计算机组成原理考研试题(七)及答案.doc

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计算机组成原理考研试题（七）及答案

一、选择题（共20分，每题1分）

　　1.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______。

　　A.可降低指令译码难度;

　　B.缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性;

　　C.实现程序控制;

　　D.寻找操作数。

　　2.计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是______。

　　A.地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现;

　　B.地址信息与数据信息不能同时出现;

　　C.两种信息源的代码在总线中不能同时传送;

　　D.地址信息与数据信息能同时出现。

　　3.一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是______。

　　A.48;

　　B.46;

　　C.36;

　　D.38。

　　4.下列叙述中______是正确的。

　　A.主存可由RAM和ROM组成;

　　B.主存只能由ROM组成;

　　C.主存只能由RAM组成;

　　D.主存只能由SRAM组成。

　　5.在三种集中式总线控制中，______方式响应时间最快。

　　A.链式查询;

　　B.计数器定时查询;

　　C.独立请求;

　　D.以上都不是。

6.可编程的只读存储器______。

　　A.不一定是可改写的;

　　B.一定是可改写的;

　　C.一定是不可改写的;

　　D.以上都不对。

　　7.下述______种情况会提出中断请求。

　　A.产生存储周期“窃取”;

　　B.在键盘输入过程中，每按一次键;

　　C.两数相加结果为零;

　　D.结果溢出。

　　8.下列叙述中______是错误的。

　　A.采用微程序控制器的处理器称为微处理器;

　　B.在微指令编码中，编码效率最低的是直接编码方式;

　　C.在各种微地址形成方式中，增量计数器法需要的顺序控制字段较短;

　　D.以上都是错的。

　　9.直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送入______。

　　A.PC;

　　B.地址寄存器;

　　C.累加器;

　　D.ACC。

　　10.响应中断请求的条件是______。

　　A.外设提出中断;

　　B.外设工作完成和系统允许时;

　　C.外设工作完成和中断标记触发器为“1”时。

　　D.CPU提出中断。

　　11.变址寻址和基址寻址的有效地址形成方式类似，但是______。

　　A.变址寄存器的内容在程序执行过程中是不可变的;

　　B.在程序执行过程中，变址寄存器和基址寄存器和内容都可变的;

　　C.在程序执行过程中，基址寄存器的内容不可变，变址寄存器中的内容可变;

　　D.变址寄存器的内容在程序执行过程中是可变的。

12.在原码加减交替除法中，符号位单独处理，参加操作的数是______。

　　A.原码;

　　B.绝对值;

　　C.绝对值的补码;

　　D.补码。

　　13.DMA方式______。

　　A.既然能用于高速外围设备的信息传送，也就能代替中断方式;

　　B.不能取代中断方式;

　　C.也能向CPU请求中断处理数据传送;

　　D.能取代中断方式。

　　14.设机器字长为32位，存储容量为16MB，若按双字编址，其寻址范围是______。

　　A.8MB;

　　B.2M;

　　C.4M;

　　D.16M。

15.设变址寄存器为X，形式地址为D，某机具有先间址后变址的寻址方式，则这种寻址方式的有效地址为______。

　　A.EA=（X）+D;

　　B.EA=（X）+（D）;

　　C.EA=（（X）+D）;

　　D.EA=X+D。

　　16.程序计数器PC属于______。

　　A.运算器;

　　B.控制器;

　　C.存储器;

　　D.I/O设备。

　　17.计算机执行乘法指令时，由于其操作较复杂，需要更多的时间，通常采用______控制方式。

　　A.延长机器周期内节拍数的;

　　B.异步;

　　C.中央与局部控制相结合的;

　　D.同步。

　　18.目前在小型和微型计算机里最普遍采用的字母与字符编码是______。

　　A.BCD码;

　　B.十六进制代码;

　　C.ASCII码;

　　D.海明码。

　　19.设寄存器内容为10000000，若它等于-0，则为______。

　　A.原码;

　　B.补码;

　　C.反码;

