計(jì)算機(jī)組成原理考研試卷及答案(五)

計(jì)算機(jī)組成原理考研試卷（五）及答案

一、選擇題（共5分，每題1分）

1.設(shè)寄存器內(nèi)容為80H,若它對(duì)應(yīng)的真值是-127,則該機(jī)器數(shù)是

A.原碼；

B.補(bǔ)碼;

C.反碼；

D.移碼。

2.下列敘述中是正確的。

A.程序中斷方式中有中斷請(qǐng)求，DMA方式中沒(méi)有中斷請(qǐng)求；

B.程序中斷方式和DMA方式中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送都需中斷請(qǐng)求；

C.程序中斷方式和DMA方式中都有中斷請(qǐng)求，但目的不同；

D.DMA要等到指令周期結(jié)束時(shí)才進(jìn)行周期竊取。

3.設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為32位，一個(gè)容量為16MB的存儲(chǔ)器，CPU按半字尋址，其尋址范圍是

A.2的24次方；

B.2的23次方；

C.2的22次方;

D.2的21次方。

4.在中斷接口電路中，向量地址可通過(guò)送至CPU。

A.地址線；

B.數(shù)據(jù)線；

C.控制線；

D.狀態(tài)線。

5.在程序的執(zhí)行過(guò)程中，Cache與主存的地址映象是由

A.程序員調(diào)度的；

B.操作系統(tǒng)管理的；

C.由程序員和操作系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)完成的；

D.硬件自動(dòng)完成的。

6.總線復(fù)用方式可以<

A.提島總線的傳輸帶寬；

B.增加總線的功能；

C.減少總線中信號(hào)線的數(shù)量；

D.提高CUP利用率。

7.下列說(shuō)法中正確的是o

A.Cache與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間是主存地址空間的一部分;

B.主存儲(chǔ)器只由易失性的隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器構(gòu)成;

C.單體多字存儲(chǔ)器主要解決訪存速度的問(wèn)題；

D.Cache不與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間不是主存地址空間的一部分。

8.在采用增量計(jì)數(shù)器法的微指令中，下一條微指令的地址<

A.在當(dāng)前的微指令中；

B.在微指令地址計(jì)數(shù)器中；

C.在程序計(jì)數(shù)器；

D.在CPU中。

9.由于CPU內(nèi)部操作的速度較快，而CPU訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器的時(shí)間較長(zhǎng)，因此機(jī)器周期

通常由來(lái)確定。

A.指令周期；

B.存取周期；

C.間址周期；

D.執(zhí)行周期。

10.RISC機(jī)器。

A.不一定采用流水技術(shù)；

B.一定采用流水技術(shù)；

C.CPU配備很少的通用寄存器;

D.CPU配備很多的通用寄存器。

11.在下列尋址方式中，尋址方式需要先計(jì)算，再訪問(wèn)主存。

A.立即;

B.變址；

C.間接；

D.直接。

12.在浮點(diǎn)機(jī)中，判斷補(bǔ)碼規(guī)格化形式的原則是o

A.尾數(shù)的第一數(shù)位為1,數(shù)符任意；

B.尾數(shù)的符號(hào)位與第一數(shù)位相同；

C.尾數(shù)的符號(hào)位與第一數(shù)位不同；

D.階符與數(shù)符不同。

13.1/0采用統(tǒng)一編址時(shí)，進(jìn)行輸入輸出操作的指令是。

A.控制指令；

B.訪存指令；

C.輸入輸出指令；

D.程序指令。

14.設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為32位,存儲(chǔ)容量為16MB,若按雙字編址，其尋址范圍是

A.8MB;

B.2M;

C.4M;

D.16Mo

15.尋址對(duì)于實(shí)現(xiàn)程序浮動(dòng)提供了較好的支持。

A.間接尋址；

B.變址尋址；

C.相對(duì)尋址；

D.直接尋址。

16.超流水線技術(shù)是o

A.縮短原來(lái)流水線的處理器周期；

B.在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)并發(fā)多條指令；

C.把多條能并行操作的指令組合成一條具有多個(gè)操作碼字段的指令;

D.以上都不對(duì)。

17.以下敘述中錯(cuò)誤的是。

A.指令周期的第一個(gè)操作是取指令；

B.為了進(jìn)行取指令操作，控制器需要得到相應(yīng)的指令；

C.取指令操作是控制器自動(dòng)進(jìn)行的；

D.指令周期的第一個(gè)操作是取數(shù)據(jù)。

18.1/0與主主機(jī)交換信息的方式中，DMA方式的特點(diǎn)是o

A.CPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作；

B.CPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作；

C.CPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序并行工作；

D.CPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序并行工作。

19.若9BH表示移碼（含1位符號(hào)位）.其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是。

A.27;

B.-27;

C.-101;

