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计算机组成原理试题
一、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在题干前面的括号内。）
1.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。
A、立即寻址
B、变址寻址
C、间接寻址
D、寄存器寻址
2.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C ）。
A．64K B．32KB C．32K D．16KB
3.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是（C ）。
A. 21
B. 17
C. 19
D.20
4.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是( C )。
A.实现存储程序和程序控制
B.可以直接访问外存
C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性
D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
5.寄存器间接寻址方式中，操作数处在( B )。
A.通用寄存器
B.贮存单元
C.程序计数器
D.堆栈
6.RISC是( A )的简称。
A.精简指令系统计算机
B.大规模集成电路
C.复杂指令计算机
D.超大规模集成电路
7．CPU响应中断的时间是_ C _____。
A．中断源提出请求；B．取指周期结束；C．执行周期结束；D．间址周期结束。
8．常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。
A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。
9．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作__A____。
A．停止CPU访问主存；B．周期挪用；C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。
10．浮点数的表示范围和精度取决于__C____ 。
A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数；
C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。
11．中断向量可提供___C___。
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。12．加法器采用先行进位的目的是____C__ 。
A．优化加法器的结构；B．节省器材；C．加速传递进位信号；D．增强加法器结构。
13．在独立请求方式下，若有N个设备，则____B__。
A．有一个总线请求信号和一个总线响应信号；B．有N个总线请求信号和N个总线响应信号；
C．有一个总线请求信号和N个总线响应信号；D．有N个总线请求信号和一个总线响应信号。
14．主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是___A___。
A．解决CPU和主存之间的速度匹配问题；B．扩大主存容量；
C．既扩大主存容量，又提高了存取速度；D．扩大辅存容量。
15．在计数器定时查询方式下，若计数从0开始，则__A____。
A．设备号小的优先级高；B．每个设备使用总线的机会相等；
C．设备号大的优先级高。
16．Cache的地址映象中，若主存中的任一块均可映射到Cache
内的任一块的位置上，称作 B 。
A．直接映象；B．全相联映象；C．组相联映象。17．直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送入A______。
A．PC；B．地址寄存器；C．累加器；D．ACC。
18．响应中断请求的条件是__B____。
A．外设提出中断；B．外设工作完成和系统允许时；
C．外设工作完成和中断标记触发器为“1”时。
D．CPU提出中断。
19．主机与设备传送数据时，采用_A_____，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。20．一个节拍信号的宽度是指__C____。
A．指令周期；B．机器周期；C．时钟周期；D．存储周期。
二、填空题（共20分，每空1分）
1．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是
停止CPU访问主、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。
2．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2127(1-2－23)，最小正数为2－129，最大负数为2－128(-2－1-2－23)，最小负数为-2127。
3、虚拟存储器中常用的存储管理方式有____页式虚拟存储_____，_段式虚拟存储_________，_段页式虚拟存储_________。
4．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90ns 。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
280ns 。
5. 系统总线按传输信息的不同分为地址总线、__数据 ____、___控制______三大类。
6. 半导体SRAM靠__触发器_存储信息，半导体DRAM靠_电容___存储信息。
7. 动态RAM的刷新方式通常有_______、________、_______集中分散异步三种。
8. CPU能直接访问cache______ 和主存______ ，但不能直接访问磁盘和光盘。
二、判断题（判断下列各题的正误。对的打“√”，错的打“×”。每题1分，计10分）
1、存储单元是存放一个二进制信息的存贮元。×
2、主程序运行时何时转向为外设服务的中断服务程序是预先安排好的。×
3、时序电路用来产生各种时序信号，以保证整个计算机协调地工作。√
4、引入虚拟存储系统的目的是提高存储速度。×
5、ＤＭＡ方式进行外设与主机交换信息时，不需要向主机发出中断请求。×
6、CPU以外的设备都称外部设备。×
7、奇偶校验可以纠正代码中出现的错误。×
8、用微指令的分段译码法设计微指令时，需将具有相斥性的微命令组合在同一字段内。√
9、CPU访问存储器的时间是由存储器的容量决定的，存储容量与越大，访问存储器所需的时间越长。×
10、一个更高级的中断请求一定可以中断另一个中断处理程序的执行。×
四、名词解释（每题2分，共10分）
1、存储程序的工作方式：将计算机需进行的工作事先编写成程序，存入计算机中，运行程序时计算机自动进行工作。
2、高速缓冲存储器：介于CPU与主存之间，速度较快、容量较小、价格较贵的存储器，引入CACHE的目的是提高存储系统的速度。
3、程序中断的工作方式：在CPU运行主程序时，接受到非预期的中断请求，CPU暂停现行工作转向为中断请求服务，待服务完毕后回到住程序继续执行。
4、系统总线：连接机器内部各大部件的信息公共通道。
5、微程序：用于解释机器指令的若干条微指令的有序集合。
6、（磁盘的）数据传输率：单位时间传送的二进制信息的字节数。
7、DMA方式：单位时间传送的二进制信息的字节数。
8、随机存取方式：一定的硬件和一定的软件组成的有机整体。
五、简答题（每小题5分，共30分）
1、说你认为计算机系统中的硬件和软件在逻辑功能等价吗？为什么?
答：软件与硬件的逻辑功能是等效的，但性能不相同。
2、什么是运算器？它的主要由哪几个功能部件组成？
答：运算器是进行算术逻辑运算的部件。它主要由加法器、通用寄存器、标志寄存器等部件组成。
3、与RAM相比ROM有何特点？
答：ROM掉电后信息不会丢失，但其中的信息只能读不能随便写。
4、与程序中断控制方式相比DMA控制方式有何特点？
答：速度快。响应快、优先级高、处理快、无须现场保护和现场的恢复。但是应用范围没有程序中断控制方式广。
5、微程序控制的基本思想是：把指令执行所需要的所有控制信号存放在控制存储器中，需要时从这个存储器中读取，即把操作控制信号编成微指令，存放在控制存储器中。一条机器指令的功能通常用许多条微指令组成的序列来实现，这个微指令序列称为微程序。微指令在控制存储器中的存储位置称为微地址。
6、同种类的外设部设备接入计算机系统时，应解决哪些主要问题？
答：数据格式、地址译码、控制信息的组织和状态信息的反馈。
7、中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。
答：①地址译码。选取接口中有关寄存器，也就是选择了I/O 设备；
②命令字/状态字寄存器。供CPU输出控制命令，调回接口与设备的状态信息；
③数据缓存。提供数据缓冲，实现速度匹配；
④控制逻辑。如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。
8、加快中央处理器与主存之间传输信息的措施有哪些？
六、综合题
1、设X=26/32，Y=--15/32,采用二进制变形补码计算[X+Y]
=? 并
补
讨论计算结果。
解：设X=26/32，Y=--15/32,采用二进制变形补码计算
=? 并讨论计算结果。
[X+Y]
补
解:X=0.11010 Y= - 0.01111
[X+Y]
=0.010111
补
无溢出
2、Ｘ＝00110011，Ｙ＝10011110，求Ｘ∧Ｙ＝？Ｘ∨Ｙ＝？
解: Ｘ∧Ｙ＝00010010
Ｘ∨Ｙ＝10111111
3、设有一个具有12位地址和4位字长的存储器，问：
（1）该存储器能存储多少字节信息？
（2）如果存储器由1K×1位RAM芯片组成.需要多少片? （3）需要地址多少位作为芯片选择?
（4）试画出该存储器的结构图。
解：
设有一个具有12位地址和4位字长的存储器，
（1）该存储器能存储2K字节信息。
（2）如果存储器由1K×1位RAM芯片组成.需要16片。（3）需要地址2位作为芯片选择。
（4）（图略）
4. 某机字长16位，内存总容量为256KW，其中ROM占地址范围为00000H~OFFFFH，其余地址空间为RAM。请用如下存贮芯片为该机设计一个存储器：
(1) ROM、RAM的容量各为多少？
(2) 该主存的地址线、数据线各为多少根？
(3) 用容量为32K*16的ROM芯片和64K*16的RAM芯片构成
该存储器，需要RAM和ROM芯片各几片？
(4) 画出存储器结构及其与CPU连接的逻辑框图
解：
(1) ROM 64K RAM 192K
(2) 数据线有16根，地址线有18根。
(3) 需ROM 2片，需RAM 3片。
(4) （图略）
5．什么是CPU？CPU主要由哪些寄存器级的部件组成？
CPU 是计算机中进行算术逻辑运算和指挥协调机器各大部件工作的部件。
IR、PSW、GR、ALU、PC等。
（图略）
6．画出单总线CPU内部框图（寄存器级），拟出加法指令ADD R1，（R2）的读取与执行流程。源寻址方式采用寄存器间址方式。
解:
计算机组成原理试题（一）
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-1；
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-1。
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 ，最小正数为
，最大负数为 ，最小负数为 。
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 给出，另一种是 寻址方式，其指令地址由 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T 1 = 60ns ﹑T 2 = 50ns ﹑T 3 = 90ns ﹑T 4 = 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 。
4．一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须 。尾数右移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 和
寄存器，若存储器采用 编址，存储器带宽可增加到原来的 ________倍。
6．按序写出多重中断的中断服务程序包括 、 、 、
和中断返回几部分。
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 ＝649，B ＝32
13-，计算[A ±B ]补，并还原成真值。
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，R
1和R
2
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
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。
74138译码器
D n D 0RAM: 1K×4位 2K×8位 8K×8位 16K×1位 4K×4位
ROM: 2K×8位 8K×8位 32K×8位
A A D n D 0A A 2A G 2
B G 7Y 0Y G 1， ， 为控制端
C, B, A 为变量控制端
…… 为输出端
（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。
计算机组成原理试题答案（一）
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(1-2－23) B．2－129 C．2－128(-2－1-2－23) 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；
AD 1∥AD 2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R X 和R B 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R 2，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：
T 0 PC→MAR，1→R
T 1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R 2
T
2
MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件
T 3R
2
→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：
T 0Ad(IR)→R
1
；立即数→R
1
T 1(R
1
) + (ACC)→R
2
；ACC通过总线送ALU
T 2R
2
→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。
七、设计题（共10分）
答：
（1）主存地址空间分配。（2分）
A 15 … A 11 … A 7 … … A 0
??
?????0000000000001111111111111110111100000000000111111111111111111111最大4K 2K ×8位ROM 2
片
???00000000000001111111111111110111相邻4K 4K ×4位RAM 2
片
??
?????1111111111111100000000000000010011111111111110000000000000000000最小16K 8K ×8位RAM 2
片（2）根据主存地址空间分配
最大4K 地址空间为系统程序区，选用2片2K ×8位ROM 芯片；（1分）
相邻的4K 地址空间为系统程序工作区，选用2片4K ×4位RAM 芯片；（1分）
最小16K 地址空间为用户程序区，选用2片8K ×8位RAM 芯片。（1分）
（3）存储芯片的片选逻辑图（5分）