南京信息工程大学计算机组成原理试题.doc
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南京信息工程大学滨江学院
2013─2014学年第一学期
计算机组成原理课程试卷
试卷类型A（注明A、B卷）考试类型闭（注明开、闭卷）
注意：
1、本课程为必修（注明必修或选修），学时为51，学分为3
2、本试卷共8页；考试时间120分钟；出卷时间：
2014年1月
3、姓名、学号等必须写在指定地方；考试时间：
2014年1月10日
4、本考卷适用专业年级：
网工+计科+软工任课教师：
林美华
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
十一
十二
总分
得分
阅卷人
（以上内容为教师填写）
专业年级班级
学号姓名
请仔细阅读以下内容：
1、考生必须遵守考试纪律，详细内容见《南京信息工程大学滨江学院考试纪律规定》。
2、所有考试材料不得带离考场。
3、考生进入考场后，须将学生证或身份证放在座位的左上角。
4、考场内不许抽烟、吃食物、喝饮料。
5、考生不得将书籍、作业、笔记、草稿纸袋入考场，主考教师允许带入的除外。
6、考试过程中，不允许考生使用通讯工具。
7、开考15分钟后不允许考生进入考场，考试进行30分钟后方可离场。
8、考生之间不得进行任何形式的信息交流。
9、除非被允许，否则考生交卷后才能离开座位。
10、考试违纪或作弊的同学将被请出考场，其违纪或作弊行为将上报学院。
本人郑重承诺：
我已阅读上述10项规定，如果考试是违反了上述10项规定，本人将自愿接受学校按照有关规定所进行的处理。
上面姓名栏所填姓名即表示本人已阅读本框的内容并签名。
注意：
所有答案必须写在后面的答题纸上，写在试卷部分的不予评分！
一、选择题（每小题1分，共计20分）
1．完整的计算机系统应包括：
（D）
A．运算器、控制器、存储器B．外设和主机
C．主机和实用程序D．软、硬件系统
2．完整的计算机硬件系统是由（A）组成的。
A．主机与外设B．CPU与存储器
C．ALU与控制器D．硬件系统与软件系统
3．完整的计算机硬件系统是由A组成的。
A.主机与外设B.CPU与存储器C.ALU与控制器D.硬件系统与软件系统
4．若浮点数格式为1位阶符、6位阶码、1位数符、8位尾数，则浮点数所能表示的数的范围是（A）
说明：
（负数用2的补码表示，尾数部分没有规格化的情况也在考虑范围内。
）
Ａ．-263~（1-2-8）×263 Ｂ．-263~（1-2-7）×263
Ｃ．-264~（1-2-8）×264Ｄ．-264~（1-2-7）×264
5．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为（C）
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1位数字相异为规格化数
D．数符与尾数小数点后第1位数字相同为规格化数
6．原码加减法是指（C）
A．操作数用原码表示，连同符号位直接相加减
B．操作数用原码表示，尾数直接相加减，符号位单独处理
C．操作数用原码表示，根据两数的符号决定实际操作，符号位单独处理
D．操作数取绝对值，直接相加减，符号位单独处理。
7．运算器的主要功能是进行（C）
A．逻辑运算B．算术运算C．逻辑运算与算术运算D．初等函数运算
8．计算机内进行加/减运算时常采用（D）
A．ASCII码B．原码C．反码D．补码
9．计算机内常采用（A）作为字符编码。
A．ASCII码B．原码C．反码D．补码
10．有关算术右移中，说法正确的是（D）
A．数据右移1位，最高位用0补充
B．数据右移1位，最高位用1补充
C．数据右移1位，最高位用原最低位补充
D．数据右移1位，最高位用原最高位补充
11．存储周期是指（C）
A．存储器的读出时间
B．存储器的写入时间
C．存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔
D．存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔
12．有关Cache的说法中正确的是（B）
A．只能在CPU以外B．CPU内外都可以设置Cache
C．只能在CPU以内D．若存在Cache，则CPU就不能再访问内存
13．采用虚拟存储器的主要目的是（B）
A．提高主存储器的存取速度
B．扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理调度
C．提高外存储器的存取速度
D．扩大外存储器的存储空间
14．需要刷新的存储器是（D）
A．CacheB．ROMC．静态存储器D．动态存储器
15．如果指令中的地址码为A，变址寄存器为X，基址寄存器为B，则变址间接寻址方式的操作数地址N为（D）
A．X+（A）B．（（X+B）+A）C．（X+A）D．（（X）+A）
16．变址寻址和基址寻址的有效地址形成方式类似，但（D）
A．变址寄存器的内容在程序执行过程中是不能改变的
B．基址寄存器的内容在程序执行过程中是可以改变的
C．在程序执行过程中，变址寄存器的内容不能改变而基址寄存器的内容可以改变
D．在程序执行过程中，基址寄存器的内容不能改变而变址寄存器的内容可以改变
17．指令周期是（D）
A．CPU从主存取出一条指令的时间
B．CPU执行一条指令的时间
C．时钟周期时间
D．CPU从主存取出一条指令并执行这条指令的时间
18．操作控制器的功能（D）