D.10K

20.在二地址指令中是正確的。

A.指令的地址碼字段存放的一定是操作數(shù)；

B.指令的地址碼字段存放的一定是操作數(shù)地址；

C.運(yùn)算結(jié)果通常存放在其中一個(gè)地址碼所提供的地址中；

D.指令的地址碼字段存放的一定是操作碼。

二、填空題（共20分，每空1分）

1.32位字長(zhǎng)的浮點(diǎn)數(shù)，其中階碼8位（含1位階符），基值為2,尾數(shù)24位（含1位數(shù)

符），則其對(duì)應(yīng)的最大正數(shù)是A,最小的絕對(duì)值是B；若機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼表

示，且尾數(shù)為規(guī)格化形式，則對(duì)應(yīng)的最小正數(shù)是C,最小負(fù)數(shù)是Do（均

用十進(jìn)制表示）

2.CPU從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時(shí)間叫A,它通常包含若干個(gè)B

,而后者又包含若干個(gè)CoD和E組成多級(jí)時(shí)序系統(tǒng)。

3.假設(shè)微指令的操作控制字段共18位，若采用直接控制，則一條微指令最多可同時(shí)啟

動(dòng)A個(gè)微操作命令。若采用字段直接編碼控制，并要求一條微指令能同時(shí)啟動(dòng)3

個(gè)微操作，則微指令的操作控制字段應(yīng)分B段，若每個(gè)字段的微操作數(shù)相同，這樣

的微指令格式最多可包含C個(gè)微操作命令。

4.一個(gè)8體低位交叉的存儲(chǔ)器，假設(shè)存取周期為T(mén),CPU每隔t（T=8x）時(shí)間啟動(dòng)一

個(gè)存儲(chǔ)體，則依次從存儲(chǔ)器中取出16個(gè)字共需A存取周期°

5.1/0與主機(jī)交換信息的控制方式中，A方式CPU和設(shè)備是串行工作的。

B和C方式CPU和設(shè)備是并行工作的，前者傳送與主程序是并行的，后者

傳送和主機(jī)是串行的。

6.設(shè)n=16位（不包括符號(hào)位在內(nèi)），原碼兩位乘需做A次移位，最多做B次

加法;補(bǔ)碼Booth算法需做C次移位，最多做D次加法。

三、名詞解釋（共10分，每題2分）

1.同步控制方式

2.周期竊取

3.雙重分組跳躍進(jìn)位

4.直接編碼

5.硬件向量法

四、計(jì)算題（5分）

設(shè)x=+M，試用變形補(bǔ)碼計(jì)算x+y。

1616

五、簡(jiǎn)答題（15分）

1.某機(jī)主存容量為4Mx32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129

種操作。操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、立即、相對(duì)、基址、變址六種尋址方式。（5

分）

（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（十進(jìn)制表示）；

（3）一次間址的尋址范圍（十進(jìn)制表示）；

（4）相對(duì)尋址的位移量（十進(jìn)制表示）。

2.能不能說(shuō)機(jī)器的主頻越快，機(jī)器的速度就越快，為什么？

3.某機(jī)有五個(gè)中斷源，按中斷響應(yīng)的優(yōu)先順序由高到低為L(zhǎng)O,L1,L2,L3,L4,現(xiàn)要求優(yōu)先

順序改為L(zhǎng)3,L2,L4,L1,LO,寫(xiě)出各中斷源的屏蔽字。（5分）

屏蔽字

中斷源

01234

L0

L1

L2

L3

L4

六、問(wèn)答題（20分）

(1)畫(huà)出主機(jī)框圖(要求畫(huà)到寄存器級(jí));

(2)若存儲(chǔ)器容量為64Kx32位，指出圖中各寄存器的位數(shù)；

(3)寫(xiě)出組合邏輯控制器完成LDAX(X為主存地址)指令發(fā)出的全部微操作命令及節(jié)拍

安排。

(4)若采用微程序控制，還需增加哪些微操作？

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，并用疝畫(huà)作訪存控制信號(hào)(低電平有效)，

用而作讀寫(xiě)控制信號(hào)(高電平為讀，低電平為寫(xiě))。現(xiàn)有下列芯片及各種門(mén)電路(門(mén)電路自

定)，如圖所示。畫(huà)出CPU與存儲(chǔ)器的連接圖，要求：

氧工

ROM

PD.Progr

74138譯碼器

位

ROM2K8位RAM1K4Gi不■,不為控制端

4K8位2K必工

二1工.\為變“；捽制端

8K8位8K8收

位16Kl位

32K8W……Yo為輸出端

4K4位

(1)存儲(chǔ)芯片地址空間分配為：最小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)，與系統(tǒng)程序工作區(qū)相鄰的是24K用戶程序區(qū)；

