计算机组成原理试题答案0.docx
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计算机组成原理试题答案0
计算机组成原理试题1答案
一、选择题（共20分，每题1分）
1．CCCAA6．ADACB11．BBABC16．BBACA
二、填空题（共20分，每空1分）
1．A．停止CPU访问主存B．周期挪用C．DMA和CPU交替访问主存
2．A．8B．8C．8D．9
3．A．2127（1-2－23）B．2－129C．2－128（-2－1-2－23）D．-2127
4．A．申请分配阶段B．寻址阶段C．传输阶段D．结束阶段
5．A．机器周期B．节拍
6．A．指令操作码B时序C．状态条件
三、名词解释（共10每题2分）
1．机器周期基准，存取周期。
2．周期挪用DMA方式中由DMA接口向CPU申请占用总线，占用一个存取周期。
3．双重分组跳跃进位n位全加器分成若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送。
4．水平型微指令水平型微指令的特点是一次能定义并执行多个并行操作的微命令。
从编码方式看，直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接编码和字段直接和间接混合编码都属水平型微指令。
其中直接编码速度最快，字段编码要经过译码，故速度受影响。
5．超标量（Superscalar）技术是指在每个时钟周期内可同时并发多条独立指令，即以并行操作方式将两条或两条以上指令编译并执行，在一个时钟周期内需要多个功能部件。
四、计算题（共5分）
答：
由A=
=-0.1011，B=
=-0.0111（1分）
得[A]补=1.0101，[B]补=1.1001（1分）
（2分）
两操作数符号均为1，结果的符号为0，故为溢出。
（1分）
五、简答题（共15分）
1．（5分）答：
（1）一地址指令格式为（1分）
OP
M
A
OP操作码字段，共7位，可反映120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26=64（1分）
（3）由于存储字长为16位，故一次间址的寻址范围为216=65536（1分）
（4）相对寻址的位移量为–32~+31（1分）
2．（5分）答：
控制器常采用同步控制、异步控制和联合控制。
（1分）
同步控制即微操作序列由基准时标系统控制，每一个操作出现的时间与基准时标保持一致。
异步控制不存在基准时标信号，微操作的时序是由专用的应答线路控制的，即控制器发出某一个微操作控制信号后，等待执行部件完成该操作时所发回的“回答”或“终了”信号，再开始下一个微操作。
联合控制是同步控制和异步控制相结合的方式，即大多数微操作在同步时序信号控制下进行，而对那些时间难以确定的微操作，如涉及到I/O操作，则采用异步控制。
（4分）
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：
中断源
屏蔽字
01234
L0
L1
L2
L3
L4
11000
01000
11110
11010
11111
六、问答题（共20分）
（1）（5分）
（2）（5分）
ACC
MQ
ALU
X
IR
MDR
PC
MAR
32
32
32
32
32
32
16
16
（3）（5分）
T0
PC→MAR
1→R
T1
M（MAR）→MDR
（PC）+1→PC
T2
MDR→IR
OP（IR）→ID
T0
Ad（IR）→MAR
1→W
T1
AC→MDR
T2
MDR→M（MAR）
（4）（5分）
取指
Ad（CMDR）→CMAR
OP（IR）→微地址形成部件→CMAR
执行
Ad（CMDR）→CMAR
七、设计题（共10分）
（1）根据主存地址空间分配为：
（2分）
A15…A11…A7…A3…A0
2K×8位
1K×4位
（2）选出所用芯片类型及数量
2K×8位ROM1片（1分）1K×4位RAM2片（1分）
CPU与存储芯片的连接图如图所示（6分）
计算机组成原理试题2答案
一、选择题（共20分，每题1分）
1．BCABB6．CCACC11．CCCBA16．BBACC
二、填空题（共20分，每空1分）
1．A．取指B．执行C．取指令和分析指令D．执行指令
2．A．7B．3C．214D．224
3．A．垂直B．水平C．垂直
4．A．写直达法B．写回法
5．A．程序查询方式B．中断方式C．程序查询方式
8．A．-0B．-1C．-127/128
三、名词解释（共10分，每题2分）
1．时钟周期节拍，时钟频率的倒数，机器基本操作的最小单位。
2．向量地址中断方式中由硬件产生向量地址，可由向量地址找到入口地址。
3．系统总线指CPU、主存、I/O（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。
按传输信息的不同，又分数据总线、地址总线和控制总线。
4．机器指令由0、1代码组成，能被机器直接识别。
机器指令可由有序微指令组成的微程序来解释，微指令也是由0、1代码组成，也能被机器直接识别。
