2022年2022年计算机组成与系统结构试卷集合 .pdf
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1、一、选择题1、运算器的主要功能是进行。逻辑运算与算术运算2、存储器是计算机系统的记忆设备,它主要用来。存放数据和程序3、立即数寻址方式中,操作数在中。指令4、直接寻址方式中,操作数在中。内存单元5、寄存器寻址方式中,操作数在中。寄存器6、寄存器间接寻址方式中,操作数在中。主存单元7、程序计数器用于存储。指令地址8、RISC 的含义是。精简指令集计算机9、CISC 的含义是。复杂指令集计算机10、 VLSI 的含义是。超大规模集成电路11、 DRAM 的含义是。动态随机访问存储器12、 SIMD的含义是。单指令流多数据流13、 SISD的含义是。单指令流单数据流14、 MIMD的含义是。多指令流
2、多数据流15、假定下列字符码中有奇偶校验位,但没有数据错误,采用偶校验的字符码是。11001001 16、某 SRAM 芯片,存储容量为1M 32 位,该芯片的地址线和数据线数目为。20, 32 17、在主存储器和CPU之间增加 cache 的目的是。解决 CPU和主存储之间的速度匹配问题18、程序控制类指令的功能是。改变程序执行顺序19、中断向量是。中断服务程序入口地址的地址20、 8 位二进制补码表示的整数数据范围是。-128 127 21、已知 X为整数,且 X补 = 10011011 ,则 X的十进制数值是_ _ 。-101 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
3、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 9 页 - - - - - - - - - 22、某 SRAM 芯片,存储容量为64K16 位,该芯片的地址线和数据线数目为_ _ 。16, 16 23、变址寻址方式中,操作数的有效地址等于_ _ 。变址寄存器内容加上形式地址(位移量)24、十进制数36.875 转换成二进制数是。100100.111 25、十进制数59 转换成八进制数是。73Q 26、与十进制数58.75 等值的十六进制数是。3A.CH 27、十进制负数 -61 的八位二进制原码是10111101 28、十进制负数
4、 -38 的八位二进制补码是。11011010 29、有一个八位二进制数补码是11111101,其对应的十进制数是。-3 30、补码 01010101 表示的真值为。85 31、 1KB等于个字节。128 32、已知 X为整数,且 X补 = 10011011 ,则 X的十进制数值是_ _ 。-101 33、直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度,由快至慢的排序为。立即、直接、间接34、 CPU指的是。运算器和控制器35、补码 10000000 表示的真值为。128 36、 BCD码 0111 1001 0011表示的十进制数为793 37、已知 X补=00010100B,则 -2X补= 。
5、11011000 二、填空题1、控制器是计算机中控制指令执行的部件,向计算机各功能部件提供每一时刻协同运行所需要的控制信号。2、指令中应该包括下列信息:操作码、源操作数地址、目的操作数地址、下一条指令地址。3、通常可以将计算机系统的结构划分为7 个层次:应用层、高级语言层、汇编语言层、操作系统层、指令系统层、微体系结构层、数字逻辑层。4、常用的存储器扩展方法有:位扩展、子扩展、存储器位 /字扩展。5、广泛使用的SRAM 和DRAM 都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快,但集成度不如后者高。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
6、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 9 页 - - - - - - - - - 6、CPU性能公式是:程序执行时间T=I IPC 每个周期的时间长度TPC 。7、浮点数加减法运算的步骤如下:(1)对阶(2)尾数加减(3) 规格化 (4) 舍入(5)判溢出。8、用于访问堆栈的指令只有压入和弹出两种,它们实际上是一种特殊的数据传送指令。9、数据校验码是一种具有发现某些错误或自动改错能力的数据编码。它的实现原理是加进一些冗余码,使合法数据编码出现某些错误时,就成为非法编码。这样,就可以通过检测编码的合法性来达到发现错误的目的。10、一台计算机支持(或称使用)的全
