北京科技大学计算机组成原理模拟题.docx

1、北京科技大学计算机组成原理模拟题 计算机组成原理 模拟题一 填空题1. 计算机软件一般分为两大类：一类叫_系统软件_，另一类叫_应用软件_。操作系统属于 _系统软件_ 类。2. 主存与cache的地址映射有_全相联方式_、_直接方式_、 _组相联方式_三种方式。3. DMA 控制器按其 _组成_结构，分为 _选择_型和 _多路_型两种。4. 闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及_瞬间启动_能力，为现有的_瞬间启动 存储器_体系结构带来巨大变化，因此作为_固态盘_用于便携式电脑中。5. 主存储器的性能指标主要是_存储容量_、_存取时间_、存储周期和存储器带宽。6. 汉字的_、_、_是计算机

2、用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。7. RISC指令系统的最大特点是： _指令长度固定_； _指令格式种类少_; _寻址方式_种类少。只有取数 / 存数指令访问存储器。8. 存储器和CPU连接时，要完成_DB_的连接；_CB_的连接和_AB_的连接，方能正常工作。9. 衡量总线性能的重要指标是_总线带宽_，它定义为总线本身所能达到的最高_传输速率_。PCI总线的带宽可达_132MB/s _。10. 微型机的标准总线从16位的_总线，发展到32位的_总线和_总线，又进一步发展到64位的PCI总线。11. 计算机的_是计算机_结构的重要组成部分，也是计算机不同于一般电子设备的本质所在

3、。12. 一个定点数由_符号位_和_数值位_两部分组成。13. EDRAM的中文含义是_增强动态随机存取存储器_，RISC的中文含义是_精简指令系统计算机_。14. 相联存储器不按地址而是按_访问的存储器，在cache中用来存放_，在虚拟存储器中用来存放_。15. 主存储器容量通常以KB表示，其中K=_1024B_；硬盘容量通常以GB表示，其中G=_1024KB_。16. 堆栈是一种特殊的数据寻址方式，它采用_先进后出_原理。按结构不同，分为_寄存器_堆栈和_存储器_堆栈。17. 从操作数的物理位置来说，可将指令归结为三种类型：存储器-存储器型，_寄存器寄存器型_，_寄存器存储器型_。18.

4、由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在_字向_和_位向_两方面进行扩充才能满足实际需求。19. 奔腾CPU中L2级cache的内容是_的子集，而_内容又是L2级cache的子集。20. 磁表面存储器主要技术指标有_存储密度_， _存储容量_， _平均存取时间_，和数据传输率。21. 汉字的_输入编码_、_汉字内码_、_字模码_是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。21. 22. 运算器的两个主要功能是：_算术运算_，_逻辑运算_。23. 为了解决多个_同时竞争总线_，必须具有_部件。24. CPU能直接访问_内存储器_和_外存储器_，但不能直接访问磁盘和光盘。25. 形成指

5、令地址的方式，称为_寻址_方式，有_顺序_寻址和_跳跃_寻址。26. 条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于_类指令，这类指令在指令格式中所表示的地址不是_的地址，而是_的地址。27. CPU从_存储器_取出一条指令并执行这条指令的时间合称为_指令周期_。由于各种指令的操作功能不同，各种指令的指令周期是_不尽相同_。二 选择题（共30分）1. 计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是_。BA巴贝奇 B冯. 诺依曼 C帕斯卡 D贝尔2. 算术 / 逻辑运算单元74181ALU可完成_。CA16种算术运算功能B16种

6、逻辑运算功能C16种算术运算功能和16种逻辑运算功能D4位乘法运算和除法运算功能3. 若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是_。A阶符与数符相同为规格化数B阶符与数符相异为规格化数C数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数4. 某SRAM芯片，存储容量为64K16位，该芯片的地址线和数据线数目为_。CA64，16 B16，64 C64，8 D16，165. 存储单元是指_。BA存放一个二进制信息位的存贮元B存放一个机器字的所有存贮元集合C存放一个字节的所有存贮元集合D存放两个字节的所有存贮元集合6. 交叉存贮器实质上是一种_存贮器