5．超流水线（Superpipelining）技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中，好比将流水线再分道，提高了原来流水线的速度，在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次。
四、计算题（5分）
答：
∵A=+15=+，B=+24=+（1分）
∴[A]补=0,，[B]补=0,，[-B]补=1,（1分）
（1分）
∴[A-B]补=1,（1分）
故 A-B=-=-9（1分）
五、简答题（共15分）
1．答：
补码0.（1分）移码1.（1分）
2．答：
存储器：
采用多体交叉存储器（1分）运算器：
采用快速进位链（1分）
控制器：
采用指令流水（1分）I/O系统：
采用DMA方式（1分）
3．答：
同步通信：
通信双方由统一时标控制数据传送（1分）异步通信：
采用应答方式通信。
（1分）半同步通信：
统一时钟，可插入等待信号（1分）分离式通信：
都是主设备，充分发挥总线的有效占用。
（1分）
4．答：
一次程序中断大致可分为五个阶段。
中断请求（1分）中断判优（1分）中断响应（1分）中断服务（1分）中断返回（1分）
六、问答题（共20分）
1．（8分）答取指阶段
T0PC→MAR，1→R（1分）
T1M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC（1分）
T2MDR→IR，OP（IR）→ID（1分）
由图可见，带返转指令执行阶段需完成将返回地址M+1，存入指令的地址码字段K所指示的存储单元中，从K+1号单元开始才是子程序的真正内容，故执行阶段的微操作命令及节拍安排为：
T0Ad（IR）→MAR，1→W（1分）
T1PC→MDR（1分）
T2MDR→M（MAR），Ad（IR）+1→PC（1分）
如果采用微程序控制，需增加给出下条微指令地址的命令，即
Ad（CMDR）→CMAR（1分）OP（IR）→微地址形成部件→CMAR（1分）
（1）800（1分）
（2）300（1分）（3）600（1分）（4）500（1分）
（5）700（1分）（6）200（1分）
3．答：
（1）在中断处理次序改为D>A>C>B后，每个中断源新的屏蔽字如表所示。
（4分）
中断源
屏蔽字
A
B
C
D
A
1
1
1
0
B
0
1
0
0
C
0
1
1
0
D
1
1
1
1
（2）根据新的处理次序，CPU执行程序的轨迹如图所示（2分）
七、（共10分）
（1）二进制地址（2分）
A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0
4K×4位
0000000000000000
…
0000111111111111
4K×4位
0001000000000000
…
0001111111111111
4K×4位
0010000000000000
…
0010111111111111
4K×4位
0011000000000000
…
0011111111111111
（2）需要2片4K×4位ROM（1分）
3片4K×8位RAM（1分）
（3）存储芯片的片选逻辑（6分）
计算机组成原理试题3的答案
一、选择题（共20分，每题1分）
1．CDBCB6．DCCCB11．BBBCA16．ABBAA
二、填空（共20分，每空1分）
1．A．231（1-2－17）B．2－33C．-231D．2－31（-2－1-2－17）
2．A．基地址B．偏移量C．偏移量D．基地址
3．A．访存冲突B．相关问题
4．A．机器字长B．运算速度
5．A．CPUB．主存C．与CPU速度D．缓存中数据的命中率
6．A．PC内容B．寄存器内容C．硬件自动（或中断隐指令）D．软件编程
三、名词解释（共10分，每题2分）
1．微程序控制采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成，将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条指令包含一个或多个微操作命令。
2．存储器带宽每秒从存储器进出信息的最大数量，单位可以用字/秒或字节/秒或位/秒来表示。
3．RISCRISC是精简指令系统计算机，通过有限的指令条数简化处理器设计，已达到提高系统执行速度的目的。
4．中断隐指令及功能是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。
5．机器字长CPU一次能处理的数据位数，它与CPU中寄存器的位数有关。
四、（共5分）
计算题答：
x、y在机器中以补码表示为（1分）
[x]补=00,10;00.1101
[y]补=00,01;00.1011
①对阶（2分）
[△j]补=[jx]补-[jy]补
=00,10+11,11=00,01
即△j=1，表示y的阶码比x的阶码小1，因此将y的尾数向右移1位，阶码相应加1,即
=00,10;00.0101
这时
的阶码与[x]补的阶码相等，阶差为0，表示对阶完毕。
②求和（2分）
即[x+y]补=00,10;01.0010
③右规（1分）
