计算机组成原理试卷2014.4习题A

第1页共6页一．单项选择题1.定点运算器用来进行()A.十进制数加法运算B.定点数运算C.浮点数运算D.即进行定点数运算也进行浮点数运算2.某SRAM芯片，其存储容量为32K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为()A.15，16B.16，64C.64，8D.16，163.下面尾数（1位符号位）的表示中，不是规格化尾数的是（）。A.010011101（原码）B.110011110（原码）C.110101111（补码）D.100111001（补码）4.某机字长16位。其中1位符号位，15位表示尾数。若用定点整数表示，则最大正整数为()A.+(215+1)B.+(214+1)C.+(215-1)D.+(214-1)5.下列数中最大的数是()A.（100110001）2B.（374）8C.（60）16D.（252）106.哪种表示法主要用于表示浮点数中的阶码()A.原码B.补码C.反码D.移码7.下面叙述的概念中哪个是正确的()A.总线一定要和接口相连B.接口一定要和总线相连C.通道可以代替接口D.总线始终由CPU控制和管理8.在定点二进制运算器中，减法运算一般通过下列哪个来实现()A.原码运算的二进制减法器B.补码运算的二进制减法器C.补码运算的十进制加法器D.补码运算的二进制加法器9.某DRAM芯片，其存储容量为1024K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为()A.8，512B.512，8C.20，8D.19，810.完整的计算机系统应包括()A.运算器存储器控制器B.外部设备和主机C.主机和应用程序D.配套的硬件设备和软件系统11.寄存器间接寻址方式中，操作数处于（）中。A.通用寄存器B.主存C.程序计数器D.堆栈12.CPU是指（）。A.运算器B.控制器C.运算器和控制器D.运算器、控制器和主存13.若一台计算机的字长为2个字节，则表明该机器（）。A.能处理的数值最大为2位十进制数。B.能处理的数值最多由2位二进制数组成。C.在CPU中能够作为一个整体加以处理的二进制代码为16位。D.在CPU中运算的结果最大为2的16次方14.在浮点数编码表示中，（）在机器数中不出现，是隐含的。A.基数B.尾数C.符号D.阶码15.控制器的功能是（）。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，并产生有关的操作控制信号，以解释执行该指令。16.虚拟存储器可以实现（）。A.提高主存储器的存取速度B.扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度C.提高外存储器的存取周期D.扩大外存储器的存储空间17.32个汉字的机内码需要（）。A.128字节B.64字节C.32字节D.16字节18.相联存储器是按（）进行寻址的存储器。A.地址指定方式B.堆栈指定方式C.内容指定方式D.地址指定方式与堆栈存储方式结合第2页共6页二．名词解释1.CPU周期：CPU周期也叫机器周期。是指CPU访问一次主存或输入输出端口所需要的时间。一个CPU周期由若干个时钟周期组成。2.存取时间：存取时间又称存储器访问时间，是指启动一次存储器操作到完成该操作所需的时间。具体地说，存取时间从存储器收到有效地址开始，经过译码、驱动，直到将被访问的存储单元的内容读出或写入为止。3.同步通信：总线上的部件通过总线进行信息传送时，用一个公共的时钟信号进行同步，这种方式称为同步通信。这个公共的时钟信号可以由总线控制部件发送到每一个部件或设备，也可以每个部件有自己的时钟发生器，但是，它们都必须由CPU发出的时钟信号进行同步。4.接口：接口是计算机系统总线与外围设备之间的一个逻辑部件，它的基本功能有两点：一是为信息传输操作选择外围设备；二是在选定的外围设备和主机之间交换信息，保证外围设备用计算机系统特性所要求的形式发送或接收信息。5.计算机硬件：是指组成一台计算机的各种物理装置,它们是由各种实实在在的器件组成的,是计算机进行工作的物质基础。计算机的硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五部分组成。6.正逻辑：正逻辑是把逻辑电路中电平的高低和逻辑变量值0、1联系起来的一种概念。指定逻辑电路中高电平为“1”，低电平为“0”，称为正逻辑。三．简答题1.计算机中为什么采用二进制数码？解答：这是由计算机电路所采用的器件决定的。计算机中采用了具有两个稳态的二值电路，用二值电路只能代表两个数码：0和1。比如，采用正逻辑表示，是以低电位表示数码“0”，高电位表示数码“1”；负逻辑表示，则以高电位表示数码“0”，低电位表示数码“1”。在计算机中采用二进制，具有运算规则简单，物理上实现方便，成本低廉，数码“1”和“0”正好与逻辑命题中的两个值“True”、“False”相对应，为计算机中实现逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利条件等优点。2.计算机的主要性能指标包括哪些？解答：计算机的主要技术性能指标有下面几项：主频、字长、存储容量、存取周期和运算速度等。（1）主频：主频即时钟频率，是指计算机的CPU在单位时间内发出的脉冲数。（2）字长：字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，它与计算机的功能和用途有很大的关系。字长决定了计算机的运算精度，字长长，计算机的运算精度就高。字长也影响机器的运算速度，字长越长，计算机的运算速度越快。（3）存储容量：计算机能存储的信息总字节量称为该计算机系统的存储容量存储容量的单位还有MB（兆字节）、GB（吉字节）和TB（太字节）。（4）存取周期：把信息代码存入存储器，称为“写”；把信息代码从存储器中取出，称为“读”。