A．产生时序信号B．从主存取出一条指令
C．完成指令操作码译码D．从主存取出指令，完成指令操作码译码
19．同步控制方式是（C）
A．只适用于CPU控制的方式B．只适用于外设控制的方式
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
20．异步控制常用于（A）作为其主要控制方式
A．在单总线结构计算机中访问主存与外设时
B．微型机的CPU控制中
C．组合逻辑控制的CPU中
D．微程序控制器中
二．填空题（每小题1分，共20分）
1．动态半导体存储器的刷新一般有集中式刷新、分散式刷新、和异步式刷新三种方式，之所以刷新是因为有电荷泄露需要定期充电。
2．使用高速缓冲存储器是为了解决cpu与主存速度不相同问题，存储管理主要由实现。
使用虚拟存储器是为了解决扩大主存容量和地址码分配问题而制造的，存储管理主要由软件实现，在后一种情况下，CPU不能直接访问访问第二级存储器。
3．若要组成一个32K×8位的存储器，当分别选用1K×4位，16K×1位，2K×8位的三种不同规格的存储器芯片时，则各需64，16和16片。
4.面存储器的主要技术指标是存储密度，存储容量，数据传输速率，平均存取时间。
5.按显示器件分类，显示设备可以分为CRT显示器、液晶显示器和等离子显示器。
6.DMA技术的出现，使得外设可以通过DMA控制器直接访问内存，同时，CPU可以继续执行程序。
三、简答题（每题5分，共计20分）
1.什么是I/O控制？
其主要目标是什么？
答：
对输入和输出操作进行硬件和软件的控制就是所谓的输入/输出控制，即I/O控制。
I/O控制不仅要使外设和主机联系起来，构成一个“系统”，而且要使系统具有较高的吞吐能力和工作效率。
2.在标准的DMA方式中，每交换一个单位数据，外设实际上也中断主机一次。
这种中断与程序中断有何不同？
答：
DMA方式的中断称为简单中断，在DMA方式的I/O过程中，主机响应中断后不需要执行服务程序，而是让出一个或几个存取周期供I/O设备与主存直接交换数据，此时，CPU可以暂停运行，也可以执行非访问存储器操作。
DMA传送与中断传送相比有以下不同点：
①中断传送需要保存CPU现场并执行中断服务程序，时间开销较大，而DMA由硬件实现，不需要保存CPU现场，时间开销较小。
②中断传送只能在一个指令周期结束后进行，而DMA传送则可以在两个机器周期之间进行。
3.总线上数据传输分哪几种类型？
各有什么特点？
答：
分单周期方式和突发方式两种。
在单周期方式中，每个总线周期只传送一个数据。
在突发方式下，占用一次总线要进行多个数据的传输，源模块发出首地址去访问目的模块的数据，以后的数据是在首地址的基础上按一定的规则去寻址目地模块。
4.微型计算机系统总线由哪三部分组成？
它们各自的功能是什么？
答：
由地址总线、数据总线和控制总线三部分组成。
地址总线用于指出数据的来源或去向；数据总线提供了模块间数据传输的路径；控制总线用来传送各种控制信号以便控制数据、地址总线的操作及使用。
四．综合题：
根据要求解题（共计40分）
1.将﹣27/16这个十进制数表示成浮点规格化数，阶码3位，用补码表示；尾数9位，用补码表示。
（5分）
--27/16=--0.11011×21
规格化浮点表示为：
[27/16]原＝001，111011000
[27/16]反＝001，100100111
[27/16]补＝001，100101000
2.用补码一位乘法计算x×y,x=﹣0.1111,y=0.1110（5分）（补码一位乘法算法表见下页）
补码一位乘法[x]补=11.0001[y]补=0.1110[--x]补=11.0001
部分积ynyn+1
00.00000.11100
à00.000000.1110
+00.1111
00.11110
à00.0111100.111
à00.00111100.11
à00.000111100.1
+11.0001
11.00101110
[x×y]补=11.00101110
3.已知某16位机主存采用半导体存储器，其地址码为20位，若选用16K×8位的SRAM组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问：
①若每个模块板为128K×16位，共需几个模块板？
（2分）
②每个模块板内共有多少SRAM芯片？
（2分）
③主存共需多少SRAM芯片？
CPU如何选择各模块板？
（4分）
④画出该存储器的组成逻辑框图。
（4分）
1）（220×16）/（217×16）=23=8（2分）
2）（128k×16）/（16k×8）=8×2＝16（2分）
3）16×8=128，CPU通过译码与片选方式选择模块板。
（4分）
4）框架图（4分）
A14A15A16A0……A13A17A18A19
CPU
Y0Y1……Y6Y7
3:
8译码器
3:
8
译
码
器
16k×8×2
……
同左
4.指令格式结构如下所示，其中6-11位指定源地址，0-5位指定目标地址。
试分析指令格式及寻址方式的特点。
（10分）
1512119865320
OPCODE
寻址方式
寄存器
寻址方式
寄存器
指令格式及寻址方式的特点为：
（1）操作码字段为4位，可指定16种操作，即16条指令；
（2）单字长（16位）两地址指令；
（3）操作数存放于两个寄存器中，是RR型指令，这种指令结构执行速度快；
（4）每个操作数可以指定8种寻址方式；
（5）该指令格式的寻址方式可以是寄存器直接寻址和寄存器间接寻址。
5.某计算机有如下部件：