7、，它能_执行_独立的读写操作。AA模块式，并行，多个 B模块式串行，多个C整体式，并行，一个 D整体式，串行，多个7. 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于_。A基值寄存器内容加上形式地址（位移量）B堆栈指示器内容加上形式地址（位移量）C变址寄存器内容加上形式地址（位移量）D程序记数器内容加上形式地址（位移量）8. 描述PCI总线中基本概念不正确的句子是_。AHOST 总线不仅连接主存，还可以连接多个CPUBPCI 总线体系中有三种桥，它们都是PCI 设备C以桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作D桥的作用可使所有的存取都按CPU 的需要出现在总线上9. 中断向量地址是：_。DA子

8、程序入口地址 B中断服务例行程序入口地址C中断服务例行程序入口地址的指示器 D中断返回地址10. 某计算机字长32位，其存储容量为2MB，若按半字编址，它的寻址范围是_。CA4MB B2MB C2M D1M11. 当采用_对设备进行编址情况下，需要专门的I/O指令组。A统一编址法 B单独编址法 C两者都是 D两者都不是12. 指令周期是指_。CACPU从主存取出一条指令的时间BCPU执行一条指令的时间 CCPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间D时钟周期时间13. 发生中断请求的条件之一是_。CA一条指令执行结束 B一次 I/O 操作结束C机器内部发生故障 D一次DMA 操作结束14.

9、同步控制是_。DA只适用于CPU控制的方式B只适用于外围设备控制的方式C由统一时序信号控制的方式D所有指令执行时间都相同的方式15. 为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用_。BA通用寄存器 B堆栈 C存储器 D外存16. 带有处理器的设备一般称为_设备。AA智能化 B交互式 C远程通信 D过程控制17. 下列数中最大的数是_。AA（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（152）10 18. 运算器的主要功能是进行_。CA逻辑运算 B算术运算C逻辑运算和算术运算 D只作加法19. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是_。DABCD码 B16进制 C

10、格雷码 DASCII码20. 下面浮点运算器的描述中正确的句子是：_。A浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现B阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算C阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作D尾数部件只进行乘法和减法运算21. 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校校验的字符码是_。A11001011 B11010110 C11000001 D1100100122. 设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为_。AEA=(X)+D BEA=(X)+(D)CEA=(X)+D) DEA=(X)+(D)23. 根据标准规定，每个汉字在计算机内占用_

11、存储。BA一个字节 B二个字节 C三个字节 D四个字节24. 存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于_。DA存放程序 B存放软件 C存放微程序 D存放程序和数据25. 某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是_。CA4MB B2MB C2M D1M26. 双端口存储器在_情况下会发生读/写冲突。A左端口与右端口的地址码不同B左端口与右端口的地址码相同C左端口与右端口的数据码不同D左端口与右端口的数据码相同27. 下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是_。APPU(外围处理机)方式 B中断方式CDMA方式 D通道方式28. 下面有关“中断”的叙述，_是不正确的。A一

12、旦有中断请求出现，CPU立即停止当前指令的执行，转而去受理中断请求BCPU响应中断时暂停运行当前程序，自动转移到中断服务程序C中断方式一般适用于随机出现的服务a) D为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执行程序，必须进行现场保存操作29. 计算机的外围设备是指_。DA输入/输出设备 B外存储器C远程通信设备 D除了CPU 和内存以外的其它设备30. 系统总线中控制线的功能是_。AA提供主存、I / O接口设备的控制信号响应信号 B提供数据信息 C提供时序信号 D提供主存、I / O接口设备的响应信号 31. 冯诺依曼机工作的基本方式的特点是_。BA多指令流单数据流 B

13、按地址访问并顺序执行指令C堆栈操作 D存贮器按内容选择地址32. 完整的计算机系统应包括_。DA运算器、存储器、控制器 B外部设备和主机C主机和实用程序 D配套的硬件设备和软件系统33. 下列数中最大的数是_。AA（10010101）2 B（229）8 C（96）16 D（143）1034. 定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示的整数范围是_。AA-215 +（215 -1） B-（215 1） +（215 1）C-（215 + 1） +215 D-215 +215 35. 下面浮点运算器的描述中正确的句子是：_AC_。A浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现B阶码部件可实

14、现加、减、乘、除四种运算C阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作D尾数部件只进行乘法和减法运算36. Intel80486是32位微处理器，Pentium是_位微处理器。DA16 B32 C48 D6437. 某计算机字长32位，其存储容量为2MB，若按半字编址，它的寻址范围是_。CA4MB B2MB C2M D1M38. 交叉存贮器实质上是一种_存贮器，它能_执行_独立的读写操作。A模块式，并行，多个 B模块式串行，多个C整体式，并行，一个 D整体式，串行，多个39. 某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用_B_作为存储芯片。ASRAM B闪速存储器 Ccache D辅助存储

