計算機原理試題及答案

計算機組成原理試卷A

一、選擇題(每小題2分，共30分)

1.下列數(shù)中最小的數(shù)是。

A.(100100)2B.(43)8C.(110010)BCDD.(25)(6

2.計算機經(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)上來看，至今絕大

多數(shù)計算機仍屬于型計算機。

A.實時處理B.智能化C.并行D.馮.諾依曼

3.存儲器是計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，它主要用來_____。

A.存放數(shù)據(jù)B.存放程序C.存放微程序D.存放數(shù)據(jù)和程序

4.以下四種類型指令中，執(zhí)行時間最長的是____。

A.RR型指令B.RS型指令C.SS型指令D.程序控制指令

5.計算機的外圍設(shè)備是指____o

A.輸入/輸出設(shè)備B.外存儲器

C.遠程通信設(shè)備D.除了CPIJ和內(nèi)存以外的其它設(shè)備

6.堆棧尋址方式中，設(shè)A為通用寄存器，SP為堆棧指示器，MSP為SP指示器的棧頂單

元，如果操作動作是：(A)—Msi”(SP)TfSP,那么出棧操作的動作應(yīng)為o

A.(Msf.)-A,(SP)+1-SPB.(SP)+1-SP,(MSP)-A

C.(SP)-1-SP,(MSP)-AD.(MS1.)-A,(SP)T-SP

7.某寄存器中的值有時是地址，因此只有計算機的才能識別它。

A.譯碼器B.判別程序C.指令D.時序信號

8.寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在o

A.通用寄存器B.主存單元C.程序計數(shù)器D.堆棧

9.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o

A.11001011B.11010110C.11000001D.1100101

10.丕是發(fā)生中斷請求的條件是o

A.一條指令執(zhí)行結(jié)束B.一次I/O操作結(jié)束

C.機器內(nèi)部發(fā)生故障D.一次DMA操作結(jié)束

11.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是o

A實現(xiàn)存貯程序和程序控制B縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性

C可以直接訪問外存D提供擴展操作碼的可能并降低指令譯碼難度

12.某SRAM芯片，其容量為512X8位，除電源和接地端外，該芯片引出線的最小數(shù)目應(yīng)

是。

A23B25C50D19

13.算術(shù)右移指令執(zhí)行的操作是o

A符號位填0,并J項次右移1位，最低位移至正位標(biāo)志位；

B符號位不變，并順次右移1位，最低位移至進位標(biāo)志位；

C進位標(biāo)志位移至符號位，順次右移1位，最低位移至進位標(biāo)志位；

D符號位填1,并順次右移1位，最低位移至進位標(biāo)志位；

14.在定點運算器中，無論采用雙符號位還是單符號位，必須有,它一般用

來實現(xiàn)。

A譯碼電路，與非門；B編碼電路，或非門；

C溢出判斷電路，異或門；D移位電路，與或非門；

15.在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是____o

A主存地址寄存器B程序計數(shù)器C指令寄存器D狀態(tài)條件寄存器

二、填空題（每小題3分，共24分）

1.多個用戶共享主存時，系統(tǒng)應(yīng)提供A_____o通常采用的方法是B_____保護

和C______保護，并用硬件來實現(xiàn)。

2.虛擬存貯器通常由主存和A____兩級存貯系統(tǒng)組成。為了在一臺特定的機器上執(zhí)行程

序，必須把B_____映射到這臺機器主存貯器的C______空間上，這個過程稱為地址映

射c

3.主存與cache的地址映射有A_____,B______,C三種方式。

4.計算機系統(tǒng)中的存儲器分為A____和B______o在CPU執(zhí)行程序時，必須將指

令存放在C中。

5.DMA技術(shù)的出現(xiàn)，使得A____可以通過B______直接訪問Co

6,中斷處理過程可以A進行。B的設(shè)備可以中斷C的中斷服務(wù)程

序。

7.存儲器的技術(shù)指標(biāo)有A、B和C存儲器帶寬。

8.設(shè)8位信息為01101101則海明校驗碼為o

三.應(yīng)用題

1.（6分）CPU執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數(shù)為5000次，主存完成存取的次數(shù)為