运算结果两符号位不等，表示尾数之和绝对值大于1，需右规，即将尾数之和向右移1位，阶码加1，故得
[x+y]补=00,11;00.1001
则x+y=0.1001×211
五、简答题（共20分）
1．（4分）答：
总线在完成一次传输周期时，可分为四个阶段：
申请分配阶段：
由需要使用总线的主模块（或主设备）提出申请，经总线仲裁机构决定下一传输周期的总线使用权授于某一申请者；（1分）
寻址阶段：
取得了使用权的主模块，通过总线发出本次打算访问的从模块（或从设备）的存储地址或设备地址及有关命令，启动参与本次传输的从模块；（1分）
传数阶段：
主模块和从模块进行数据交换，数据由源模块发出经数据总线流入目的模块；（1分）
结束阶段：
主模块的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线使用权。
（1分）
2．（6分，每写出一种给1分，最多6分）
答：
针对存储器，采用高速芯片
针对存储器，可以采用Cache-主存层次的设计和管理提高整机的速度；
针对存储器，可以采用多体并行结构提高整机的速度；
针对控制器，可以通过指令流水设计技术提高整机的速度；
针对控制器，可以通过超标量设计技术提高整机的速度；
针对运算器，可以对运算方法加以改进，如两位乘，或用快速进位链；
针对I/O系统，可以运用DMA技术不中断现行程序，提高CPU的效率。
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：
中断源
屏蔽字
01234
L0
L1
L2
L3
L4
11000
01000
11101
11111
11001
4．（5分）答：
一地址指令格式为（1分）
OP
M
A
OP操作码字段，共7位，可反映120种操作；
M寻址方式特征字段，共2位，可反映4种寻址方式；
A形式地址字段，共16–7–2=7位（1分）
（5）直接寻址的最大范围为27=128（1分）
（6）由于存储字长为16位，故一次间址的寻址范围为216=65536（1分）
（7）相对寻址的位移量为–64~+63（1分）
六、（共15分）问答题
1．（8分）答：
假设进栈操作是先修改堆栈指针后存数，则出栈操作是先读数后修改堆栈指针。
（1）完成中断返回指令组合逻辑控制的微操作命令及节拍安排（4分）
取指阶段
T0PC→MAR，1→R
T1M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC
T2MDR→IR，OP（IR）→ID
执行阶段
T0SP→MAR，1→R
T1M（MAR）→MDR
T2MDR→PC，（SP）+1→SP
（2）完成中断返回指令微程序控制的微操作命令及节拍安排（4分）
取指阶段
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
执行阶段
T0SP→MAR，1→R
T1Ad（CMDR）→CMAR
T2M（MAR）→MDR
T3Ad（CMDR）→CMAR
T4MDR→PC，（SP）+1→SP
T5Ad（CMDR）→CMAR
2．（7分）答：
DMA方式接口电路的基本组成框图如下：
（3分）
以数据输入为例，具体操作如下：
（4分）
①从设备读入一个字到DMA的数据缓冲寄存器BR中，表示数据缓冲寄存器“满”（如果I/O设备是面向字符的，则一次读入一个字节，组装成一个字）；
②设备向DMA接口发请求（DREQ）；
③DMA接口向CPU申请总线控制权（HRQ）；
④CPU发回HLDA信号，表示允许将总线控制权交给DMA接口；
⑤将DMA主存地址寄存器中的主存地址送地址总线；
⑥通知设备已被授予一个DMA周期（DACK），并为交换下一个字做准备；
⑦将DMA数据缓冲寄存器的内容送数据总线；
⑧命令存储器作写操作；
⑨修改主存地址和字计数值；
⑩判断数据块是否传送结束，若未结束，则继续传送；若己结束，（字计数器溢出），则向CPU申请程序中断，标志数据块传送结束。
七、设计题（共10分）
答：
（1）将16进制地址范围写成二进制地址码，并确定其总容量。
（2分）
用户程序区
1K×8位
系统程序区2K×8位
（2）根据地址范围的容量以及该范围在计算机系统中的作用，选择存储芯片。
由6000H～67FFH系统程序区的范围，应选1片2K×8位的ROM（1分）
由6800H～6BFFH用户程序区的范围，应选2片1K×4位的RAM芯片（1分）
（3）存储芯片的片选逻辑图（6分）
计算机组成原理试题4答案
一、选择题（共20分，每题1分）
1．CCCCA6．BCBCA11．BBCBB16．BBBDC
二、填空题（共20分，每空1分）
1．A．预处理B．数据传送C．后处理
2．A．3200B．3300
3．A．05HB．F3H
4．A．1,;0.11……1（23个1）B．2127ⅹ（1-2-23）C．0,;1.01……1（22个1）
D．-2-128ⅹ（2-1+2-23）
5．A．不统一编址B．统一编址C．访存
6．A．电容存储电荷B．2msC．行D．刷新地址计数器
7．A．微程序B．38个微程序。
三、名词解释（20分）
1．答：
CMAR：
控制存储器地址寄存器，用于存放微指令的地址，当采用增量计数器法形成后继微指令地址时，CMAR有计数功能。
