2022年2022年计算机组成原理试题及参考答案 .pdf

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1、RISC 的主要特征1. 选用使用频度较高的一些简单指令，复杂指令的功能由简单指令来组合2. 指令长度固定、指令格式种类少、寻址方式少3. 只有 LOAD / STORE 指令访存4. CPU 中有多个通用 寄存器5. 采用流水技术一个时钟周期内完成一条指令6. 采用组合逻辑实现控制器7. 采用优化的 编译程序中断系统需解决的问题1. 各中断源如何向 CPU 提出请求？2. 各中断源同时提出 请求怎么办？3.CPU 什么条件、什么时间、以什么方式响应中断？4. 如何保护现场？5. 如何寻找入口地址？6. 如何恢复现场，如何返回？7. 处理中断的过程中又出现新的中断怎么办？1. 什么是指令周期？

2、什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T 周期，是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。1. 求十进制数 -113 的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用8 位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为7 位）原 码11110001反码10001110补码10001111移码00001111名师资料总结

3、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 2. 下列数中最大的数是_B_。A.（ 10010101）2B.（227）8C.（96）16D.（143 ）10在 CPU中，跟踪后继指令地指的寄存器是_。A.指令寄存器B.程序计数器C.地址寄存器D.状态条件寄存器1. 指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。时间上讲，取指令事件发生在“取指周期 ”，取数据事件发生在“执行周期 ”。从 空间上讲，从内存读出

4、的指令流流向控制器（指令寄存器）。从内存读出的数据流流向运算器（通用寄存器）。某计算机的字长16位, 它的存储容量是64KB,若按字编址那么它的寻址范围是_。A. 64KB.32K C. 64KBD. 32KB1.已知： X=0.1011,Y= 0.0101, 求X/2 补,X/4补 X补， Y/2补,Y/4 补， Y1.解： X 补 = 0.1011X/2=0.01011X/4= 0.001011 X补 =1.0101Y补 = 1.1011Y/2 补 = 1.11011Y/4 补 = 1.111011Y补 = 0.01012. 机器数字长8 位（含 1 位符号位），若机器数为 81（十六进制

5、），当它分别表示原码、补码、反码和移码时，等价的十进制数分别是多少?原码：-1，补码：-127， 反码： -126，移码： +1。补4. 若被传送的数据为11011011，假设采用偶校验技术，则校验位 C=_ 。02什么是总线？总线的仲裁方式解决什么问题？简述常见的控制方式及其特点。（8 分）要点 :1)总线是计算机各大部件之间的连接线，分为数据总线、地址总线和控制总线三类.(1 分)2)总线的仲裁解决多部件争用总线的问题(1 分)3)常见的仲裁方式包括：串行连接查询、计数器定时查询和独立请求三种方式， (3 分) 特点分别为系统容易扩展，但速度慢、优先级固定、单点故障明显；优先级灵活，没有单

6、点故障，但速度慢；优先级灵活、响应速度快，没有单点故障。五、计算题, 本题共 21 分1、设 X= 27（29/32 ）， Y =25 （5/8），阶码为3 位，尾数为5 位(均不包含符号位)，用变形补码计算X+Y ，要求按照计算机中浮点数的运算方法写出详细运算步骤。(8 分)1.要点：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 1)设阶码和尾数均采用双符号位表示,则 X补=00111 00.11101 Y 补=00101

7、 00.101 (1 分)2)求出阶差 :=X 阶码 + -Y阶码 = 00111 + 11011 =00010,阶差为 2 ,移动Y的尾数与X对齐Y=00111 00.00101 (1分) 3)求出尾数和 00.11101 + 00.00101 = 01.00010 (2 分) 4)规格化并判断结果溢出因为尾数运算的双符号位不同,因此 , 需要对结果进行左移规格化 ,并将阶码加 1, 则X+Y 补 =01000,00.10010 (2 分)由于阶码的双符号位不同, 因此, 该浮点运算结果发生溢出,且是正溢出 (2 分)22、设 x-0.01011 ，y0.01011 ，用变形补码计算2x-

8、y (5分)、要点 : 解; X补 = 11.10101 , Y补= 00.01011 2X补 = 11.01010 , -Y补= 11.10101 (2 分)2X 补 + -Y补 = 10.11111 (2分)结果的双符号位不同,故运算结果溢出.。（1 分）3. 下列数中最小的数是_。A（ 101001）2 B（ 5 2）8 C（ 2B）16 D（ 44）104. 已知 X-1/2成立。 A. x1 必须为 1,x2x4 至少有一个为1 B. x1 必须为 1，x2x4 任意 C. x1 必须为 0,x2x4 至少有一个为1 D. x1 必须为 0，x2x4 任意5在主存和CPU 之间增加