15、器40. _表示法主要用于表示浮点数中的阶码。DA原码 B补码 C反码 D移码41. CRT的颜色数为256色，则刷新存储器每个单元的字长是_。CA256位 B16位 C8位 D7位42. 多总线结构的计算机系统，采用_方法，对提高系统的吞吐率最有效。AA多端口存储器 B提高主存速度C交叉编址多模块存储器 Dcache43. 用某个寄存器中操作数的寻址方式称为_寻址。CA直接 B间接 C寄存器直接 D寄存器间接44. 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是_。A每一条机器指令由一段微指令编成的微程序来解释执行。B每一条机器指令由一条微指令来执行。C一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行。

16、D一条微指令由若干条机器指令组成。45. 外存储器与内存储器相比，外存储器_。AA速度快，容量大，成本高 B速度慢，容量大，成本低C速度快，容量小，成本高 D速度慢，容量大，成本高三 简答题1. 说明计算机系统的层次结构。解：计算机系统的层次结构共分8级，从L0L7，其中：L0为硬联逻辑，实现微指令的控制时序，是计算机系统硬件的内核；L1为微程序控制，根据机器指令配备一套微指令，给出微操作控制信号；L2为机器语言级计算机，该级的机器语言就是该计算机的指令系统； L3为操作系统，为用户提供一个操作环境；L4为汇编语言级计算机，该级的机器语言是汇编语言，由相应级的计算机进行解释、执行；L5为高级语

17、言类计算机，该级的机器语言是各种高级语言，该级计算机基本上脱离了物理计算机，供程序员使用；L6 为应用语言计算机，该级的机器语言是面向非计算机专业人员直接使用的应用语言；L7为应用系统分析和设计，是系统总体分析级，用以建立数学模型和算法，确定系统配置。2. 请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。解：程序查询方式,数据在 CPU 和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制,优点 是硬件结构比较简单,缺点是 CPU 效率低,中断方式是外围设备用来主动通 知 CPU,准备输入输出的一种方法,它节省了 CPU 时间,但硬件结构相对复杂一 些3. 提高存储器速度可采用哪些措施，请说出至少五种措施。解：1

18、、提高储存密度；2、提升寻址效率；3、增大接口带宽；4、增加缓存容量；5、改变读写机制，尽量采用直接存取。4. 假设可供用户程序使用的主存容量为200KB，而某用户的程序和数据所占的主存容量超过200KB，但小于逻辑地址所表示的范围。请问：具有虚存与不具有虚存对用户有何影响（简单说明原因）？解：没有虚存，则该程序不可能运行，因为在没有虚存的系统中要运行程序时必须将程序及其要处理的数据整体调入主存，而该程序和数据的容量超过了主存的实际容量。在具有虚存的系统中，则该程序可正常运行，因为有了虚存技术，在运行程序时，系统不是将要运行程序及其要处理的数据整体调入主存，而是采用页式、段式或段页式，将要运行

19、的程序逐页、逐段、或逐段逐页地从外存调入主存，这样即使程序大于实际的主存容量，也可以正常运行。5. 什么是闪速存储器？它有哪些特点？解：90年代INTEL公司发明的一种高密度、非易失性的读写半导体存储器。与EPROM相比较，闪速存储器具有明显的优势在系统电可擦除和可重复编程，而不需要特殊的高电压（某些第一代闪速存储器也要求高电压来完成擦除和/或编程操作）；与EEPROM相比较，闪速存储器具有成本低、密度大的特点。6. 说明总线结构对计算机系统性能的影响。解：最大存储容量。指令系统 在双总线系统中,CPU对存储总线和系统总线必须有不同的指令系统,这是因为操作码规定了要使用哪一条总线,所以在双总线

20、系统中,访存操作和输入/输出操作各有不同的指令.吞吐量 计算机系统的吞吐量是指流入,处理和流出系统的信息的速率.它取决于信息能够多快地输入内存,CPU能够多快地取指令,数据能够多快地从内存取出或存入,以及所得结果能够多快地从内存送给一台外围设备.这些步骤中的每一步都关系到主存,因此,系统吞吐量主要取决于主存的存取周期. 7. 存储系统为何要分级？简述Cache的功能及工作原理。8. 指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。9. CPU中包含哪些主要的寄存器？简述其功能。解：数据寄存器 - 用来储存整数数字（参考以下的浮点寄存器）。在某些简单/旧的 CPU，特别