2．答：
总线：
是连接多个部件（模块）的信息传输线，是各部件共享的传输介质。
3．答：
指令流水：
就是改变各条指令按顺序串行执行的规则，使机器在执行上一条指令的同时，取出下一条指令，即上一条指令的执行周期和下一条指令的取指周期同时进行。
4．答：
单重分组跳跃进位：
n位全加器分成若干小组，小组内的进位同时产生，小组与小组之间采用串行进位。
5．答：
寻址方式：
是指确定本条指令的数据地址，以及下一条将要执行的指令地址的方法。
四、计算题（共5分）
答：
根据主频为8MHz，得时钟周期为1/8=0.125s，机器周期为0.125×2=0.25s，指令周期为0.25×2.5=0.625s。
（2分）
（1）平均指令执行速度为1/0.625=1.6MIPS。
（1分）
（2）若机器主频不变，机器周期含4个时钟周期，每条指令平均含5个机器周期，则指令周期为0.125×4×5=2.5s，故平均指令执行速度为1/2.5=0.4MIPS。
（2分）
五、简答题（共20分）
1．（4分）答：
取指周期是为了取指令（1分）间址周期是为了取有效地址（1分）
执行周期是为了取操作数（1分）中断周期是为了保存程序断点（1分）
2．（6分）答：
指令周期是CPU取出并执行一条指令所需的全部时间，即完成一条指令的时间。
（1分）
机器周期是所有指令执行过程中的一个基准时间，通常以存取周期作为机器周期。
（1分）
时钟周期是机器主频的倒数，也可称为节拍，它是控制计算机操作的最小单位时间。
（1分）
一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的时钟周期数也可以不等。
（3分）
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：
中断源
屏蔽字
01234
L0
L1
L2
L3
L4
10000
11000
11101
11111
11001
4．（5分）答：
（8）一地址指令格式为（1分）
OP
M
A
OP操作码字段，共6位，可反映56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16–6–3=7位（1分）
（9）直接寻址的最大范围为27=128（1分）
（10）由于存储字长为16位，故一次间址的寻址范围为216=65536（1分）
（11）相对寻址的位移量为–64~+63（1分）
六、问答题（共15分）
1．（8分）组合逻辑控制器完成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
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
2．（7分）DMA传送过程包括预处理、数据传送和后处理三个阶段。
传送4KB的数据长度需
4KB/2MB/s=0.002秒（2分）
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=（2分）
故DMA辅助操作占用CPU的时间比率为:
[/（50×106）]×100%=1.5%（3分）
七、设计题（10分）
（1）二进制地址码（2分）
A15…A11…A7……A0
0～20472K×8位
2048～81912K×8位
（2）根据主存地址空间分配，0～2047为系统程序区，选用1片2K×8位ROM芯片（1分）
2048～8191为用户程序区，选用3片2K×8位RAM芯片（1分）
（3）存储器片选逻辑图（6分）
计算机组成原理试题5答案
一、选择题（共20分，每题1分）
1．CCBBD6．CCBBB11．BCBBC16．ABCAC
二、填空题（共20分，每空1分）
1．A．2
×（1-2
）B．2
×2
C．2
×2
D．-2
2．A．指令周期B．机器周期C．节拍D．机器周期E．节拍
3．A．18B．3C．192
4．A．
5．A．程序查询B．DMAC．程序中断
6．A．8B．9C．16D．17
三、名词解释（共10每题2分）
1.同步控制方式任何一条指令或指令中的任何一个微操作的执行，都由事先确定且有统一基准时标的时序信号所控制的方式，叫做同步控制方式。
2．周期窃取DMA方式中由DMA接口向CPU申请占用总线，占用一个存取周期。
3．双重分组跳跃进位：
n位全加器分成若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送。
4．直接编码：
在微指令的操作控制字段中，每一位代表一个微命令，这种编码方式即为直接编码方式。
5．硬件向量法：
硬件向量法就是利用硬件产生向量地址，再由向量地址找到中断服务程序的入口地址。
四、计算题（共5分）
答：
∵x=+
=0.1011，y=+
=0.0111
∴
=00.1011，
=00.0111（1分）
（2分）
此时，符号位为“01”，表示溢出，又因第一位符号位为“0”，表示结果的真正符号，故“01”表示正溢出。
（2分）
五、简答题（共15分
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