9、cache存储器的目的是_。A. 增加内存容量 B. 提高内存的可靠性 C. 解决 CPU 与内存之间的速度匹配问题 D.增加内存容量，同时加快存取速度6采用虚拟存储器的主要目的是_。A. 提高主存储器的存取速度 B. 扩大存储器空间，并能进行自动管理 C. 提高外存储器的存取速度 D. 扩大外存储器的存储空间7存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于_。A. 存放程序 B. 存放软件 C. 存放微程序 D. 存放程序和数据8在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为_。A. 隐含地址 B.立即寻址 C.寄存器寻址 D. 直接寻址2CPU执行一段程序时， cache 完成存取的次数为

10、1900 次，主存完成存取的次数为100名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 次，已知cache 存取周期为50ns, 主存存取周期为250ns,求 cache/ 主存系统的效率和平均访问时间。 2. 解：h=Nc/(Nc+Nm)=1900/(1900+100)=0.95 r=tm/tc=250ns/50ns=5 e=1/(r+(1-r)h)=1/(5+(1-5) 0.95)=83.3% ta=tc/e=50ns/0

11、.833=60ns寄存器间接寻址方式中，操作数处在_。A. 通用寄存器主存单元. 程序计数器. 堆栈12. 水平型微指令与垂直型微指令相比，_。A. 前者一次只能完成一个操作B. 后者一次只能完成一个操作C. 两者都是一次只能完成一个操作D. 两者都能一次完成多个操作RISC机具有以下特点：（1）选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。（2）指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。（3）只有取数/ 存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。（4）CPU中通用寄存器数量相当多。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

12、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - （5）大部分指令在一个机器周期内完成。其意是指在采用流水线组织时每个机器周期内能完成一条指令功能，而并不是说一条指令从取指到完成指定功能只要一个机器周期。（6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。（7）一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。5. RISC CPU 是在克服CISC机器缺点的基础上发展起来的。它具有三个基本要素（1）一个有限的A._ 、(2)CPU配备大量的B._、(3)强调C._的优化。6. 在 计 算 机 系 统中

13、 ，CPU 对 外 围 设 备的 管 理 除了 程 序 查 询 方 式 、 程序 中 断 方式外 ， 还有 A._方式、 B._方式和 C._方式。5.原码加减法是指_。 A. 操作数用原码表示，连同符号位直接相加减 B. 操作数取绝对值，直接相加减，符号位单独处理 C. 操作数用原码表示，尾数直接相加减，符号位单独处理 D. 操作数用原码表示，根据两数符号决定实际操作，符号位单独处理12. 为了确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是_。A. 用程序计数器PC 来产生后继微指令地址B.通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址C.用微程序计

14、数器 PC 来产生后继微指令地址D.通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址13. 操作控制器的功能是_。A.从主存取出一条指令B.完成指令操作码译码C.产生时序信号D.从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生有关操作控制信号，以解释执行该指令名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 14. CPU 从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做_。A.机器周期 B.指令周期 C.时钟周期 D.总线周期19. 属于

15、发生中断请求的条件的是_。 A. 一次逻辑运算结束 B. 一次DMA 操作结束 C. 一次算术运算结束 D.一条指令执行结束四. 简答题（共20 分）1. 什么叫指令？什么叫微指令？二者有什么关系？2. 说明机器周期、时钟周期、指令周期之间的关系。3. 集中式总线仲裁有哪几种方式？哪种方式速度最快？四.简答题1.解 ： 指 令 ， 即 指 机 器 指 令 。 每 一 条 指 令 可 以 完 成 一 个 独 立 的 算 术 运 算 或 逻辑 运 算操 作 。 控 制 部 件 通 过 控 制 线 向 执 行 部 件 发 出 各 种 控 制 命 令 ， 通 常 把 这 种 控制 命 令叫 做 微 命

16、 令 ， 而 一 组 实 现 一 定 操 作 功 能 的 微 命 令 的 组 合 ， 构 成 一 条 微 指 令 。许 多条微指令组成的序列构成了微程序，微程序则完成对指令的解释执行。2.解：指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周 期 数来表示， CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T 周期）。3.解 ： 有 三 种 方 式 ： 链 式 查 询 方 式 、 计 数 器 定 时 查 询 方 式 、 独 立 请 求 方 式 。最 后 一种方式速度最快。主存储器和CPU之间增加cache 的目的是 _。 A. 扩大主存储器的容量

17、 B.解决CPU和主存之间的速度匹配问题名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - C.扩大CPU中通用寄存器的数量 D.既扩大主存储容量又扩大CPU通用寄存器数量9. 采用虚拟存储器的主要目的是_。 A. 提高主存储器的存取速度 B. 扩大主存储器的存储空间 C. 扩大外存储器的存储空间 D. 提高外存储器的存取速度3. 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是_。 A. 每一条机器指令由一条微指令来执行 B. 一段机器指令组成的程序可由一条微指令执行 C. 一条微指令由若干条机器指令组成 D.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行14设 x 补=1.x1x2x3x4,当满足 _ C_ 时，x-1/2 成立。A. x1=1, x2x4至少有一个为1 B. x1=1 ，x2x4 任意C. x1=0, x2x4至少有一个为1 D .x1=0, x2x4任意名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -