2022年计算机组成原理期末考试试题及答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 运算机组成原理试题一、挑选题（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 _C_；A立刻数和栈顶；B暂存器；C栈顶和次栈顶；D累加器；2_C_可区分储备单元中存放的是指令仍是数据；A储备器；B运算器；C掌握器；D用户；3所谓三总线结构的运算机是指 _B_；A地址线、数据线和掌握线三组传输线；BI/O 总线、主存总统和 DMA 总线三组传输线；CI/O 总线、主存总线和系统总线三组传输线；D设备总线、主存总线和掌握总线三组传输线；_B_；4某运算机字长是 32 位,它的储备容量是 256KB ,按字编

2、址,它的寻址范畴是 A128K；B64K ；C64KB ；D128KB ；5主机与设备传送数据时,采纳 A程序查询方式；B中断方式；CDMA 方式；D通道；_A_ ,主机与设备是串行工作的；6在整数定点机中,下述第 _B_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畴相同；D三种机器数均不行表示- 1；7变址寻址方式中,操作数的有效地址是 _C_；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 _C_；A外设提出中断；B由硬

3、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名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - D以上都不对；9一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储备周期；EPROM 中的掌握器是 _A_掌握器；10将微程序储备在 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 _D_；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,以下方

4、案中第 _B_ 种最好；1 位）；A阶码取 4 位（含阶符 1 位）,尾数取 12 位（含数符 B阶码取 5 位（含阶符 1 位）,尾数取 11 位（含数符 1 位）；1 位）；C阶码取 8 位（含阶符 1 位）,尾数取 8 位（含数符 D阶码取 6 位（含阶符 1 位）,尾数取 12 位（含数符 1 位）；13DMA 方式 _B_；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 恳求中断处理数据传送；D内无中断机制；14在中断周期中,由_D_将答应中断触发器置“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

5、 中,连接在总线上的多个部件_B_；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；16三种集中式总线掌握中,A链式查询；B计数器定时查询；C独立恳求；D以上都不对；_A_ 方式对电路故障最敏锐；17一个 16K 8 位的储备器,其地址线和数据线的总和是 _D_；A48；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - -

6、- - B46；C17；D2218在间址周期中,_C_；A全部指令的间址操作都是相同的；B凡是储备器间接寻址的指令,它们的操作都是相同的；C对于储备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 _B_是正确的；AEPROM 是可改写的,因而也是随机储备器的一种；BEPROM 是可改写的,但它不能用作为随机储备器用；CEPROM 只能改写一次,故不能作为随机储备器用；DEPROM 是可改写的,但它能用作为随机储备器用；20打印机的分类方法许多,如按能否打印汉字来区分,可分为 _C_；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

7、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）,就 32 位二进制23补码浮点规格化数对应的十进制真值范畴是：最大正数为 2 1271- 2 ,最小 正 数 为 2 129, 最 大 负 数 为 2 128- 2 1- 2 23 , 最 小 负 数 为- 2 127；2指令寻址的基本方式有两种,一种是 次序 寻址方式, 其指令地址由 程序计数器 给出,另一种是 跳动 寻址方式,其指令地址由 指令本身 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 T1 =

8、 60nsT2 = 50nsT3 = 90nsT4 = 80ns；就加法器流水线的时钟周期至少为 90ns ；假如采纳同样的规律电路,但不是流水线方式,就浮点加法所需的时间为 280ns ；4一个浮点数,当其尾数右移时,欲使其值不变,阶码必需 增加；尾数右移 1 位,阶码 加 1 ；5储备器由m（m1,2, 4,8 ）个模块组成,每个模块有自己的地址和m数据寄存器,如储备器采纳模 m编址,储备器带宽可增加到原先的倍；6按序写出多重中断的中断服务程序包括爱护现场、开中断、设备服务|；复原现场和中断返回几部分；D- 2127 1A A 21271- 223 B2129 C2128- 21- 223

9、 三、名词说明 共 10 分,每题 2 分 1微操作命令和微操作名师归纳总结 答：微操作命令是掌握完成微操作的命令；微操作是由微操作命令掌握实现的最基本操作；第 3 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2快速缓冲储备器答：快速缓冲储备器是为了提高访存速度,在 CPU 和主存之间增设的高速储备器,它对用户是透亮的；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拜访主存的目的,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

10、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、运算题（ 5 分）设机器数字长为8 位（含 1 位符号位）,设 A9 ,B6413 ,运算 A 32B补,并仍原成真值；运算题答： 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异步通信与同步通信的主要区分是什么,说明通信双方如何联络；（4 分）同步通信和异步通信的主要区分是前者有公共时钟,总线上的全部设备按统一的时序,统一的传输周期进行信息传输,通

11、信双方按商定好的时序联络；后者没有公共时钟,没有固定的传输周期, 采纳应答方式通信,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洁的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系；其中全互锁通信牢靠性最高；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）答：外围设备要通过接口与 CPU 相连的缘由主要有：（1）一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号（地址）备的挑选；,通过接口可实现对设（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

12、串行传送数据,而 式转换；（4）I/O 设备的入 / 出电平可能与CPU 一般并行传送,通过接口可实现数据串并格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,要向外设发各种掌握信号,通过接口可传送掌握命令；名师归纳总结 （6）I/O 设备需将其工作状况 （“ 忙” 、“ 就绪” 、“ 错误” 、“ 中断恳求”等）准时报告CPU,第 4 页,共 12 页通过接口可监视设备的工作状态,并储存状态信息,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- - - - - - -精选学习资料 - - - - -

13、- - - - 送数据的功能（包括缓冲、数据格式及电平的转换）；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 是写掌握标志,R 是读控制标志, R1 和 R2 是暂存器；（8 分）W微操作命令形成部件CPUR储备器MARIRPC内部总线 BusMDRACCR1ALUR2（1）假设要求在取指周期由ALU 完成 PC + 1PC 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支配；答：由于 PC +1PC 需由 ALU 完成,因此 PC 的值可作为 ALU 的一个源操作数,靠掌握 ALU 做 1

14、运算得到 PC + 1,结果送至与 ALU 输出端相连的 R2,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支配如下：T0 PC MAR ,1RT1 MMAR MDR,PC+ 1R 2T2 MDR IR ,OPIR 微操作命令形成部件T3 R2 PC（2）写出指令 ADD # （#为立刻寻址特点,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支配；答：立刻寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍支配如下：T0 AdIR R1；立刻数 R 1T1 R 1+ ACC R 2 ；ACC 通过总线送 ALU T2 R2 ACC；结果 ACC 2DMA

15、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）名师归纳总结 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、第 5 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 中断机构和DMA 掌握规律等组成；在数据交换过程中,DMA 接口的功能有： （1）向 CPU提出总线恳求信号； （2）当 CPU 发出总线响应信号后,接管对总线的掌握；（3）向储备器发地址信号（并能自动修改地址指针）；（4）向储备器发读 /写等掌握信号,进行数据传送；（5）修改字计数器,并依据

16、传送字数,判定 向 CPU 申请程序中断,报告一组数据传送完毕；DMA 恳求DMA 响应发送主存地址传送一个字修改地址指针和字计数器测试传送 否 是否终止？是DMA 终止七、设计题（ 10 分）DMA 传送是否终止； （6）发 DMA 终止信号,DMA 工作过程流程如下列图；设 CPU 共有 16 根地址线, 8 根数据线,并用MREQ 作访存掌握信号（低电平有效）,用 WR 作读写掌握信号（高电平为读,低电平为写）；现有以下芯片及各种门电路（门电路自定）,如下列图；画出 CPU 与储备器的连接图,要求：（1）储备芯片地址空间安排为：最大 4K 地址空间为系统程序区,相邻的 4K 地址空间为系

17、统程序工作区,最小 16K 地址空间为用户程序区；（2）指出选用的储备芯片类型及数量；（3）具体画出片选规律；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - A mA 0A kA 0CSROMCSRAMG1Y 7G2AY 6G2BPD/ProgrWECBDnD0D nD 0AY 074138译码器ROM: 2K 8位RAM: 1K 4位G1,G2A,G2B为掌握端 2K8位 8K8位 8K8位C, B, A 为变量掌握端 32K8位 16K1位Y7 Y 0为输出端 4K4位（1）主存地址空间安排：6000H 67FFH 为系统程

18、序区；6800H 6BFFH 为用户程序区；答：（1）主存地址空间安排； （2 分）1A 15 1A 11 1A 7 1111A01111111111111100000000000最大 4K 2K 8 位 ROM 2 片11110111111111111111000000000000相邻 4K 4K 4 位 RAM2 片111011111111111111100000000000000000000000000000最小 16K 8K 8 位 RAM2 片000111111111111100100000000000000011111111111111（2）合理选用上述储备芯片,说明各选几片？2）

19、依据主存地址空间安排最大 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（3）具体画出储备芯片的片选规律图；2 片 8K 8 位 RAM 芯片；（1 分）名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - +5VMREQ A 15G1Y7&1&G2AG2BCA 14 A 13BY Y1 0AA 12 A 11 A 10A 0CPU8K 8位8K 8位4K 4位4K 4位

20、2K 8位2K 8位RAMRAMRAMRAMROMROMD 7D 4D 3D0WRA 14G1Y 5&A 15G2AMREQA 13G2BY 4CA 12BA 11AA 10A 9A 0A 10A 0A 91K 4 位A 0A 9A02K 8 位1K 4 位D 7D 7ROMD7RAMD 4D 3RAMD0D 0D 4D 3D 0WR答案：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、挑选题（共 20 分,每题 1 分）1C 2C 3B 4B 5A 6B 7C 8C 9C 10A 11D 12B 13B 14D 15 B