ALU；移位寄存器；主存储器M；主存数据寄存器MDR；主存地址寄存器MAR；指令寄存器IR；通用寄存器R0~R3；暂存器C和D。
试将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流动方向。
（8分）
补码一位乘法算法表
yn（高位）
yn+1（低位）
操作
0
0
部分积右移一位
0
1
部分积加x补，右移一位
1
0
部分积加[-x]补，右移一位
1
1
部分积右移一位
南京信息工程大学滨江学院
2010─2011学年第一学期
计算机组成原理课程试卷
答题纸
一、单项选择题（每小题1分，共20分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
二、填空题（每空1分，共20分,各题答案直接填写在相应题号后的横线上）
1、__________________________________________________________________
2、__________________________________________________________________
3、__________________________________________________________________
4、__________________________________________________________________
5、__________________________________________________________________
6、__________________________________________________________________
三、简答题（每小题5分，共计20分）
1.答：
2.答：
3.答：
4．答：
四．综合题：
根据要求解题（共计40分）
1．
2.
3.
4.
5.
答案：
一、选择题（每小题1分，共计20分）
1-5DAAAC6-10CCDAD11-15CBBDD16-20DDDCA
二．填空题（每题1分，共20分）
1.集中式刷新，分散式刷新，异步式刷新，有电荷泄漏需定期补充
2.CPU与主存速度不匹配，硬件，扩大主存容量和地址编码分配，软件，不能直接
3.64，16，16
4.存储密度，存储容量，数据传输速率，平均存取时间
5.CRT，液晶，等离子
6.DMA控制器
三、简答题（每题5分，共计20分）
1.（5分）答：
对输入和输出操作进行硬件和软件的控制就是所谓的输入/输出控制，即I/O控制。
I/O控制不仅要使外设和主机联系起来，构成一个“系统”，而且要使系统具有较高的吞吐能力和工作效率。
2.（5分）答：
DMA方式的中断称为简单中断，在DMA方式的I/O过程中，主机响应中断后不需要执行服务程序，而是让出一个或几个存取周期供I/O设备与主存直接交换数据，此时，CPU可以暂停运行，也可以执行非访问存储器操作。
DMA传送与中断传送相比有以下不同点：
①中断传送需要保存CPU现场并执行中断服务程序，时间开销较大，而DMA由硬件实现，不需要保存CPU现场，时间开销较小。
②中断传送只能在一个指令周期结束后进行，而DMA传送则可以在两个机器周期之间进行。
3.（5分）答：
分单周期方式和突发方式两种。
在单周期方式中，每个总线周期只传送一个数据。
在突发方式下，占用一次总线要进行多个数据的传输，源模块发出首地址去访问目的模块的数据，以后的数据是在首地址的基础上按一定的规则去寻址目地模块。
4.（5分）答：
由地址总线、数据总线和控制总线三部分组成。
地址总线用于指出数据的来源或去向；数据总线提供了模块间数据传输的路径；控制总线用来传送各种控制信号以便控制数据、地址总线的操作及使用。
四．综合题：
根据要求解题（共计40分）
1．（5分）--27/16=--0.11011×21
规格化浮点表示为：
[27/16]原＝001，111011000
[27/16]反＝001，100100111
[27/16]补＝001，100101000
2．（5分）补码一位乘法[x]补=11.0001[y]补=0.1110[--x]补=11.0001
部分积ynyn+1
00.00000.11100
à00.000000.1110
+00.1111
00.11110
à00.0111100.111
à00.00111100.11
à00.000111100.1
+11.0001
11.00101110
[x×y]补=11.00101110
3．
3）（220×16）/（217×16）=23=8（2分）
4）（128k×16）/（16k×8）=8×2＝16（2分）
3）16×8=128，CPU通过译码与片选方式选择模块板。
（4分）
4）框架图（4分）
A14A15A16A0……A13A17A18A19
CPU
Y0Y1……Y6Y7
3:
8译码器
3:
8
译
码
器
16k×8×2
……
同左
4.（10分）指令格式及寻址方式的特点为：
（6）操作码字段为4位，可指定16种操作，即16条指令；
（7）单字长（16位）两地址指令；
（8）操作数存放于两个寄存器中，是RR型指令，这种指令结构执行速度快；
（9）每个操作数可以指定8种寻址方式；
（10）该指令格式的寻址方式可以是寄存器直接寻址和寄存器间接寻址。
5.（8分）
13
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