计算机组成原理第四五章答案

期末试卷（四、五、六章）一、选择题（每小题1分）1单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用（C）。A堆栈寻址方式B立即寻址方式C隐含寻址方式D间接寻址方式2RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（D）。A栈顶和次栈顶B两个主存单元C一个主存单元和一个通用寄存器D两个通用寄存器3寄存器间接寻址方式中，操作数在（B）。A通用寄存器B主存单元C程序计数器D堆栈4机器指令与微指令之间的关系是（A）。A用若干条微指令实现一条机器指令B用若干条机器指令实现一条微指令C用一条微指令实现一条机器指令D用一条机器指令实现一条微指令5描述多媒体CPU基本概念中，不正确的是（D）。A多媒体CPU是带有MMX技术的处理器BMMX是一种多媒体扩展结构CMMX指令集是一种多指令流多数据流的并行处理指令D多媒体CPU是以超标量结构为基础的CISC机器6流水线中造成控制相关的原因是执行（A）指令而引起。A条件转移B访内C算逻D无条件转移7PCI总线是一个高带宽且与处理器无关的标准总线。下面描述中不正确的是（B）。A采用同步定时协议B采用分布式仲裁策略C具有自动配置能力D适合于低成本的小系统8同步控制是（C）。A只适用于CPU控制的方式B只适用于外围设备控制的方式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9描述PCI总线中基本概念不正确的句子是（CD）。APCI总线是一个与处理器无关的高速外围设备BPCI总线的基本传输机制是猝发式传送CPCI设备一定是主设备D系统中只允许有一条PCI总线10当前的CPU由（B）组成。A控制器B控制器、运算器、cacheC运算器、主存D控制器、ALU、主存11流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（D）。A具备同等水平B不具备同等水平C小于前者D大于前者12单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用（C）。A堆栈寻址方式B立即寻址方式C隐含寻址方式D间接寻址方式13为确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是（C）。A用程序计数器PC来产生后继微指令地址B用微程序计数器µPC来产生后继微指令地址C通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址D通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址14微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（B）。A每一条机器指令由一条微指令来执行B每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行C一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行D一条微指令由若干条机器指令组成15用于对某个寄存器中操作数的寻址方式为（C）。A直接B间接C寄存器直接D寄存器间接16程序控制类的指令功能是（BC）。A进行算术运算和逻辑运算B进行主存与CPU之间的数据传送C进行CPU和I/O设备之间的数据传送D改变程序执行的顺序17指令周期是指（C）。ACPU从主存取出一条指令的时间BCPU执行一条指令的时间CCPU从主存取出一条指令加上执行一条指令的时间D时钟周期时间18描述当代流行总线结构中基本概念不正确的句子是（AC）。A当代流行的总线不是标准总线B当代总线结构中，CPU和它私有的cache一起作为一个模块与总线相连C系统中允许有一个这样的CPU模块19CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（B）。A地址寄存器B程序计数器C指令寄存器D通用寄存器20某寄存器中的数值为指令码，只有CPU的（A）才能识别它。A指令译码器B判断程序C微指令D时序信号21在集中式总线仲裁中，（A）方式响应时间最快，（C）方式对（D）最敏感。A独立请求方式B计数器定时查询方式C菊花链方式D电路故障22CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（C）。A地址寄存器B指令计数器C程序计数器D指令寄存器23从信息流的传输速度来看，（D）系统工作效率最低。A单总线B双总线C三总线D多总线24从以下有关RISC的描述中，选择正确的答案（B）A．采用RISC技术后，计算机的体系结构又恢复到早期的比较简单的情况。B．为了实现兼容，新设计的RISC，是从原来CISC系统的指令系统中挑选一部分实现的。C．RISC的主要目标是减少指令数。D．RISC设有乘、除法指令和浮点运算指令。25同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率，是因为同步通信（C）A．不需要应答信号B.总线长度较短C．用一个公共时钟信号进行同步D.各部件存取时间比较接近26采用串行接口进行7位ASCII码传送，带有一位奇校验位、1位起始位和1位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为（A）A．960B.873C.1371D.48027系统总线中地址线的功能是（D）A．选择主存单元地址B.选择进行信息传输的设备C．选择外存地址D.指定主存和I/O设备接口电路的地址28系统总线中控制线的功能是（A）A．提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号B.提供数据信息C．提供时序信号D.提供主存、I/O接口设备的响应信号29PCI是一个与处理器无关的(D)，它采用（C）时序协议和（A）式仲裁策略，并具有(B)能力。A．集中B.自动配置C.同步D.高速外围总线30PCI总线的基本传输机制是猝发式传送。利用（A）可以实现总线间的（B）传送，使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上。PCI允许（D）总线（C）工作。A．桥B.猝发式C.并行D.多条31InfiniBand是一个高性能的（A）标准，数据传输率达（B），它可连接（C）台服务器，适合于高成本的（D）计算机的系统。A.I/OB.30GB/sC.64000D.