21、16 A 17D 18C 19B 20C 二、填空（共 20 分,每空 1 分）1A A 2 1271- 223 B2129 C2128- 21- 223 D- 2 127 2A 次序 B程序计数器 C跳动 D 指令本身3A 90ns B280ns 4A A 增加 B加 1 5A 地址 B数据 C模 m D m 6A 爱护现场 B开中断 C设备服务 D复原现场三、名词说明 共 10 分,每题 2 分 1微操作命令和微操作答：微操作命令是掌握完成微操作的命令；微操作是由微操作命令掌握实现的最基本操作；2快速缓冲储备器答：快速缓冲储备器是为了提高访存速度,在CPU 和主存之间增设的高速储备器,它对

22、用户是透亮的； 只要将 CPU 最近期需用的信息从主存调入缓存,这样 CPU 每次只须拜访快速缓存就可达到拜访主存的目的,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）运算题 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

23、异步通信的主要区分是前者有公共时钟,总线上的全部设备按统一的时序,统一的传输周期进行信息传输,通信双方按商定好的时序联络；后者没有公共时钟,没有固定的传输周期, 采纳应答方式通信,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洁的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系；其中全互锁通信牢靠性最高；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 相连的缘由主要有：（1）一台机器通常配有多台外设,它们各自有其设备号（地址）备的挑选；,通过接口可实现对设（2）I/O 设备种类繁多,速度不一,与 CPU 速

24、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 式转换；CPU 一般并行传送,通过接口可实现数据串并格名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - （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,要向外设发各种掌握信号,通过接口可传送掌握命令；（6）I/O 设备需将其工作状况 （“ 忙” 、“ 就绪” 、“ 错误” 、“ 中断恳求”等）准时报告 CPU,通过接口可监视设备的工作状态,并储存状态信息,

25、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）依据 IR 和 MDR 均为 16 位,且采纳单字长指令,得出指令字长 16 位；依据 105种操作,取操作码 7 位；因答应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 位寻址特点,能反映四种寻址方式；最终得指令格式为：其中OP 操作码,可完成7 2 7 OP M AD 105 种操作；M 寻址特点,可反映四种寻址方式；AD 形式地址；27 = 128,一次间址的寻址范畴是216 = 65536；这种格式指令可直

26、接寻址（2）双字长指令格式如下：7 2 7 OP M AD 1AD 2其中 OP、M 的含义同上；AD 1 AD2为 23 位形式地址；这种格式指令可直接寻址的范畴为 2 23 = 8M ；（3）容量为 8MB 的储备器, MDR 为 16 位,即对应4M 16 位的储备器；可采纳双字长指令,直接拜访 4M 储备空间,此时 MAR 取 22 位；也可采纳单字长指令,但 RX 和 RB取 22 位,用变址或基址寻址拜访 4M 储备空间；六、 （共 15 分）问答题1（ 8 分）答：（1）由于 PC + 1PC 需由 ALU 完成,因此 PC 的值可作为 ALU 的一个源操作数,靠掌握 ALU 做

27、 1 运算得到 PC + 1,结果送至与 ALU 输出端相连的 R2,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支配如下：T0 PC MAR ,1RT1 MMAR MDR,PC+ 1R 2T2 MDR IR ,OPIR 微操作命令形成部件T3 R2 PC（2）立刻寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍支配如下：名师归纳总结 T0AdIR R1；立刻数 R 1ALU 第 10 页,共 12 页T1R 1+ ACC R 2 ；ACC 通过总线送T2R2 ACC；结果 ACC - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2（7

28、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 掌握规律等组成；在数据交换过程中,DMA 接口的功能有：（1）向 CPU 提出总线恳求信号； （2）当 CPU 发出总线响应信号后,接管对总线的掌握；（3）向储备器发地址信号（并能自动修改地址指针）；（ 4）向储备器发读 /写等掌握信号,进行数据传送； （ 5）修改字计数器,并依据传送字数,判定 DMA 传送是否终止； （6）发DMA 终止信号,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；DMA 恳求DMA 响应发送主存地址传送一个字修改地址指针和字计数器

29、测试传送 否是否终止？是DMA 终止七、设计题（共 10 分）答：（1）主存地址空间安排； （2 分）1A 15 1A 11 1A 7 1111A01111111111111100000000000最大 4K 2K 8 位 ROM 2 片11110111111111111111000000000000相邻 4K 4K 4 位 RAM2 片111011111111111111100000000000000000000000000000最小 16K 8K 8 位 RAM2 片（2）依据000111111111111100100000000000000011111111111111主存地址空间安排最

30、大 4K 地址空间为系统程序区,选用2 片 2K 8 位 ROM 芯片；（1 分）名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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）储备芯片的片选规律图（5 分）+5VMREQ A 15G1Y7&1&G2AG2BCA 14 A 13BY1AY0A 12A 11A 10A 0CPU8K 8位8K 8位4K 4位4K 4位2K 8位2K 8位RAMRAMRAMRAMROMROMD 7D 4D 3D0WRA 14G1Y 5&A 15G2AMREQA 13G2BY 4CA 12BA 11AA 10A 9A 0A 10A 0A 91K 4 位A 0A9A02K 8 位1K 4 位D 7D7ROMD 7RAMD 4D 3RAMD0D0D 4D 3D 0WR名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页