　　D.移码。

　　20.在下述有关不恢复余数法何时需恢复余数的说法中，______是正确的。

　　A.最后一次余数为正时，要恢复一次余数;

　　B.最后一次余数为负时，要恢复一次余数;

　　C.最后一次余数为0时，要恢复一次余数;

　　D.任何时候都不恢复余数。

二、填空题（共20分，每空1分）

　　1.I/O与主机交换信息的方式中，A______和B______都需通过程序实现数据传送，其中C______体现CPU与设备是串行工作的。

　　2.设n=8（不包括符号位），机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需A______ns,补码Booth算法最多需B______ns。

　　3.对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出A______，其中一个操作数通常隐含在B______中。

　　4.设浮点数阶码为4位（含1位阶符），用移码表示，尾数为16位（含1位数符），用补码规格化表示，则对应其最大正数的机器数形式为A______，真值为B______（十进制表示）;对应其绝对值最小负数的机器数形式为C______，真值为D______（十进制表示）。

　　5.在总线的异步通信方式中，通信的双方可以通过A______、B______和C______三种类型联络。

　　6.磁表面存储器的记录方式总的可分为A______和B______两大类，前者的特点是C______，后者的特点是D______。

　　7.在微程序控制器中，一条机器指令对应一个A______，若某机有38条机器指令，通常可对应B______。

　　三、解释下列概念（共10分，每题2分）

　　1.CMDR

　　2.总线判优

　　3.系统的并行性

　　4.进位链

　　5.间接寻址

四、计算题（6分）

　　设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期。

每个指令周期包含几个机器周期?

如果机器B的主频为12MHz，且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?

　　五、简答题（共20分）

　　1.说明微程序控制器中微指令的地址有几种形成方式。

（6分）

　　2.什么是计算机的主频，主频和机器周期有什么关系?

（4分）（CU4）

　　3.某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,L3,L4，现要求优先顺序改为L3,L2,L0,L4,L1，写出各中断源的屏蔽字。

（5分）

4.某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备65种操作。

操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、变址五种寻址方式。

（5分）

（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用;

（2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）;

　　（3）一次间址的寻址范围（十进制表示）;

　　（4）相对寻址的位移量（十进制表示）。

　　六、问答题（共15分）

　　1.按序写出完成一条加法指令SUBα（α为主存地址）两种控制器所发出的微操作命令及节拍安排。

（8分）

　　2.假设磁盘采用DMA方式与主机交换信息，其传输速率为2MB/s，而且DMA的预处理需1000个时钟周期，DMA完成传送后处理中断需500个时钟周期。

如果平均传输的数据长度为4KB，试问在硬盘工作时，50MHz的处理器需用多少时间比率进行DMA辅助操作（预处理和后处理）。

（7分）

七、设计题（10分）

　　设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用作访存控制信号（低电平有效），用作读写控制信号（高电平为读，低电平为写）。

现有下列芯片及各种门电路（门电路自定），如图所示。

画出CPU与存储器的连接图，要求：

（1）存储芯片地址空间分配为：

0～8191为系统程序区;8192～32767为用户程序区。

（2）指出选用的存储芯片类型及数量;

　　（3）详细画出片选逻辑。

　一、选择题（共20分，每题1分）

　　1.C2.C3.C4.A5.C6.A7.B

　　8.A9.A10.B11.C12.C13.B14.B

　　15.B16.B17.C18.C19.A20.B

　　二、填空题（共20分，每空1分）

　　1.A.程序查询方式B.中断方式C.程序查询方式

　　2.A.1600B.1700

　　3.A.操作数的地址B.累加器

　　4.A.1,111;0.11……1（15个1）

　　B.

　　C.0,000;1.01……1（14个1）

　　D.