较大规模二、填空题（每小题2分）1安腾指令格式采用5个字段：除了操作码（OP）字段和推断字段外，还有3个7位的（）字段，它们用于指定（）2个源操作数和1个目标操作数的地址。2CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫（指令周期），它通常包含若干个（cpu周期），而后者又包含若干个（时钟周期）。3某系统总线的一个存取周期最快为3个总线时钟周期，总线在一个总线周期中可以存取32位数据。如总线的时钟频率为8.33MHz，则总线的带宽是（11.1MB/s）。4形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（顺序）寻址，遇到转移指令时（跳跃）寻址。5CPU从（主存）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（指令周期）。6一个较完善的指令系统，应当有（数据处理）、（数据存储）、（数据传送）、（程序控制）四大类指令。7机器指令对四种类型的数据进行操作。这四种数据类型包括（数值）型数据、（字符）型数据、（逻辑）型数据、（地址）型数据。8CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是（指令寄存器（IR）），指示下一条指令地址的寄存器是（程序计数器（PC）），保存算术逻辑运算结果的寄存器是（通用寄存器（R0-R3））和（数据缓冲寄存器（DR））。9RISC指令系统的最大特点是：只有（取数）指令和（存数）指令访问存储器，其余指令的操作均在寄存器之间进行。10微型机的标准总线，从带宽132MB/S的32位（VESA）总线发展到64位的（PCI）总线。11CPU从内存取出一条指令并执行该指令的时间称为（指令周期），它常用若干个（CPU周期）来表示。12衡量总线性能的重要指标是（总线带宽），它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单位是（MB/s）。13请在下面横线上填入适当答案。在CPU中：（1）保存当前正在执行的指令的寄存器是__指令寄存器（IR）____；（2）保存当前正在执行的指令地址的寄存器__数据地址寄存器（AR）____；(3)算术逻辑运算结果通常放在_数据缓冲寄存器（DR）_____和__通用寄存器（R0-R3）____。三、简答题（每小题8分）1．CPU中有哪几类主要寄存器，用一句话回答其功能。数据缓冲寄存器（DR）:用来暂时存放ALU的运算结果。指令寄存器（IR）:保存当前正在执行的一条指令。数据地址寄存器（AR）：保存当前cpu所访问的数据cache存储器中单元地址。程序计数器（PC）：确定下一条指令的地址：通用寄存器（R0-R3）:当算术逻辑单元执行算术和逻辑运算时ALU提供一个工作区。状态字寄存器（psw）：保存有算术指令和逻辑指令运算和测试结果建立的各种条件代码。2．列表比较CISC处理机和RISC处理机的特点。比较内容CISCRISC指令系统复杂、庞大简单、精简指令数目一般少于200一般少于100指令格式一般大于4一般少于4寻址方式一般大于4一般少于4指令字长不固定等长可访存指令不加限制只有存数和取数各种指令访问频率相差很大相差不大各种指令执行时间相差很大绝大多是在一个周期内完成优化编译实现很难较容易程序源代码长度较短较长控制其实现方式绝大多数有微程序控制绝大多数有硬布线控制软件系统开发时间较短较长3．PCI总线中三种桥的名称是什么？简述其功能。HOST/PCI桥、PCI/PCI桥、PCI/LAGACY桥HOST/PCI桥：连接两条总线、失踪仙剑相互通信。PCI/PCI桥：把一条总线的地址空间映射到另一条地址总线的空间上。PCI/LAGACY桥：可以实现总线间猝发式传送。4．指令和数据都用二进制代码存放在内存中，从时空观角度回答CPU如何区分读出的代码是指令还是数据。指令周期的不同阶段。5．简述水平型微指令和垂直型微指令的特点。水平微指令：并行操作的能力器，执行一条指令的时间短、效率高、灵活性强，用户难以掌握。垂直微指令：并行操作差、效率不高、灵活性不强。执行时间长、与指令比较相似容易掌握。6.一台机器的指令系统有哪几类典型指令？列出其名称。数据处理，数据存储，数据传送，程序控制。7.画图说明当代总线的内部结构与外部功能部件的联系，做简要说明。课本188页。8．多媒体CPU的技术特征是什么？图像与声音的压缩技术，适应多媒体技术的软件技术，计算机系统结构方面的技术9.机器指令对数据进行操作，操作数分哪几种类型？地址数据，数值数据，字符数据，逻辑数据。10.简述CPU的四种基本功能指令控制，操作控制，时间控制，数据加工。11.总线的集中式仲裁有哪几种方式？各有什么优缺点？菊花链式，计数器定时，独立请求。菊花链式:控制结构比较简单，只需要三条控制线就可以完成总线的裁决，总线上可以容易的扩充新设备；但这种方式的优先级是固定的，离总线控制器远的设备会很难获得总线的优先权，而且总线上一个设备故障就会引起其他设备正常工作。计数器定时：比较灵活的优先级设置，但是它需要额外的计数线路，计数限数量决定于总线上可连接的设备数量。独立请求：更加灵活的优先级设置功能，而且裁决速度快，但他需要更多的控制线，控制线的数量控制了设备的数量。12.画图说明总线的分布式仲裁原理课本195页。13.ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什么？不合理，指令最好事半字长或单字长，设16位比较合适。14．某机字长为32位，主存容量为1M，单字长指令，有50种操作码，采用寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即、直接等寻址方式。CPU中有PC，IR，AR，DR和16个通用寄存器。问：（1）指令格式如何安排？（2）能否增加其他寻址方式？（1）50种操作码占6位，4种寻址方式占2位Op（6）X（2）D（24）X=00，寄存器寻址，D字段实际使用4比特选择16个通用寄存器。X=01，寄存器间接寻址，D字段D字段实际使用4比特选择16个通用寄存器，E=（RX）。X=10,立即寻址，D字段给出24位立即数。X=11直接寻址，D字段给出24位内存地址，E=D（2）寻址模式字段变成3位，可以支持更多的寻址方式，可以增加相对寻址方式，EA=PC+D，也可以使用内存间接寻址E=(D)。15．设某机字长为32位，CPU中有16个32位通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统。如果采用通用寄存器作基址寄存器，则RS型指令的最大存储空间是多少？16个通用寄存器占4位，64种占6位，就剩下22位用于存储器地址Op（6