計算機組成原理試題及答案

導語：計算機組成原理主要是學習計算機的基本組成原理和內部工作機制，下面是小編收集整理的計算機組成原理試題及答案，歡迎參考！

一、選擇題(共20分，每題1分)

1.零地址運算指令在指令格式中不給出操作數地址，它的操作數來自______。 A.立即數和棧頂; B.暫存器; C.棧頂和次棧頂; D.累加器。

2.______可區分存儲單元中存放的是指令還是數據。

A.存儲器; B.運算器; C.控制器; D.用户。

3.所謂三總線結構的計算機是指______。

A.地址線、數據線和控制線三組傳輸線。 B.I/O總線、主存總統和DMA總線三組傳輸線; C.I/O總線、主存總線和系統總線三組傳輸線;D.設備總線、主存總線和控制總線三組傳輸線.。

4.某計算機字長是32位，它的存儲容量是256KB，按字編址，它的尋址範圍是______。

A.128K; B.64K; C.64KB; D.128KB。

5.主機與設備傳送數據時，採用______，主機與設備是串行工作的。

A.程序查詢方式; B.中斷方式; 方式;D.通道。

6.在整數定點機中，下述第______種説法是正確的。

A.原碼和反碼不能表示 -1，補碼可以表示 -1; B.三種機器數均可表示 ;

C.三種機器數均可表示 -1，且三種機器數的表示範圍相同; D.三種機器數均不可表示 。

7.變址尋址方式中，操作數的有效地址是______。 A.基址寄存器內容加上形式地址(位移量); B.程序計數器內容加上形式地址; C.變址寄存器內容加上形式地址; D.以上都不對。

8.向量中斷是______。

A.外設提出中斷;

B.由硬件形成中斷服務程序入口地址;

C.由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中斷服務程序入口地址

D.以上都不對。

9.一個節拍信號的寬度是指______。

A.指令週期; B.機器週期; C.時鐘週期; D.存儲週期。

10.將微程序存儲在EPROM中的控制器是______控制器。

A.靜態微程序; B.毫微程序; C.動態微程序; D.微程序。

11.隱指令是指______。

A.操作數隱含在操作碼中的指令;

B.在一個機器週期裏完成全部操作的指令;

C.指令系統中已有的指令;

D.指令系統中沒有的指令。

12.當用一個16位的二進制數表示浮點數時，下列方案中第_____種最好。

A.階碼取4位(含階符1位)，尾數取12位(含數符1位);

B.階碼取5位(含階符1位)，尾數取11位(含數符1 位);

C.階碼取8位(含階符1位)，尾數取8位(含數符1位);

D.階碼取6位(含階符1位)，尾數取12位(含數符1位)。

方式______。

A.既然能用於高速外圍設備的信息傳送，也就能代替中斷方式;

B.不能取代中斷方式;

C.也能向CPU請求中斷處理數據傳送;

D.內無中斷機制。

14.在中斷週期中，由______將允許中斷觸發器置“0”。

A.關中斷指令; B.機器指令; C.開中斷指令; D.中斷隱指令。

15.在單總線結構的CPU中，連接在總線上的多個部件______。

A.某一時刻只有一個可以向總線發送數據，並且只有一個可以從總線接收數據; B.某一時刻只有一個可以向總線發送數據，但可以有多個同時從總線接收數據; C.可以有多個同時向總線發送數據，並且可以有多個同時從總線接收數據; D.可以有多個同時向總線發送數據，但可以有一個同時從總線接收數據。

16.三種集中式總線控制中，______方式對電路故障最敏感。

A.鏈式查詢; B.計數器定時查詢; C.獨立請求;

D.以上都不對。

17.一個16K×8位的存儲器，其地址線和數據線的總和是______。

A.48; B.46; C.17; D.22.

18.在間址週期中，______。

A.所有指令的間址操作都是相同的;

B.凡是存儲器間接尋址的指令，它們的操作都是相同的;

C.對於存儲器間接尋址或寄存器間接尋址的指令，它們的操作是不同的;

D.以上都不對。

19.下述説法中______是正確的。

M是可改寫的，因而也是隨機存儲器的一種; M是可改寫的，但它不能用作為隨機存儲器用; M只能改寫一次，故不能作為隨機存儲器用; M是可改寫的，但它能用作為隨機存儲器用。

20.打印機的分類方法很多，若按能否打印漢字來區分，可分為______。

A.並行式打印機和串行式打印機; B.擊打式打印機和非擊打式打印機; C.點陣式打印機和活字式打印機;D.激光打印機和噴墨打印機。

二、填空(共20分，每空1分)

1.設浮點數階碼為8位(含1位階符)，尾數為24位(含1位數符)，則32位二進制補碼浮點規格化數對應的十進制真值範圍是：最大正數為 A ，最小正數為 ，最大負數為

2.指令尋址的基本方式有兩種，一種是尋址方式，其指令地址由出，另一種是 C 尋址方式，其指令地址由 D 給出。

3.在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中，假設四個過程段的時間分別是T1 = 60ns﹑T2 = 50ns﹑T3 = 90ns﹑T4 = 80ns。則加法器流水線的時鐘週期至少為。如果採用同樣的邏輯電路，但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為 B 。

4.一個浮點數，當其尾數右移時，欲使其值不變，階碼必須1位，階碼。

5.存儲器由m(m=1，2，4，8?)個模塊組成，每個模塊有自己的 寄存器，若存儲器採用編址，存儲器帶寬可增加到原來的 D 倍。

6.按序寫出多重中斷的中斷服務程序包括

三、名詞解釋(共10分，每題2分)

1.微操作命令和微操作

2.快速緩衝存儲器

3.基址尋址

4.流水線中的多發技術

5.指令字長

四、計算題(5分)

設機器數字長為8位(含1位符號位)，設A=139，B=?，計算[A?B]補，並還原成6432真值。

五、簡答題(共20分)

1.異步通信與同步通信的主要區別是什麼，説明通信雙方如何聯絡。(4分)

2.為什麼外圍設備要通過接口與CPU相連?接口有哪些功能?(6分)

六、問答題(共15分)

1.設CPU中各部件及其相互連接關係如下圖所示。圖中W是寫控制標誌，R是讀控制標誌，R1和R2是暫存器。(8分)

(1)假設要求在取指週期由ALU完成 (PC) + 1→PC的操作(即ALU可以對它的一個源操作數完成加1的運算)。要求以最少的節拍寫出取指週期全部微操作命令及節拍安排。

(2)寫出指令ADD # α(#為立即尋址特徵，隱含的操作數在ACC中)在執行階段所需的微操作命令及節拍安排。

接口主要由哪些部件組成?在數據交換過程中它應完成哪些功能?畫出DMA工作過程的流程圖(不包括預處理和後處理) 七、設計題(10分)

設CPU共有16根地址線，8根數據線，並用MREQ作訪存控制信號(低電平有效)，用WR作讀寫控制信號(高電平為讀，低電平為寫)。現有下列芯片及各種門電路(門電路自定)，如圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：

(1)存儲芯片地址空間分配為：最大4K地址空間為系統程序區，相鄰的4K地址空間為系統程序工作區，最小16K地址空間為用户程序區;

(2)指出選用的存儲芯片類型及數量;

(3)詳細畫出片選邏輯。

DnD0DnD0

74138譯碼器G1，G G 2A，2B為控制端C, B, A為變量控制端 ?? YY0為輸出端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)主存地址空間分配：

6000H～67FFH為系統程序區; 6800H～6BFFH為用户程序區。

(2)合理選用上述存儲芯片，説明各選幾片? (3)詳細畫出存儲芯片的片選邏輯圖。

答案：

一、選擇題(共20分，每題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. 順序 B.程序計數器 C.跳躍 D. 指令本身 3.A.90ns B.280ns 4.A.A.增加 B.加1 5.A.地址 B.數據 C.模m D.m 6.A.保護現場 B.開中斷 C.設備服務 D.恢復現場

三、名詞解釋(共10分，每題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實現的最基本操作。

2.快速緩衝存儲器

答：快速緩衝存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設的高速存儲器，它對用户是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調入緩存，這樣CPU每次只須訪問快速緩存就可達到訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。

3.基址尋址

答：基址尋址有效地址等於形式地址加上基址寄存器的內容。

4.流水線中的多發技術

答：為了提高流水線的性能，設法在一個時鐘週期(機器主頻的倒數)內產生更多條指令的`結果，這就是流水線中的多發技術。

5.指令字長

答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數。

四、(共5分)

計算題 答：[A+B]補=1.1011110， A+B =(-17/64)

[A-B]補=1.1000110， A-B =(35/64)

五、簡答題(共20分)

1.(4分)答：

同步通信和異步通信的主要區別是前者有公共時鐘，總線上的所有設備按統一的時序，統一的傳輸週期進行信息傳輸，通信雙方按約定好的時序聯絡。後者沒有公共時鐘，沒有固定的傳輸週期，採用應答方式通信，具體的聯絡方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方沒有相互制約關係;半互鎖方式通信雙方有簡單的制約關係;全互鎖方式通信雙方有完全的制約關係。其中全互鎖通信可靠性最高。

2.(6分，每寫出一種給1分，最多6分)

答：外圍設備要通過接口與CPU相連的原因主要有：

(1)一台機器通常配有多台外設，它們各自有其設備號(地址)，通過接口可實現對設備的選擇。

(2)I/O設備種類繁多，速度不一，與 CPU速度相差可能很大，通過接口可實現數據緩衝，達到速度匹配。

(3)I/O設備可能串行傳送數據，而CPU一般並行傳送，通過接口可實現數據串並格式轉換。

(4)I/O設備的入/出電平可能與CPU的入/出電平不同，通過接口可實現電平轉換。

(5)CPU啟動I/O設備工作，要向外設發各種控制信號，通過接口可傳送控制命令。

(6)I/O設備需將其工作狀況(“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷請求”等)及時報告CPU，通過接口可監視設備的工作狀態，並保存狀態信息，供CPU查詢。

可見歸納起來，接口應具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設備狀態的功能以及傳送數據的功能(包括緩衝、數據格式及電平的轉換)。

4.(5分)答：

(1)根據IR和MDR均為16位，且採用單字長指令，得出指令字長16位。根據105種操作，取操作碼7位。因允許直接尋址和間接尋址，且有變址寄存器和基址寄存器，因此取2位尋址特徵，能反映四種尋址方式。最後得指令格式為：

7 2 7

其中 OP 操作碼，可完成105種操作;

M 尋址特徵，可反映四種尋址方式; AD形式地址。

這種格式指令可直接尋址27 = 128，一次間址的尋址範圍是216 = 65536。

(2)雙字長指令格式如下：

7 2 7

其中 OP、M的含義同上;

AD1∥AD2為23位形式地址。

這種格式指令可直接尋址的範圍為223 = 8M。

(3)容量為8MB的存儲器，MDR為16位，即對應4M×16位的存儲器。可採用雙字長指令，直接訪問4M存儲空間，此時MAR取22位;也可採用單字長指令，但RX和RB取22位，用變址或基址尋址訪問4M存儲空間。

六、 (共15分)問答題

1.(8分)答：

(1)由於 (PC) + 1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個源操作數，靠控制ALU做+1運算得到 (PC) + 1，結果送至與ALU輸出端相連的R2，然後再送至PC。

此題的關鍵是要考慮總線衝突的問題，故取指週期的微操作命令及節拍安排如下：

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)立即尋址的加法指令執行週期的微操作命令及節拍安排如下：

T0 Ad(IR)→R1 ;立即數→R1

T1 (R1) + (ACC)→R2 ;ACC通過總線送ALU T2 R2→ACC ;結果→ACC

2.(7分)答：DMA接口主要由數據緩衝寄存器、主存地址計數器、字計數器、設備地址寄存器、中斷機構和DMA控制邏輯等組成。在數據交換過程中，DMA接口的功能有：(1)向CPU提出總線請求信號;(2)當CPU發出總線響應信號後，接管對總線的控制;(3)向存儲器發地址信號(並能自動修改地址指針);(4)向存儲器發讀/寫等控制信號，進行數據傳送;(5)修改字計數器，並根據傳送字數，判斷DMA傳送是否結束;(6)發DMA結束信號，向CPU申請程序中斷，報告一組數據傳送完畢。DMA工作過程流程如圖所示。