计算机组成原理期末考试精彩试题及问题详解

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1、实用文档标准文案计算机组成原理试题、选择题（共20分，每题1分）1 零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自C_。A 立即数和栈顶；B 暂存器；C.栈顶和次栈顶；D .累加2. _C可区分存储单元中存放的是指令还是数据。A 存储器；B 运算器；C.控制器；D .用户。3 所谓三总线结构的计算机是指 _B。A 地址线、数据线和控制线三组传输线。B . I/O总线、主存总统和 DMA总线三组传输线；C. I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线；D 设备总线、主存总线和控制总线三组传输线.。4某计算机字长是 32位，它的存储容量是 256KB，按字编址，它的寻址范围是 B_。A.

2、 128K；B. 64K ；C. 64KB ；D. 128KB。5 主机与设备传送数据时，采用 _A_,主机与设备是串行工作的。A 程序查询方式；B .中断方式；C. DMA方式；D .通道。6. 在整数定点机中，下述第A .原码和反码不能表示B 三种机器数均可表示C.三种机器数均可表示D .三种机器数均不可表示_B_种说法是正确的。-1，补码可以表示 -1 ；-1 ；-1，且三种机器数的表示范围相同;-1。7. 变址寻址方式中，操作数的有效地址是_CA .基址寄存器内容加上形式地址（位移量）B .程序计数器内容加上形式地址；C.变址寄存器内容加上形式地址；D .以上都不对。&向量中断是 C

3、。A .外设提出中断；B .由硬件形成中断服务程序入口地址；C.由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址D .以上都不对。9一个节拍信号的宽度是指 C_。A .指令周期；B .机器周期；C .时钟周期；D 存储周期。10.将微程序存储在 EPROM中的控制器是A 控制器。A .静态微程序；B .毫微程序；C.动态微程序；D .微程序。11隐指令是指D。A .操作数隐含在操作码中的指令；B .在一个机器周期里完成全部操作的指令；C.指令系统中已有的指令；D 指令系统中没有的指令。12 当用一个16位的二进制数表示浮点数时，下列方案中第 B_种最好。A.阶码取4位（含阶符1位），尾

4、数取12位（含数符1 位）；B.阶码取5位（含阶符1位），尾数取11位（含数符1 位）；C.阶码取8位（含阶符1位），尾数取8位（含数符1 位）；D.阶码取6位（含阶符1位），尾数取12位（含数符1 位）。13. DMA 方式.B。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 .内无中断机制。14. 在中断周期中，由 。_将允许中断触发器置“ 0”。A .关中断指令；B .机器指令；C.开中断指令；D .中断隐指令。15. 在单总线结构的 CPU中，连接在总线上的多个部件 _B。A .某一时刻只有一个可以向总线发送数据

5、，并且只有一个可以从总线接收数据; B .某一时刻只有一个可以向总线发送数据，但可以有多个同时从总线接收数据; C .可以有多个同时向总线发送数据，并且可以有多个同时从总线接收数据； D .可以有多个同时向总线发送数据，但可以有一个同时从总线接收数据。16. 三种集中式总线控制中，_A_ 方式对电路故障最敏感。A .链式查询；B .计数器定时查询；C.独立请求；D .以上都不对。17. 一个16KX8位的存储器，其地址线和数据线的总和是_D。A. 48；B. 46;C. 17;D. 22.18在间址周期中，_C。A .所有指令的间址操作都是相同的；B 凡是存储器间接寻址的指令，它们的操作都是相

6、同的；C .对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令，它们的操作是不同的；D .以上都不对。19. 下述说法中 B_是正确的。A . EPROM是可改写的，因而也是随机存储器的一种；B . EPROM是可改写的，但它不能用作为随机存储器用；C. EPROM只能改写一次，故不能作为随机存储器用；D . EPROM是可改写的，但它能用作为随机存储器用。20. 打印机的分类方法很多，若按能否打印汉字来区分，可分为_C。A .并行式打印机和串行式打印机；B .击打式打印机和非击打式打印机；C.点阵式打印机和活字式打印机；D .激光打印机和喷墨打印机。二、填空（共20分，每空1分）1. 设浮点数阶码为