200次。已知cache存取周期為40ns,主存存取周期為160ns。求：

1.Cache命中率H,

2.Cache/主存系統(tǒng)的訪問效率e,

3.平均訪問時間Ta。

2.（9分）已知某16位機的主存采用半導(dǎo)體存貯器，地址碼為18位，若使用4K義4位SRAM

芯片組成該機所允許的最大主存空間，并選用模塊板結(jié)構(gòu)形式。問：

（1）若每個模板為32Kx8位，共需幾個模塊板？

（2）每個模塊內(nèi)共有多少片SRAM芯片？

（3）主存共需多少SRAM芯片？CPU如何選擇模塊板？

3.（8分）指令格式如下所示。OP為操作碼字段，試分析指令格式特點。

312622181716150

OP—源寄存器:芟址寄存器4需移量

4.（11分）已知X=2°i°X0.11011011,Y=2,00X（-0.10101100）,求X+Y。

5.（6分）簡述中斷處理過程？

6.（6分）CPU結(jié)構(gòu)如圖B9.1所示，其中有一個累加寄存器AC,一個狀態(tài)條件寄存器,

各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。

（1）標(biāo)明圖中四個寄存器的名稱。

（2）簡述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路，

（3）簡述數(shù)據(jù)在運算器和主存之間進行存/取訪問的數(shù)據(jù)通路。

圖B9.I

（本試題共三大題29小題到此結(jié)束）

選擇題答案

123456789101112131415

本科生期末試卷答案

選擇題

1.C2.D3.D4.C5.D6.B7.C8.B

9.D10.AU.B12.D13.B14.C15.B

一、填空題

1.A.存儲保護B.存儲區(qū)域C.訪問方式

2.A.輔存B.邏輯地址C.物理地址

3.A.全相聯(lián)B.直接C.組相聯(lián)

4.A.內(nèi)存B.外存C.內(nèi)存

5.A.外圍設(shè)備B.DMA控制器C.內(nèi)存

6.A.嵌套B.優(yōu)先級高C.優(yōu)先級低

7.A.存儲容量B.存取時間C.存儲周期

8.1011001100111

三.應(yīng)用題

1.1,解：①命中率H=Nc/（Nc+Nm）=5000/（5000+200）=5000/5200=0.96

②主存慢于each。的倍率R=Tm/Tc=160Ns/40Ns=4

訪問效率：

e=1/[r+（1—r）H]=1/[4+（1—4）X0.96]

=89.3%③平均訪問時間Ta=Tc/e=40/0.893=45ns

2.解：（1）由于主存地址碼給定18位，所以最大空間為2i』256K,主存的最大容量

為256K?，F(xiàn)在每個噗塊板的存貯容量為32KB,所以主存共需256KB/32KB=8塊板。

（3分）

（2）每個模塊板的存貯容量為32KB,現(xiàn)用4K義4位的SRAM芯片。每塊板采用位并

聯(lián)與地址串聯(lián)相結(jié)合的方式：即用2片SRAM芯片拼成4KX8位（共8組），用地址碼

的低12位（Ao?AQ直接接到芯片地址輸入端，然后用地址碼的高3位（AI4-A.2）

通過3：8譯碼器輸出分別接至U8組芯片的片選端。共8義2=16個SRAM（3分）

（3）根據(jù)前面所得，共虛8個模板，每個模板上有16片芯片，故主存共需8X16=128

片芯片（SRAM）。（1分）

CPU選擇各模塊板的方法是：各模塊板均用地址碼Ao?AM譯碼，而各模塊的選擇用

地址碼最高三位AmAwA15通過3：8譯碼器輸出進行選擇。（3分）

3解：（1）操作碼字段為6位，可指定26=64種操作，即64條指令。

（2）單字長（32）二地址指令。

（3）一個操作數(shù)在原寄存器（共有16個），另一個操作數(shù)在存儲器中（由變址寄

存器內(nèi)容+偏移量決定），所以是RS型指令。

（4）這種指令結(jié)構(gòu)用于訪問存儲器。

4.解：為了便于直觀理解，假設(shè)兩數(shù)均以補碼表示，階碼采用雙符號位，尾數(shù)采用單符

號位，則它們的浮點表示分別為：

[XL=00010,0.11011011

[Y]浮=00100,1.01010000

(1)求階差并對階：

AE=Ex-Ey=[E[補+[-E』補=000ID+11100=11110

即AE為-2,x的階碼小，應(yīng)使此右移2位，及加2,

[X]浮=00010,0.11011011(11)