7、部指令构成的集合称为该计算机的指令系统。11计算机的硬件包括控制器,存储器,运算器,输入设备 , 输出设备。12、数的真值变成机器码可采用原码表示法、补码表示法、 反码表示法、 移码表示法。13、按 IEEE754 标准,一个浮点数由符号位,阶码 E ,尾数 m 三部分组成。其中阶码E的值等于指数的大小加上一个固定的偏移量。14、广泛使用的 SRAM 和 DRAM 都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快,但集成度不如后者高。15、对存储器的要求是速度快,容量大,成本低。为了解决这三方面的矛盾,计算机采用多级存储体系结构。16、主存与cache 的地址映射有直接映射、 全相连映射、组相联三
8、种方式。其中组相联方式适度地兼顾了前二者的优点,又尽量避免其缺点,从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想。17、一个较完善的指令系统应包含数据传送类指令,算数运算类指令, 逻辑运算类指令,转移类指令, I/O 类指令,字符串类指令,系统控制类指令。18、指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的格式和功能不仅影响到机器的硬件结构,而且也影响到系统软件。19、指令操作码字段表征指令的所要完成的操作,而地址码字段指示该指令的操作对象。20、按照 Michael Flynn 对计算机系统结构的分类方法,计算机系统结构可以分为单指令流单数据流 、 单指令流多数据流、 多指令流单数据流、多指令流多数据
9、流四种类型。21、通常用高级语言编写的程序首先由编译器或解释器翻译成汇编语言,然后由汇编器翻译成机器语言,再由连接器连接构成目标代码,最后才能在计算机硬件上执行。22、计算机系统的两个主要评价指标是性能和价格,通常用性价比来衡量一个计算机系统的优劣。23、输入设备是向计算机中送入程序和数据的具有一定独立功能的设备,通过接口和总线与计算机主机连通,用于人机交互联系,如计算机键盘和鼠标等。24、流水线中的相关可以分为三种类型:结构相关、数据相关、控制相关 ( 或转移相关 )。25、Cache 存储单元由标志字段、数据字段、有效位字段构成。26、指令系统应该满足下述要求:完备性、高效性、规整性、兼容
10、性。27、所谓硬布线控制是指控制信号由硬件逻辑电路实时产生;所谓微程序控制是指控制信号事先已经保存在控制存储器中,使用时由控制存储器读出。28、运算器是计算机中进行数据加工的部件,其主要功能包括:执行算数运算和逻辑运算,暂时存放参加运算的数据和中间结果。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 9 页 - - - - - - - - - 29、8 位原码、 反码的表数范围是 -127127 ,8 位补码的表数范围是 -128127 。30、消除流水线中数据相关的常用
11、方法有: 插入 NOP指令、暂停流水线 、内部数据前推法等。31、十进制数20 转换为二进制数是 10100 ,转换为十六进制数是 14 。32、奇偶校验码的原理是在 k 位数据码之外增加 1 位校验位,使 K+1 位码字中取值为 1 的位数总保持为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)。33、计算机是一种信息处理系统,它能够接收信息,根据事先编好的程序,对信息进行处理,并给出处理结果。34、由 cache 、主存、辅存等所组成的多级存储器系统,是计算机中用于存储程序和数据的部件。35、当运算结果超出机器数所能表示的范围时,称为溢出。36、存取周期指连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间。37
12、、一条指令实际上包括两种信息,即操作码和地址码。38、算术移位和逻辑移位的主要差别在于右移时,填入最高位的数据不同。算数右移保持最高位(符号位)不变,而逻辑右移最高位补零。39、 字符串处理指令是一种非数值处理指俤,一般包括字符串传送、 字符串比较、字符串查询、字符串转换等指令。40、堆栈是由若干个连续存储单元组成的先进后出的存储区。41、计算机中的流水线技术是把一个重复的过程分解为若干个子过程,每个子过程与其他子过程并行进行。42、计算机系统由多级层次组成,从哪一层开始设计就构成了“由下往上”、由上往下和有中间开始三种设计方法。43、按地址码个数划分可将指令分为零地址指令、一地址指令、二地址