7、8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），贝U 32位二进制 补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2127（1- 2 23），最 129 128 1 23小正数为2,最大负数为2（-2-2）,最小负数为127-2。2. 指令寻址的基本方式有两种，一种是顺序寻址方式，其指令地址由程序计数器给出，另一种是 跳跃_寻址方式，其指令地址由 _指令本身给出。3. 在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中，假设四个过程段的时间分别是 T1 = 60ns 、T2 = 50ns、T3 = 90ns、T4 = 80ns。则加法器流水线的时钟周期至少为 _90ns_。如果采用同样的逻辑电路，但

8、不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为280ns_。4. 一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须增加_。尾数右移1位， 阶码加1_。5. 存储器由m （m= 1, 2, 4, 8）个模块组成，每个模块有自己的地址 和数据寄存器，若存储器采用模m编址，存储器带宽可增加到原来的m倍。6.按序写出多重中断的中断服务程序包括保护现场_、开中断设备服务|。恢复现场127231. A . A . 2(1-2)和中断返回几部分。 1291281 _23C. 2(-2 -2)-2127三、名词解释（共10分，每题2分）1. 微操作命令和微操作微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。答：微操作命令

9、是控制完成微操作的命令;2 快速缓冲存储器答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度，在CPU和主存之间增设的高速存储器，它对用户是透明的。 只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的，从而提高了访存速度。3 基址寻址答：基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。4 流水线中的多发技术答：为了提高流水线的性能，设法在一个时钟周期(机器主频的倒数)内产生更多条 指令的结果，这就是流水线中的多发技术。5 指令字长答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。四、计算题(5分)设机器数字长为8位(含1位符号位)，设A = , B=更，计算A -

10、 B补，并还原成真值。6432计算题 答：A+B补=1.1011110, A+B =(-17/64)A-B补=1.1000110,A-B =( 35/64)五、简答题(共20分)1 异步通信与同步通信的主要区别是什么，说明通信双方如何联络。(4分)同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序， 统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟， 没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互

11、锁通信可靠性最高。2为什么外围设备要通过接口与CPU相连？接口有哪些功能？ ( 6分) 答：外围设备要通过接口与 CPU相连的原因主要有：(1) 一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号(地址)，通过接口可实现对设 备的选择。(2) I/O设备种类繁多，速度不一，与CPU速度相差可能很大，通过接口可实现数据 缓冲，达到速度匹配。(3) I/O设备可能串行传送数据，而CPU 一般并行传送，通过接口可实现数据串并格 式转换。(4) I/O设备的入/出电平可能与 CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。(5) CPU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。(6

12、) I/O设备需将其工作状况(“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求” 等)及时报告CPU , 通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。可见归纳起来，接口应具有选址的功能、传送命令的功能、 反映设备状态的功能以及传送数据的功能（包括缓冲、数据格式及电平的转换）六、问答题（共15分）1设CPU中各部件及其相互连接关系如下图所示。图中W是写控制标志，R是读控制标志，Ri和R2是暂存器。（8分）（1）假设要求在取指周期由ALU完成（PC）+1PC的操作（即ALU可以对它的一个源操作数完成加1的运算）。要求以最少的节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排。答：由于（PC）+1PC需

13、由ALU完成，因此PC的值可作为ALU的一个源操作数，靠 控制ALU做+ 1运算得到（PC） + 1,结果送至与 ALU输出端相连的R2，然后再送至PC。此题的关键是要考虑总线冲突的问题，故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：To PS MAR , 1FT1 M（MAR尸 MDR , （PC）+ 1F 2T2 MD2 IR , OP（IR）-微操作命令形成部件T3 R2 PC（2）写出指令ADD # a （#为立即寻址特征，隐含的操作数在ACC中）在执行阶段所需的微操作命令及节拍安排。答：立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：To Ad(IR) -R1T1 (R1)+(ACC)