其中(11)表示出右移2位后移出的最低兩位數(shù)。

(2)尾數(shù)和

0.00110110(11)

+1.01010100

1.10001010(11)

(3)規(guī)格化處理

尾數(shù)運算結(jié)果的符號位與最高數(shù)值位為同值，應(yīng)執(zhí)行左規(guī)處理，結(jié)果為

1.00010101(10),階碼為00Olio

(4)舍入處理

采用0舍1入法處理,則有

1.00010101

+1

L00010110

(5)判溢出

階碼符號位為00,不溢出，故得最終結(jié)果為

x+y=20,1X(-0.11101010)

5.(1)關(guān)中斷

(2)保存斷點和現(xiàn)場

(3)判別中斷源

(4)開中斷

5)執(zhí)行中斷服務(wù)程序

(6)退出中斷

6.解:

(1)a為數(shù)據(jù)緩沖寄存器DR,b為指令寄存器IR,c為主存地址寄存器，d為程序計數(shù)

器PC。

(2)主存M-緩沖寄存器DR一指令寄存器IR一操作控制器。

(3)存貯器讀：M-DR-ALU-AC存貯器寫：AC-DR-M

計算機組成原理試卷B

一.選擇題(每小題2分，共40分)

1.目前我們所說的個人臺式商用機屬于_____。

A.巨型機B.中型機C.小型機D.微型機

2.(2000)10化成十六進制數(shù)是。

A.(7CD)16Bo(7D0)16C。(7E0)16Do(7F0)16

3.下列數(shù)中最大的數(shù)是____o

A.(10011001)2Bo(227)8C。(98)16Do(152)10

4.表示法主要用于表示浮點數(shù)中的階碼。

A.原碼B.補碼C.反碼D.移碼

5.在計算機中，普遍采用的字母與字符編碼是。

A.BCD碼B.16進制

C.格雷碼D.ASCII碼

6.運算器的主要功能是進行____。

A.邏輯運算B.算術(shù)運算

C.邏輯運算和算術(shù)運算D.只作加法

7.存儲器是計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備,它主要用來_____o

A.存放數(shù)據(jù)B.存放程序

C.存放數(shù)據(jù)和程序D.存放微程序

8.計算機問世至今，新型機器不斷推陳出新，不管怎樣更新，依然保有“存儲程序”的

概念，最早提出這種概念的是“

A.巴貝奇B.馮.諾依曼C.帕斯卡D.貝爾

9.在CPU中，跟蹤后繼指令地指的寄存器是o

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

10.CPU主要包括o

A.控制器B.控制器、運算器、cache

C.運算器和主存D.控制器、ALU和主存

11.寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在o

A.通用寄存器B.程序計數(shù)器C.堆棧D.主存單元

12.以下四種類型指令中，執(zhí)行時間最長的是o

A.RR型B.RS型C.SS型D.程序控制指令

13.算術(shù)右移指令執(zhí)行的操作是。

A.符號位填0,并順次右移1位，最低位移至進位標(biāo)志位

B.符號位不變，并順次右移1位，最低位移至進位標(biāo)志位

C.進位標(biāo)志位移至符號位，順次右移1位，最低位移至進位標(biāo)志位

D.符號位填1,并順次右移1位，最低位移至進位標(biāo)志位

14.在主存和CPU之間增加cache存儲器的目的是_____。

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

15.單地址指令中為了完成兩個數(shù)的算術(shù)運算，除地址碼指明的一個操作數(shù)外，另一個數(shù)

