计算机组成原理试题及答案

计算机组成原理试题及答案

　　导语：计算机组成原理主要是学习计算机的基本组成原理和内部工作机制，下面是小编收集整理的计算机组成原理试题及答案，欢迎参考！

　　一、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______。 A.立即数和栈顶; B.暂存器; C.栈顶和次栈顶; D.累加器。

　　2.______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______。

　　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______。

　　A.128K; B.64K; C.64KB; D.128KB。

　　5.主机与设备传送数据时，采用______，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______种说法是正确的。

　　A.原码和反码不能表示 -1，补码可以表示 -1; B.三种机器数均可表示 ;

　　C.三种机器数均可表示 -1，且三种机器数的表示范围相同; D.三种机器数均不可表示 。

　　7.变址寻址方式中，操作数的有效地址是______。 A.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。

　　8.向量中断是______。

　　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______。

　　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______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______。

　　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_____种最好。

　　A.阶码取4位(含阶符1位)，尾数取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______。

　　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______。

　　A.某一时刻只有一个可以向总线发送数据，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，______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16K×8位的存储器，其地址线和数据线的总和是______。

　　A.48; B.46; C.17; D.22.

　　18.在间址周期中，______。

　　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______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______。

　　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8位(含1位阶符)，尾数为24位(含1位数符)，则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 A ，最小正数为 ，最大负数为

　　2.指令寻址的基本方式有两种，一种是寻址方式，其指令地址由出，另一种是 C 寻址方式，其指令地址由 D 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。如果采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为 B 。

　　4.一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须1位，阶码。

　　5.存储器由m(m=1，2，4，8?)个模块组成，每个模块有自己的 寄存器，若存储器采用编址，存储器带宽可增加到原来的 D 倍。

　　6.按序写出多重中断的中断服务程序包括

　　三、名词解释(共10分，每题2分)

　　1.微操作命令和微操作

　　2.快速缓冲存储器

　　3.基址寻址

　　4.流水线中的多发技术

　　5.指令字长

　　四、计算题(5分)

　　设机器数字长为8位(含1位符号位)，设A=139，B=?，计算[A?B]补，并还原成6432真值。

　　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)

　　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)

　　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，R1和R2是暂存器。(8分)

　　(1)假设要求在取指周期由ALU完成 (PC) + 1→PC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。

　　(2)写出指令ADD # α(#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。

　　2.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) 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。

　　DnD0DnD0

　　74138译码器G1，G G 2A，2B为控制端C, B, A为变量控制端 ?? YY0为输出端7

　　ROM: 2K×8位

　　8K×8位 32K×8位

　　RAM: 1K×4位

　　2K×8位 8K×8位 16K×1位 4K×4位

　　(1)主存地址空间分配：

　　6000H～67FFH为系统程序区; 6800H～6BFFH为用户程序区。

　　(2)合理选用上述存储芯片，说明各选几片? (3)详细画出存储芯片的片选逻辑图。

　　答案：

　　一、选择题(共20分，每题1分)

　　1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.B 7.C 8.C 9.C 10.A 11.D 12.B 13.B 14.D 15.B 16.A 17.D 18.C 19.B 20.C

　　二、填空(共20分，每空1分)

　　1.A.A.2127(1-223) B.2129 C.2128(-21-223) D.-2127 2.A. 顺序 B.程序计数器 C.跳跃 D. 指令本身 3.A.90ns B.280ns 4.A.A.增加 B.加1 5.A.地址 B.数据 C.模m D.m 6.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 =(-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：

　　7 2 7

　　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：

　　7 2 7

　　其中 OP、M的含义同上;

　　AD1∥AD2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4M×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) + 1→PC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，故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：

　　T0 PC→MAR，1→R

　　T1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R2

　　T2 MDR→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→R1

　　T1 (R1) + (ACC)→R2 ;ACC通过总线送ALU T2 R2→ACC ;结果→ACC

　　2.(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。