14、 R 2T2 R2 ACC;立即数R 1;ACC通过总线送ALU;结果ACC2. DMA接口主要由哪些部件组成？在数据交换过程中它应完成哪些功能？画出DMA工作过程的流程图（不包括预处理和后处理）答：DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、 字计数器、设备地址寄存器、中断机构和DMA控制逻辑等组成。在数据交换过程中， DMA接口的功能有：（1 ）向CPU 提出总线请求信号；（2）当CPU发出总线响应信号后，接管对总线的控制； （3）向存储器 发地址信号（并能自动修改地址指针） ；（4）向存储器发读/写等控制信号，进行数据传送；（5）修改字计数器，并根据传送字数，判断DMA传送是否结束；

15、（6）发DMA结束信号，向CPU申请程序中断，报告一组数据传送完毕。DMA工作过程流程如图所示。七、设计题（10分）设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效）， 用WR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：最大4K地址空间为系统程序区，相邻的4K地址空间为系统程序工作区，最小 16K地址空间为用户程序区；（2）指出选用的存储芯片类型及数量；（3）详细画出片选逻辑。GiG2AG 2BY7Y074138译码器Gi ,GZA，GB为控制端C,

16、B, A为变量控制端口Y0为输出端ROM: 2KX 8位8K 8位 X 32K 8位 XRAM: 1KX 4位2K 8位 X 8K 8位 X16K 1位 X4K 4位 X（1）主存地址空间分配:6000H 亠6800H -67FFH为系统程序区；6BFFH为用户程序区。答：（1)主存地址空间分配。(2分）A15A11A711111111111 1 11111111000000 0 00011110111111 1 11111110000000 0 00011101111111 1 11111100000000 0 00000000000000 0 00000011111111 1 111001

17、00000000 0 00000111111111 1 111A00最大4K 2K X 8位ROM 2片11相邻4K 4K X 4位RAM 2片000最小16K 8K X 8位RAM 2片1（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片？2）根据主存地址空间分配最大4K地址空间为系统程序区，选用2片2K X 8位ROM芯片；（1分）相邻的4K地址空间为系统程序工作区，选用2片4K X 4位RAM芯片；（1分）最小16K地址空间为用户程序区，选用2片8K X 8位RAM芯片。（1分）（3）详细画出存储芯片的片选逻辑图。答案:、选择题（共20分，每题1 分）1. C2. C3. B4. B5. A6.

18、B7. C& C9. C10. A11. D12. B13. B14. D15. B16. A17. D18. C19. B20. C二、填空（共20 分，每空1分）1. A .127A . 2(1-2-23-129-128-1-23) B. 2C. 2(-2 -2)D .-21272. A .顺序B .程序计数器C.跳跃D .指令本身3. A .90 nsB. 280ns4. A .A .增加B .加15. A .地址B .数据C .模mD. m6. A .保护现场B .开中断C .设备服务D.恢复现场三、名词解释（共10分，每题2分）1. 微操作命令和微操作答：微操作命令是控制完成微操作的

19、命令；微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。2快速缓冲存储器答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度，在CPU和主存之间增设的高速存储器，它对用户是透明的。只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的，从而提高了访存速度。3基址寻址答：基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。4流水线中的多发技术答：为了提高流水线的性能，设法在一个时钟周期（机器主频的倒数）内产生更多条指令的结果，这就是流水线中的多发技术。5.指令字长 答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。四、（共5分）计算题 答：A+B补=1.1011110, A+B =（

20、-17/64）A-B补=1.1000110, A-B =（ 35/64）五、简答题（共20分）1. （ 4分）答：同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序， 统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟， 没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。2. （ 6分，每写出一种给1分，最多6分）答：外围设备要通过接口与 CPU相连的原因主要有：（1） 一台机器通常配