21、的数据寄存器是累加器，作为数学计算之用。 地址寄存器 - 持有存储器地址，以及用来访问存储器。在某些简单/旧的CPU里，特别的地址寄存器是索引寄存器（可能出现一个或多个）。 通用目的寄存器 （GPRs） - 可以保存数据或地址两者，也就是说他们是结合 数据/地址 寄存器的功用。 浮点寄存器 （FPRs） - 用来储存浮点数字。 常数寄存器 - 用来持有只读的数值（例如 0、1、圆周率等等）。 向量寄存器 - 用来储存由向量处理器运行SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令所得到的数据。 特殊目的寄存器 - 储存CPU内部的数据，像是程序计数器（或称为指

22、令指针），堆栈寄存器，以及状态寄存器（或称微处理器状态字组）。 指令寄存器（instruction register） - 储存现在正在被运行的指令 索引寄存器（index register） - 是在程序运行实用来更改运算对象地址之用。 10. 分析题（共35分）1. 设机器字长32位，定点表示，尾数31位，数符1位，问：1）定点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？2）定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？ 解：（1）定点原码整数表示：最大正数：0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111数值 =（231 1）10最大负数：1

23、 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111数值 = -（231 1）10（2）定点原码小数表示： 最大正数值 = （1 231）10最大负数值 = -（1 231 ）102. 已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，采用16K4位的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条形式，问：1）若每个模块条为32K8位，共需几个模块条？2）每个模块条内有多少片RAM芯片?3）主存共需多少RAM芯片？CPU需使用几根地址线来选择各模块？使用何种译码器？解：共 1 条(1)地址码18位，8位机，所以最大主存空间为（2568）KB 所以需用模块

24、数为（2568）/（328）= 8 （2）4K4位的SRAM芯片，构成32K8位的模块条，需（32K8位）/4K4位=16,即需8组SRAM，每组2条，才能构成一个模块条 （3）共需816=128个RAM芯片 8个模块条，所以3条（23)地址线来片选模块 译码器选用74138就可以3. 指令格式如下所示，OP为操作码字段，试分析指令格式特点。4. CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为4100次，主存完成存取的次数为160次。已知cache存取周期为30ns，主存存取周期为150ns。求：1）Cache 命中率HH = Nc / (Nc + Nm)2）平均访问时间Ta。5. 某磁盘存

25、储器的转速为3000转/分，共有4个记录面，每毫米5道，每道记录信息为12000B,最小磁道直径为230mm,共有275道.问： 1）磁盘存储器的存储容量是多少？2）磁盘数据传输率是多少？解：（1） 每道记录信息容量 = 12000字节每个记录面信息容量 = 27512000字节共有4个记录面，所以磁盘存储器总容量为 ： 4 27512000字节 = 13200000字节 (2) 磁盘传输率 C = r N r = 3000 / 60 = 50 周 / 秒 N = 12000字节（信道信息容量） C = r N = 50 12000 = 600000字节 / 秒6. 机器数字长8位（含1位符号

26、位），若机器数为83H，当它分别表示原码、补码、反码时，等价的十进制数分别是多少？7. 设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：1）该存储器能存储多少个字节的信息？2）如果存储器由512k8位的SRAM 芯片组成，需多少片？3）需多少位地址作芯片选择？解：（1）22032 / 8 = 4MB （2）4MB / 512k8位 = 8片,2片构成1MB, 4MB需4组 （3）2片构成1MB, 4MB需4组，用2位地址作芯片选择。8. 假设某计算机指令长度为20位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，在此情况下，这台计算机地址规定用6位表示，问：1）若操作码字段固定为8位，现已设计

27、出m条双操作数指令，n条无操作数指令，在此情况下，这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令？2）当双操作数指令条数取最大值，且此基础上单操作数指令条数也取最大值时，试计算这三类指令容许拥有的最多指令数各是多少？9. 某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线时钟频率为33MHz，求总线带宽是多少？10. 将十进制数表示成为如下格式二进制浮点数：32位浮点数，符号位1位；阶码8位，用补码表示；尾数23位，用补码表示。11. 用16k8位的SRAM芯片如何构成64K16位的存储器？12. 若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。13. 已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为51248（位），微程序在整个控制存储器中实现转移，可控制的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图a所示：1）微指令中的三个字段分别应多少位？2）说明微程序控制器的组成及各部件功能。