常需采用______0

A.堆棧尋址方式B.立即尋址方式C.隱含尋址方式D.間接尋址方式

16.指令周期是指o

A.CPU從主存取出一條指令的時間B.CPU執(zhí)行一條指令的時間

C.CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間

D.時鐘周期時間

17.在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本身的尋址方式，稱為o

A.隱含尋址B.立即尋址C.寄存器尋址D.直接尋址

18.指令寄存器的作用是_____o

A.保存當(dāng)前指令的地址B.保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令

C.保存下一條指令D.保存上一條指令

19.計算機的存儲器系統(tǒng)是指_____o

A.RAM存儲器B.ROM存儲器C.主存儲器D.主存儲器和外存儲器

20.某寄存器芯片的存儲容量為8Kx1位，則它的地址線和數(shù)據(jù)線引腳相加的和為o

A.11B.12C.13D.14

二.填空題（每空1分，共19分）

1.奔騰CPU中，L2級cache的內(nèi)容是A.的子集，而B.的內(nèi)容又是C._____

的子集。

2.存儲A._____并按B.順序執(zhí)行，這是馮.諾依曼型計算機的T作原理.

3.主存與cache的地址映射有A,B,C三種方式。

4.計算機系統(tǒng)中的存儲器分為A和Bo在CPU執(zhí)行程序時，必須將指令存放

在C中。

5.存儲器的技術(shù)指標(biāo)有A、B和C存儲器帶寬。

6.尋址方式按操作數(shù)的物理位置不同，多使用A.型和B.型，前者比后者執(zhí)

行速度快。

7.運算器的兩個主要功能是：A.,B.o

8某機字長32位。其中1位符號位，31位表示尾數(shù)。若用定點整數(shù)表示，則最大正整數(shù)為A

三.應(yīng)用題（共41分）

1.請將十進制數(shù)（123.375）轉(zhuǎn)化成二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)。

2.用16kx8位的SRAM芯片構(gòu)成64Kxi6位的存儲器，要求畫出該存儲器的組成邏輯框圖。

3.若機器字長36位，采用三地址格式訪存指令，共完成54種操作，操作數(shù)可在1K地址范

圍內(nèi)尋找，畫出該機器的指令格式。

4.CPU執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數(shù)為3800次，主存完成存取的次數(shù)為200次,

已知cache存取周期為50ns,主存為250ns,求cache/

主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時間。

5.某機字長32位，常規(guī)設(shè)計的存儲空間W32M,若將存儲空間擴至256M,請?zhí)岢鲆?/p>

種可能方案。

6.設(shè)［x］補=Xo.X］X2…X”。求證：X=-Xo+Xj2

(本試題共三大題34小題到此結(jié)束)

答題紙

一選擇題答案

12345678910

11121314151617181920

二填空題答案

1A._B._C._

2A.________________B._____________

3A._B.C._

4A.___________B.C._

5A..B.C._

6A._B.

7

A.B.

8A._

試卷答案

一.選擇題

1.D2.B3.A4.D5.D6.C7.C

8.B9.B10.B11.D12.C13.B14.C

15.C16.C17.B18.B19.D20.D

二.填空題

1.A.主存B.L1級cacheC.L2級cache

2.A.程序B.地址

3.A.全相聯(lián)B.直接C.組相聯(lián)

4.A.內(nèi)存B.外存C.內(nèi)存

5.A.存儲容量B.存取時間C.存儲周期

6.A.RRB.RS

7.A.算術(shù)運算B.邏輯運算

8.+(2^31-1)

四.應(yīng)用題

1.二進制1111011.011八進制173.3十六進制7B.3（9分）

2.存儲器容量為64Kxi6位，其地址線為16位（A15—A0）,數(shù)據(jù)線也是16位（D15—D0）

SRAM芯片容量為16Kx8位，其地址線為14位，數(shù)據(jù)線為8位，因此組成存儲器時須字同時

擴展。字?jǐn)U展采用2：4譯碼器，以16K為一個模塊，共4個模塊。位擴展采用兩片串接。（8

分）

3.操作碼需用6位，操作數(shù)地址碼需用10位。格式如下（6