存容量為16M字節(jié)，且按字節(jié)編址，表示該主存地址至少應需要 C 位。\o"CurrentDocument"(3)A．16 B．20 C．24 D．32某計算機內(nèi)存按字節(jié)編址，內(nèi)存地址區(qū)域從44000H到6BFFFH，共有__B_(11)—K字節(jié)。若采用16KX4bit的SRAM芯片，構(gòu)成該內(nèi)存區(qū)域共需_C_(12)—片。A.128 B.160 C.180 D.220\o"CurrentDocument"A.5 B.10 C.20 D.32內(nèi)存地址從4000H到43FFH，共有_C_(47)_個內(nèi)存單元。若該內(nèi)存每個存貯單元可存儲16位二進制數(shù)，并用4片存儲器芯片構(gòu)成，則芯片的容量是—C_(48)__OA、256B、512C、1024D、2048A.512X16bitB.256X8bit C.256X16bitD.1024X8bit4?計算機指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的主要目的是D(56)。在下列尋址方式中取得操作數(shù)速度最慢的是 (57)D。(56)A、可直接訪問內(nèi)存或外存B、 提供擴展操作碼并降低指令譯碼難度C、 簡化匯編指令的設計D、 縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性(57)A、相對尋址B、基址尋址C、寄存器間接尋址 D、存儲器間接尋址5?程序計數(shù)器(或指令地址寄存器)屬于CPU的_B_(51)_部件。(51)A.運算器 B.控制器 C.存儲器D.I/O接口6?計算機的控制器是由多種部件組成的，其中不包括_(55)_C_。(55)A.指令寄存器IRB.程序計數(shù)器PC(指令指針寄存器IP)C.算術邏輯單元ALUD.程序狀態(tài)字寄存器PSWCPU中的控制器是由一些基本的硬件構(gòu)成的。__C—不是構(gòu)成控制器的部件。A.時序部件和微操作形成部 B.程序計數(shù)器C.外設接口部件 D.指令寄存器和指令譯碼器某計算機系統(tǒng)的內(nèi)存存儲系統(tǒng)是由cache和主存構(gòu)成，cache的存取周期是45ns，主存的存取周期是200ns，已知在一段給定的時間內(nèi)，CPU共訪問存儲系統(tǒng)2000次，其中訪問主存100次，問：cache的命中率是多少？CPU訪問該內(nèi)存存儲系統(tǒng)的平均時間？cache--主存的效率是多少？解：1)h=Nc/(Nc+Nm)=(2000-100)/2000=0.95(2)ta=h*tc+(1-h)*tm=0.95*45+0.05*200=60ns(3)e=tc/ta=45/60=83.3%cache的存取周期是40ns，主存的存取周期是200ns，cache/主存系統(tǒng)平均訪問時間為50ns，求cache的命中率？解：50=h*40+(1-h)*200 h=93.8%磁盤組有6片磁盤，每片有兩個記錄面，最上最下兩面不用，存儲區(qū)域內(nèi)徑22cm，外徑33cm，道密度為40道/cm，內(nèi)層位密度為400位/cm，轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分，問：共有多少個存儲面可用？共有多少柱面？盤組總?cè)萘渴嵌嗌伲繑?shù)據(jù)傳輸率是多少？采用定長數(shù)據(jù)塊記錄格式，直接尋址的最小單位是什么？尋址命令中如何表示磁盤地址？(每扇區(qū)1KB)如果某文件長度超過一個磁道的容量，應將它記錄在同一個存儲面上還是同一個柱面上？有效存儲區(qū)域=16.5-11=5.5(cm)因為道密度=40道/cm,所以40X5.5=220道，即220個圓柱面內(nèi)層磁道周長為2nR=2X3.14X11=69.08(cm)每道信息量=400位/cmX69.08cm=27632位=3454B每面信息量=3454BX220=759880B盤組總?cè)萘?759880BX10=7598800B磁盤數(shù)據(jù)傳輸率Dr=rN,N為每條磁道容量，N=3454B,r為磁盤轉(zhuǎn)速，r=2400轉(zhuǎn)/60秒=40轉(zhuǎn)/

秒Dr=rN=40X3454B=13816B/s(4)采用定長數(shù)據(jù)塊格式,直接