13、指令、多地址指令四种类型。44、半导体存储器可以分为随机存储器RAM 和只读存储器ROM 两大类。45、通常可以从两个方面来提高处理机内部的并行性,一个是所谓的空间并行性, 即在一个处理机内设置多个独立的操作部件,并且使这些部件并行工作;另一个是所谓的时间并行性,就是采用流水线技术。46、输入设备是向计算机中送入程序和数据的具有一定独立功能的设备,通过接口和总线与计算机主机连通,用于人机交互联系,如计算机键盘和鼠标等。47、电路输出为高阻态时,相当于与所连接的电路断开,便于实现从多个数据输入中选择其一。48、cpu 是计算机中进行数据加工的部件,其主要功能包括:执行算数运算和逻辑运算,暂时存放
14、参加运算的数据和中间结果。49、字节是计算机硬件能够直接实现并提供给用户编程使用的最小功能单位。50、循环移位按是否与符号位一起循环,分为小循环和大循环两种。三、解释下列概念1、硬布线控制:控制信号由硬件逻辑电路产生。2、微程序控制:控制信号由控制存储器读出。3、流水线中的数据相关:是指在同时重叠执行的几条指令中,一条指令的源操作数是前面指令的执行结果,在读取源操作数时前面指令的执行结果尚未产生( 或写回寄存器 ) 时发生的相关。4、流水线中的控制相关:是指流水线中的转移指令造成的相关,在转移发生之前,若干条转移指令的后续指令已经进入流水线,使程序运行产生错误。名师资料总结 - - -精品资料
15、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 9 页 - - - - - - - - - 5、流水线中的结构相关:是指令在重叠执行的过程中,硬件资源满足不了指令重叠执行的要求,发生硬件资源冲突而产生的相关。6、计算机体系结构:通常是指涉及机器语言或者汇编语言的程序设计人员所见到的计算机系统的属性,更多说的是计算机的外特性,是硬件子系统的概念结构及其功能特性。7、ROM: 可编程序的只读存储器(programmable ROM, 简称 PROM), 一次性写入的存储器,写入后,只能读出其内容,而不能再进
16、行修改。8、寻址方式: 寻址方式 ( 或编址方式 ) 指的是确定本条指令的数据地址及下一条要执行的指令地址的方法。9、虚拟存储器:虚拟存储器是由主存储器和辅助存储器(外存)组成的存储系统,从整体看,其速度接近于主存的速度,其容量则接近于辅存的容量,而每位平均价格也接近于廉价的辅存平均价格。10、寄存器寻址方式:计算机的中央处理器一般设置有一定数量的通用寄存器,用以存放操作数、操作数的地址或中间结果。假如指令地址码部分给出某一通用寄存器地址,而且所需的操作数就在这一寄存器中,则称为寄存器寻址。11、组合逻辑电路:组合逻辑电路的定义:电路的输出只取决于当前的输入,与过去的输入无关。12、时序逻辑电
17、路:电路的输出不仅和当前的输入有关,还与以前的输入有关,甚至与很久以前的输入有关。13、 ULSI:特大规模集成电路。四、简答题(共30分,每小题 10 分)1、冯诺依曼计算机具有哪些基本特点?(1) 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。(2) 采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中,指令和数据一样可以送到运算器运算,即由指令组成的程序是可以修改的。(3) 数据以二进制码表示。(4) 指令由操作码和地址码组成。(5) 指令在存储器中按执行顺序存放,由指令计数器( 即程序计数器PC)指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序递增,但可按运算结果或外界条件而改变
18、。(6) 机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。2、什么叫计算机流水线?它有哪些特点?计算机中的流水线是把一个重复的过程分解为若干个子过程,每个子过程与其他子过程并行进行。由于这种工作方式与工厂中的生产流水线十分相似,因此称为流水线技术。特点:第一,把一个任务(一条指令或一个操作)分解为几个有联系的子任务,每个子任务由一个专门的功能部件来实现。第二,流水线每一个功能段部件后面都要有一个缓冲寄存器,或称为锁存器,其作用是保存本流水段的结果。第三,流水线中各功能段的时间应尽量相等,否则将引起堵塞、断流。要求流水线的时钟周期不能快于最慢的流水段。第四,只有连续不断地提供同
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