计算机组成原理试卷及答案-(2)

计算机组成原理试题一、选择题（共20分，每题1分）1．某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是______。A．-127～127；B．-128～+128；C．-128～+127；D．-128～+128。2．在_____的计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不使用I/O指令。A．单总线；B．双总线；C．三总线；D．以上三种总线。3．某计算机字长是32位，它的存储容量是64KB．按字编址，它的寻址范围是______。A．16KB；B．16K；C．32K；D．32KB。4．中断向量可提供______。A．被选中设备的地址；B．传送数据的起始地址；C．中断服务程序入口地址；D．主程序的断点地址。5．Cache的地址映象中比较多的采用“按内容寻址”的相联存储器来实现。A．直接映象；B．全相联映象；C．组相联映象；D．以上都有。6．总线的异步通信方式______。A．不采用时钟信号，只采用握手信号；B．既采用时钟信号，又采用握手信号；C．既不采用时钟信号，又不采用握手信号；D．采用时钟信号，不采用握手信号。7．在磁盘存储器中，查找时间是______。A．使磁头移动到要找的柱面上所需的时间；B．在磁道上找到要找的扇区所需的时间；C．在扇区中找到要找的数据所需的时间。D．以上都不对。8．在控制器的控制信号中，相容的信号是______的信号。A．可以相互替代；B．可以相继出现；C．可以同时出现；D．不可以同时出现。9．计算机操作的最小单位时间是______。A．时钟周期；B．指令周期；C．CPU周期；D．执行周期。10．CPU不包括______。A．地址寄存器；B．指令寄存器IR；C．地址译码器；D．通用寄存器。11．寻址便于处理数组问题。A．间接寻址；B．变址寻址；C．相对寻址；D．立即寻址。12．设寄存器内容为10000000，若它等于0，则为______。A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。13．若一个8比特组成的字符至少需10个比特来传送，这是______传送方式。A．同步；B．异步；C．并联；D．混合。14．设机器字长为32位，存储容量为16MB，若按双字编址，其寻址范围是。A．8MB；B．2M；C．4M；D．16M。15．寻址对于实现程序浮动提供了较好的支持。A．间接寻址；B．变址寻址；C．相对寻址；D．直接寻址。16．超标量技术是______。A．缩短原来流水线的处理器周期；B．在每个时钟周期内同时并发多条指令；C．把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令；D．以上都不对。17．在控制器的控制方式中，机器周期内的时钟周期个数可以不相同，这属于______。A．同步控制；B．异步控制；C．联合控制；D．局部控制。18．I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是______。A．CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作；B．CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作；C．CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作；D．CPU与设备串行工作，传送与主程序并行工作。19．当定点运算发生溢出时，应______。A．向左规格化；B．向右规格化；C．发出出错信息；D．舍入处理。20．在一地址格式的指令中，下列是正确的。A．仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提供；B．可能有一个操作数，也可能有两个操作数；C．一定有两个操作数，另一个是隐含的；D．指令的地址码字段存放的一定是操作码。二、填空题（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B，最大负数为C，最小负数为D。2．在总线复用的CPU中，A和B共用一组总线，必须采用C控制的方法，先给D信号，并用E信号将其保存。3．微指令格式可分为A型和B型两类，其中C型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。4．如果Cache的容量为128块，在直接映象下，主存中第i块映象到缓存第A块。5．I/O和CPU之间不论是采用串行传送还是并行传送，它们之间的联络方式（定时方式）可分为A、B、C三种。6．设n=4位（不包括符号位在内），原码两位乘需做A次移位，最多做B次加法；补码Booth算法需做C次移位，最多做D次加法。三、名词解释（共10分，每题2分）1．异步控制方式2．向量地址3．直接寻址4．字段直接编码5．多重中断四、计算题（5分）设浮点数字长为32位，欲表示±6万的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取1位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？五、简答题（15分）1．某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备85种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、基址、变址六种寻址方式。（5分）（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；（2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）；（3）一次间址的寻址范围（十进制表示）；（4）相对寻址的位移量（十进制表示）。2．