(2)指出選用的存儲(chǔ)芯片類(lèi)型及數(shù)量；

⑶詳細(xì)畫(huà)出片選邏輯。

一、選擇題（共20分，每題1分1

l.C2.C3.B4.B5.D6.C7.C

8.B9.B10.Bll.B12.C13.B14.B

15.C16.A17.B18.C19.A20.C

二、填空題（共20分，每空1分）

,2723,27

jA.2%（1?2一為B.2-X2-C.2T匕2TD.-2

2.A.指令周期B.機(jī)器周期C.節(jié)拍D.機(jī)器周期E.節(jié)拍

3.A.18B.3C.192

?23

A.—

4.8

5.A.程序查詢B.DMAC.程序中斷

6.A.8B.9C.I6D.I7

三、名詞解釋（共1Q每題2分）

1.同步控制方式

答：任何一條指令或指令中的任何一個(gè)微操作的執(zhí)行，都由事先確定且有統(tǒng)一基準(zhǔn)時(shí)標(biāo)

的時(shí)序信號(hào)所控制的方式，叫做同步控制方式。

2.周期竊取

答：周期竊?。篋MA方式中由DMA接口向CPU申請(qǐng)占用總線，占用一個(gè)存取周期。

3.雙重分組跳躍進(jìn)位

答：n位全加器分成若干大組，大組內(nèi)又分成若干小組，大組中分組的最高進(jìn)位同時(shí)產(chǎn)

生，大組與大組問(wèn)的進(jìn)位串行傳送。

4.直接編碼

答：在微指令的操作控制字段中，每一位代表一個(gè)微命令，這種編碼方式即為直接編碼

方式。

5.硬件向量法

答：硬件向量法就是利用硬件產(chǎn)生向量地址，再由向量地址找到中斷服務(wù)程序的入口地

址。

四、計(jì)算題（共5分）

117

答：,:X=+—=0.1011,y=+—=0.0111

1616

lxJ4.-00.1011,[y]*=00.011111分）

則國(guó)補(bǔ)，+[y-=00I。”

+00.0111

第?位符號(hào)位f邛0010

二溢出（2分）

此時(shí)，符號(hào)位為“01”，表示溢出，又因第一位符號(hào)位為“0”，表示結(jié)果的真正符號(hào)，故“01”

表示正溢出。（2分）

五、簡(jiǎn)答題（共15分）

1.（5分）答：

（1）一地址指令格式為（1分）

OPMA

OP操作碼字段，共9位，可反映129種操作;

M尋址方式特征字段，共3位，可反映6種尋址方式；

A形式地址字段，共32-9-3=20位（1分）

（2）直接尋址的最大范圍為2的20次方=2048（1分）

（3）由于存儲(chǔ)字長(zhǎng)為32位，故一次間址的尋址范圍為2的32次方（1分）

（4）相對(duì)尋址的位移量為-1024~+1023（1分）

2.（5分）答：不能說(shuō)機(jī)器的主頻越快，機(jī)器的速度就越快。因?yàn)闄C(jī)器的速度不僅與主頻有關(guān),

還與機(jī)器周期中所含的時(shí)鐘周期數(shù)以及指令周期中所含的機(jī)器周期數(shù)有關(guān)。同樣主頻的機(jī)

器，由于機(jī)器周期所含時(shí)鐘周期數(shù)不同，機(jī)器的速度也不同。機(jī)器周期中所含時(shí)鐘周期數(shù)少

的機(jī)器，速度更快。

此外，機(jī)器的速度還和其他很多因素有關(guān)，如主存的速度、機(jī)器是否配有Cache、總線

的數(shù)據(jù)傳輸率、硬盤(pán)的速度、以及機(jī)器是否采用流水技術(shù)等等。機(jī)器速度還可以用MIPS（每

秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令數(shù)）和CPI（執(zhí)行一條指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)來(lái)衡量）。

3.（5分）答：（每寫(xiě)對(duì)一個(gè)屏蔽字1分）

設(shè)屏蔽位為力”時(shí)表示對(duì)應(yīng)的中斷源被屏蔽，屏蔽字排列如下：

屏蔽字

中斷源

01234

L010000

L111000

L210111

L311111

L411001

六、問(wèn)答題（共20分）

⑴(5分)

(2)(5分)

ACCMQALUXIRMDRPCMAR

3232323232321616

(3)(5分)

TOPC—MAR1->R

T1M(MAR)一MDR(PC)+1-PC

T2MDR—IROP(IR)->ID

TOAd(IR)-MAR1->R

T1M(MAR)TMDR

T2MDRTAC

(4)(5分)

取指Ad(CMDR)-CMAR

OP（IR）T微地址形成部件TCMAR

執(zhí)行Ad(CMDR)->CMAR

七、設(shè)計(jì)題（共10分）

（1）根據(jù)主存地址空間分配為:(2分)

An

00000000000

最小4K4KX8位ROM1片

000

00000000000000

相鄰4K4KX4位RAM2片

00011

0oo0

00

000000000000000相鄰24K8KX8位RAM3片

00

0o000000000000

0

⑵選出所用芯片類(lèi)型及數(shù)量

最小4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū),選用片4KX8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4Kx4位RAM芯片;（1分）

與系統(tǒng)程序工作區(qū)相鄰的24K為用戶程序區(qū)，選用3