21、有多台外设，它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设 备的选择。（2） I/O设备种类繁多，速度不一，与CPU速度相差可能很大，通过接口可实现数据 缓冲，达到速度匹配。（3） I/O设备可能串行传送数据，而CPU 一般并行传送，通过接口可实现数据串并格 式转换。(4) I/O设备的入/出电平可能与 CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。(5) CPU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。(6) I/O设备需将其工作状况(“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求” 等)及时报告CPU， 通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。可见归

22、纳起来，接口应具有选址的功能、传送命令的功能、 反映设备状态的功能以及传送数据的功能(包括缓冲、数据格式及电平的转换)。4. ( 5分)答：1)根据IR和MDR均为16位，且采用单字长指令，得出指令字长 16位。根据105 种操作，取操作码 7位。因允许直接寻址和间接寻址，且有变址寄存器和基址寄存器，因此取2位寻址特征，能反映四种寻址方式。最后得指令格式为：727OPMAD其中 OP操作码，可完成105种操作；M 寻址特征，可反映四种寻址方式；AD形式地址。这种格式指令可直接寻址 27 = 128，一次间址的寻址范围是216 = 65536。(2)双字长指令格式如下：727OPMAD1AD2其

23、中 OP、M的含义同上； AD 1 / AD 2为23位形式地址。这种格式指令可直接寻址的范围为223 = 8M。(3) 容量为8MB的存储器，MDR为16位，即对应4MX 16位的存储器。可采用双字 长指令，直接访问 4M存储空间，此时 MAR取22位；也可采用单字长指令，但Rx和Rb取22位，用变址或基址寻址访问4M存储空间。六、(共15分)问答题1. ( 8分)答：1)由于(PC) + 1PC需由ALU完成，因此PC的值可作为ALU的一个源操作数， 靠控制ALU做+ 1运算得到(PC) + 1,结果送至与ALU输出端相连的R2，然后再送至PC。此题的关键是要考虑总线冲突的问题，故取指周期

24、的微操作命令及节拍安排如下：To PS MAR , 1FT1 M(MAR尸 MDR , (PC)+ 1F 2T2 MD2 IR , OP(IR)-微操作命令形成部件T3 R2 PC(2)立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：T0 Ad(IR) -R1;立即数 R 1T1 (R1)+(ACC) R 2 ； ACC 通过总线送 ALUT2 R2 ACC;结果ACC2. （7分）答：DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构和DMA控制逻辑等组成。 在数据交换过程中，DMA接口的功能有：（1 ）向CPU提出总线请求信号；（2）当CPU发出总线响

25、应信号后，接管对总线的控制；（3）向存储器发地址信号（并能自动修改地址指针）；（4）向存储器发读/写等控制信号，进行数据传送；（5）修改字计数器，并根据传送字数，判断DMA传送是否结束；（6）发DMA结束信号，向CPU申请程序中断，报告一组数据传送完毕。DMA工作过程流程如图所示。DMA请求1DMA响应1r发送主存地址1传送一个字测试 、是否结束?是DMA结束否修改地址指针和字计数器七、设计题（共10分）答：（1）主存地址空间,分配。（2分）A15A11A71 11 1111111111111 11 1100000000001 11 1011111111111 11 1000000000001

26、 11 0111111111111 11 00000000000010Ao最大4K 2K X 8位ROM 2片11相邻4K 4K X 4位RAM 2片000000000000000000001111111111111卜最小16K 8K X 8位RAM 2片（2）根据00100000000000000011111111111111主存地址空间分配2片2K X 8位ROM芯片；（1分）最大4K地址空间为系统程序区，选用相邻的4K地址空间为系统程序工作区，选用2片4K X 4位RAM芯片；（1分）最小16K地址空间为用户程序区，选用2片8K X 8位RAM芯片。（1分）（3）存储芯片的片选逻辑图（5分）