　　5.A.不互锁B.半互锁C.全互锁

　　6.A.归零制B.不归零制

　　C.不论记录的代码是0或1，在记录下一个信息之前，记录电流要恢复到零电流

　　D.磁头线圈中始终有电流

　　7.A.微程序B.41个微程序。

　　三、名词解释（20分）

　　1.答：

CMDR是控存数据寄存器，用来存放从控存读出的微指令;顺序逻辑是用来控制微指令序列的，具体就是控制形成下一条微指令（即后继微指令）的地址，其输入与微地址形成部件（与指令寄存器相连）、微指令的下地址字段以及外来的标志有关。

　　2.答：

总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占用总线。

　　3.答：

所谓并行包含同时性和并发性两个方面。

前者是指两个或多个事件在同一时刻发生，后者是指两个或多个事件在同一时间段发生。

也就是说，在同一时刻或同一时间段内完成两种或两种以上性质相同或不同的功能，只要在时间上互相重叠，就存在并行性。

　　4.答：

进位链是传递进位的逻辑电路。

5.答：

间址需通过访存（若是多次间址还需多次访存）得到有效地址。

　　四、计算题（共5分）

　　答：

根据机器A的主频为8MHz，得时钟周期为=0.125μs

（1）机器周期=0.125×4=0.5μs

（2）平均指令执行时间是=2.5μs

　　（3）每个指令周期含=5个机器周期

　　（4）在机器周期所含时钟周期数相同的前提下，两机平均指令执行速度与它们的主频有关，即

　　则B机的平均指令执行速度==0.6MIPS

五、简答题（共20分）

　　1.（6分）答：

（1）直接由微指令的下地址字段指出。

（2）根据机器指令的操作码形成。

　　（3）增量计数器法。

　　（4）根据各种标志决定微指令分支转移的地址。

　　（5）通过测试网络形成。

　　（6）由硬件产生微程序入口地址。

　　2.（4分）答：

一台机器时钟信号的频率即为主频，主频的倒数称作时钟周期，机器周期内包含若干个时钟周期。

3.（5分）答：

（每写对一个屏蔽字1分）

　　设屏蔽位为“1”时表示对应的中断源被屏蔽，屏蔽字排列如下：

　　4.（5分）答：

（1）一地址指令格式为（1分）

　　OP操作码字段，共7位，可反映65种操作;

　　M寻址方式特征字段，共3位，可反映5种寻址方式;

　　A形式地址字段，共16–7–3=6位（1分）

（2）直接寻址的最大范围为2的6次方=64（1分）

　　（3）由于存储字长为16位，故一次间址的寻址范围为2的16次方=65536（1分）

　　（4）相对寻址的位移量为–32~+31（1分）

　　六、问答题（共15分）

　　1.（8分）组合逻辑控制器完成SUBα指令的微操作命令及节拍安排为：

　　取指周期（2分）

　　T0PC→MAR，1→R

　　T1M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC

　　T2MDR→IR，OP（IR）→ID

　　执行周期（2分）

　　T0Ad（IR）→MAR，1→R（即α→MAR）

　　T1M（MAR）→MDR

　　T2（ACC）–（MDR）→ACC

微程序控制器完成ADDα指令的微操作命令及节拍安排为：

　　取指周期（2分）

　　T0PC→MAR，1→R

　　T1Ad（CMDR）→CMAR

　　T2M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC

　　T3Ad（CMDR）→CMAR

　　T4MDR→IR

　　T5OP（IR）→微地址形成部件→CMAR

　　执行周期（2分）

　　T0Ad（IR）→MAR，1→R（即α→MAR）

　　T1Ad（CMDR）→CMAR

　　T2M（MAR）→MDR

　　T3Ad（CMDR）→CMAR

　　T4（ACC）+（MDR）→ACC

　　T5Ad（CMDR）→CMAR

　　如果磁盘不断进行传输，每秒所需DMA辅助操作的时钟周期数为（1000+500）/0.002=750000（2分）

　　故DMA辅助操作占用CPU的时间比率为（3分）

　　七、设计题（10分）

（1）二进制地址码（2分）

（2）0～8191为系统程序区，选用1片8K×8位ROM芯片;（1分）

　　8192～32767为用户程序区，选用3片8K×8位RAM芯片。

（1分）

（3）存储器片选逻辑图（6分）