存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间(或读写时间)，而连续启动两次独立的“读”或“写”操作(如连续的两次“读”操作)所需的最短时间，称为存取周期(或存储周期)。（5）运算速度：运算速度是一项综合性的性能指标。衡量计算机运算速度的单位是MIPS(百万条指令/秒)。因为每种指令的类型不同，执行不同指令所需的时间也不一样。过去以执行定点加法指令作标准来计算运算速度，现在用一种等效速度或平均速度来衡量。等效速度由各种指令平均执行时间以及相对应的指令运行比例计算得出来，即用加权平均法求得。3.CPU结构如图所示，其中一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器和其它四个寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。(1)标明图中四个寄存器的名称。(2)简述指令从主存取到控制器的数据通路。第3页共6页解答：（1）a为数据缓冲寄存器DR，b为指令寄存器IR，c为主存地址寄存器AR，d为程序计数器PC；（2）PC→AR→主存→缓冲寄存器DR→指令寄存器IR→操作控制器4.简单介绍CPU中的主要寄存器的名称和功能。解答：CPU主要有以下寄存器：⑴指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。⑵程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。⑶地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。⑷缓冲寄存器（DR）：1作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。2补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。3在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。⑸通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。⑹状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。5.一个256K×8的DRAM芯片，其地址线和数据线分别为多少根？解答：地址线有18根，数据线有8根。6.总线有哪些分类方式，数据总线和地址总线的特点各是什么？解答：根据总线所传输的信息内容的不同，总线可分为地址总线、数据总线和控制总线。根据总线在计算机系统中所处的位置不同，总线又有片级总线、内部总线和外部总线之分。根据二进制数码的传送方式，总线有并行总线和串行总线两种。根据数据的传送方向，总线有单向总线和双向总线两种。数据总线的特点是：双向传输；地址总线的特点是：单向传输。7.解释下列基本术语：微命令、微操作、微指令和微程序解答：微命令通常是指那些能直接作用于某部件控制门的命令，它是构成控制信号序列的最小单位。执行部件接受微命令后进行的操作称为微操作。在一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，称为微指令。对应于程序指令的概念，微指令的有序集合称为微程序。一般一条机器指令的功能由对应的一段微程序来实现。第4页共6页四．计算题1.要求用128K×16位的SRAM芯片设计512K×16位的存储器，SRAM芯片有两个控制端：当CS有效时该片选中。当W/R=1时执行读操作，当W/R=0时执行写操作。用64K×16位的EPROM芯片组成128K×16位的只读存储器。试问：。①数据寄存器多少位？②地址寄存器多少位？③共需多少片EPROM?④画出此存储器组成框图。解答：①存储器的总容量为：512K×16位（SRAM）+128K×16位（EPROM）=640K×16位。数据寄存器16位。②因为220=1024K640K，所以地址寄存器20位。③所需EPROM芯片数为（128K×2B）/（64K×2B）=2（片）④设存储器地址空间分配如下：128K512K存储器组成框图如下：2.设机器字长为16位，定点表示时，尾数15位，阶符1位。①定点原码整数表示时，最大正数为多少？最小负数为多少？②定点原码小数表示时，最大正数为多少？最小负数为多少？解答：EPROMSRAM第5页共6页①定点原码整数表示时最大正数：（215-1）10=（32767）10最小负数：-（215-1）10=（-32767）10②定点原码小数表示时最大正数：（1-2-15）10最小负数：-（1-2-15）103.用16k×8位的SRAM芯片构成64K×16位的存储器，要求画出该存储器的组成逻辑框图。解答：存储器容量为64K×16位，其地址线为16位（A15—A0），数据线也是16位（D15—D0）SRAM芯片容量为16K×8位，其地址线为14位，数据线为8位，因此组成存储器时须字位同时扩展。字扩展采用2：4译码器，以16K为一个模块，共4个模块。位扩展采用两片串接。逻辑框图如下图所示。4.用补码运算方法计算X+Y=？并判断结果是否溢出（采用双符号位）。①X=0.1011Y=0.1100②X=-0.1011Y=0.1001解答：①X=0.1011Y=0.1100∵[X]补=001011,[Y]补=001100001011+001100010111有溢出②X=0.1011Y=0.1001∵[X]补=110101[Y]补=001001110101+001001111110不溢出5.将十进制数-0.276和47化成二进制数，再写出各自的原码、补码、反码表示（符号位和数值位共8位）。二进制数原码补码反码-0.276：47：解答：二进制数原码补码反码-0.276：0.010001110100011110111011101110047：0101111010111101011110101111第6页共6页