程序查询方式和程序中断方式都要由程序实现外围设备的输入/输出，它们有何不同？（5分）3．某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,L3,L4，现要求优先顺序改为L4,L3,L2,L1,L0，写出各中断源的屏蔽字。（5分）中断源屏蔽字01234L0L1L2L3L4六、问答题（20分）（1）画出主机框图（要求画到寄存器级）；（2）若存储器容量为64K×32位，指出图中各寄存器的位数；（3）写出组合逻辑控制器完成ADDX（X为主存地址）指令发出的全部微操作命令及节拍安排。（4）若采用微程序控制，还需增加哪些微操作？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）。现有下列存储芯片：1K×4位RAM，4K×8位RAM，2K×8位ROM，以及74138译码器和各种门电路，如图所示。画出CPU与存储器连接图，要求：（1）主存地址空间分配：A000H～A7FFH为系统程序区；A800H～AFFFH为用户程序区。（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片，并写出每片存储芯片的二进制地址范围。（3）详细画出存储芯片的片选逻辑。G12BGCBA7Y6Y0Y2AG2AG2BG7Y0YG1，，为控制端C,B,A为变量控制端……为输出端74138译码器&&1计算机组成原理试题5答案一、选择题（共20分，每题1分）1．C2．C3．B4．C5．B6．A7．A8．C9．A10．C11．B12．D13．B14．B15．C16．B17．A18．B19．C20．B二、填空题（共20分，每空1分）1．A．2127(1-2－23)B．2－129C．2－128(-2－1-2－23)D．-21272．A．地址线B．数据线C．分时D．地址E．地址锁存3．A．垂直B．水平C．垂直4．A．imod1285．A．立即响应B．异步定时C．同步定时6．A．2B．3C．4D．5三、名词解释（共10每题2分）1．异步控制方式答：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。2．向量地址答：向量地址是存放服务程序入口地址的存储单元地址，它由硬件形成3．双重分组跳跃进位答：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．字段直接编码答：字段直接编码就是将微指令的操作控制字段分成若干段，将一组互斥的微命令放在一个字段内，通过对这个字段译码，便可对应每一个微命令，这种方式因靠字段直接译码发出微命令，故又有显式编码之称。5．多重中断答：多重中断即指CPU在处理中断的过程中，又出现了新的中断请求，此时若CPU暂停现行的中断处理，转去处理新的中断请求，即多重中断。四、计算题（共5分）答：【解】因为216=65536则±6万的十进制数需16位二进制数表示。对于尾数为16位的浮点数，因16需用5位二进制数表示，即(16)十=(10000)二，故除阶符外，阶码至少取5位。为了保证数的最大精度，最终阶码取5位，尾数取32-1-1-5=25位。按这样分配，当阶码大于+31时，浮点数溢出，需中断处理。]五、简答题（共15分）1．（5分）答：（1）一地址指令格式为（1分）OPMAOP操作码字段，共7位，可反映85种操作；M寻址方式特征字段，共3位，可反映6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32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：程序查询方式是用户在程序中安排一段输入输出程序，它由I/O指令、测试指令和转移指令等组成。CPU一旦启动I/O后，就进入这段程序，时刻查询I/O准备的情况，若未准备就绪就踏步等待；若准备就绪就实现传送。在输入输出的全部过程中，CPU停止自身的操作。程序中断方式虽也要用程序实现外部设备的输入、输出，但它只是以中断服务程序的形式插入到用户现行程序中。即CPU启动I/O后，继续自身的工作，不必查询I/O的状态。而I/O被启动后，便进入自身的准备阶段，当其准备就绪时，向CPU提出中断请求，此时若满足条件，CPU暂停现行程序，转入该设备的中断服务程序，在服务程序中实现数据的传送。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01234L0L1L2L3L41000011000111001111011111六、问答题（共20分）（1）（5分）I/O主存储器存储体MARMDRRRRRRRRRRRRCPU运算器MQPCCU控制单元IRACCALUX控制器（2）（5分）ACCMQALUXIRMDRPCMAR3232323232321616（3）（5分）T0PC→MAR1→RT1M(MAR)→MDR(PC)+1→PCT2MDR→IROP(IR)→IDT0Ad(IR)→MAR1→RT1M(MAR)→MDRT2(AC)+(MDR)→AC(4)（5分）取指Ad(CMDR)→CMAROP(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111111111110010100000000000001012K×8位ROM1片111111111101010100000000000101011K×4位RAM2片111111111111010100000000001101011K×4位RAM2片（2）选出所用芯片类型及数量对应A000H～A7FFH系统程序区，选用一片2K×8位ROM芯片；（1分）对应A800H～AFFFH用户程序区，选用4片1K×4位RAM芯片。（1分）（3）CPU与存储芯片的连接图如图所示（6分）G12BGCBA2AGRAM4Y5Y&1K×4位RAMRAM1K×4位1K×4位&1ROM2K×8位RAM1K×4位A15A14A9A0A10A13D3D0WRD4D7MREQA12A11CPU