2022年2022年计算机原理答案 .pdf

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1、第页共 4 页1 计算机组成原理期末复习题及答案第一章计算机系统概论1、运算器的构成答:运算器由算术逻辑运算单元ALU、通用寄存器组、浮点运算单元FPU、专用寄存器等组成。2、运算速度的计算（例1.2)例 1.2某 X86 微处理器的时钟频率为400MHz，执行一条指令平均需要2 个机器周期，则该处理器指令平均执行速度约为多少MIPS?解：由题可知，微处理器的时钟频率为400MHz，CIP 为 2 4=8 个时钟周期。MIPS=400MHz/8 106=50(MIPS)3、冯诺依曼结构计算机的基本思想？（问答）答：（1）计算机由五大基本部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；（2

2、）数据和程序采用二进制形式表示，不加区别存放在存储器中；（3）采用存储程序的思想，让程序指挥计算机自动完成各种工作。4、控制器执行指令的具体过程是怎样的？（问答）答：读取指令。指令计数器PC 中存放即将执行指令的地址，通过地址总线送给主存储器进行地址译码，然后选中某单元，该单元中存储的指令通过数据总线传输给控制器的指令寄存器 IR，同时 PC 自动加 1，准备好下一条指令的地址。至此读取指令的结束。分析指令。指令由操作码和地址码组成。操作码指定指令的操作类型，如加、减、乘、除、取数、存数等。地址码用于指定参与计算的数据应从存储器的哪个单元取，以及计算的结果保存到哪个单元。执行指令。所有相关部件

3、在控制器发出的操作控制信号的控制下，完成规定的操作。第2章数据表示与运算方法1、用变形补码（双符号位）计算x+y补，x-y补，并判断是否溢出？例、已知X=-0.1010，Y=-0.0110 用变形补码求 x+y补，已知 X=0.1101，Y=1.0110 用变形补码求x-y补由 X=-0.1010，Y=-0.0110 可得 X补=11.0110，Y补=111010.解：根据加法运算规则有x+y补=X补+Y补=11.0110+11.1010 111.0000 根据补码的定义，最左边的1 丢掉，S1S2=11 可知结果为负数，未溢出。由 X=0.1101，Y=1.0110，所以：X补=00.110

4、1，Y补=11.1010，-Y补=00.0110 根据减法运算规则有x-y补=X补+-Y补=00.1101+00.0110 01.0011 由S1S2可知结果产生溢出，是错误的。第3章 存储系统1、存储系统的评价指标：答：存取速度、存储容量、可靠性、性价比2、什么叫存储器存取时间MAT?(名词）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -第页共 4 页2 答：指的是从启动存储器操作到完成该次操作所经历的时间。3、高速缓冲存储器cache 的出现，主要基于CPU对主存访问的局部性原理答：在“存储器的层次结构”部分已经讨论了高速缓冲处理器Cache出现的原因，即为了解决

5、主存与CPU间速度不匹配问题而提出的折中方案。cache 的出现，主要基于CPU对主存访问的局部性原理。在一定时间内，CPU从主存读取的指令或者数据往往是相邻或者处于局部区域内的。这种现象主要是由冯诺依曼结构和程序设计方法造成的。4、随机访问存储器RAM 的特征：访问时间与存储单元地址无关答：RAM 中的每一个单元都可以独立地直接访。每两次连续访问之间的关系是独立的，两次访问单元位置与访问时间无关。5、动态存储器的特征：需要定时刷新6、例 3.1：某存储器容量空间2GB，每个存储单元大小4KB，试问欲访问该存储器时应当提供多少根地址线和多少根数据线。解：存储空间中一共含有单元数量为2GB/4K

6、B=512K=219所以需要 19 根地址线进行访问存储单元为4KB=212 B=215 bit 所以需要 15 根数据线进行访问例 3.2：一个具有 20 位地址和 64 位字长的存储器，问;(1)该存储器能存储多少个字节的信息？(2)如果存储器由128KB8 位 SRAM 芯片组成，需要多少芯片？(3)需要多少位地址作芯片选择？解：（1）220=1MB 所以寻址空间为1MB 该存储器能存储的信息为：1MB 64/8=8MB(2)每个单元为64 位，需要 8 片 SRAM，即 8 片 SRAM 满足 128KB64 位字长的存储器要求。一个小组8 片 SRAM，即一片128KB64 位，10

7、24/128=8，共需要8 个小组，所以需要 88=64 片。（3）其中需要进行8 组芯片的寻址，所以需要3 根地址线作为芯片选择。例 3.3 已知某 64 位机主存采用半导体存储器，其地址码为26 位，若使用256KB16 位的 DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问：（1）每个模块板为1024KB 64 位，共需几个模块板？（2）每个模块板内共有多少DRAM 芯片？（3）主存共需要多少DRAM 芯片？CPU 如何选择各模块板？解：（1）共需模块板数为：226/1024KB=226/220=26=64 块（2）每个模块板内的DRAM 芯片数应为：（1024/25

8、6）（64/16）=16 片（3）主存共需DRAM 芯片为：16=1024 片每个模块板有16 片 DRAM 芯片，容量为1024KB64 位，需要 20 根地址线组成模块。7、Cache的地址映射有哪3 种方式？（问答）答：有 全相联映射、直接映射、组相联映射三种方式。8、虚拟存储器有哪几种形式？（问答）答：页式虚拟存储器、段式虚拟存储器和 段页式虚拟存储器。第4章 中央处理器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -第页共 4 页3 1、CPU 的组成答：CPU 的内部组成部分除了控制器和 运算器两大部分外，还包括中断控制逻辑、一定数量的寄存器和 高速缓存部件

9、等。2、控制器的分类：硬布线、微程序控制器3、微指令寄存器由微命令寄存器 和微地址寄存器 构成4、什么叫指令周期？（名词）答：指令周期是指取出一条指令并执行这条指令所需的全部时间5、什么叫存储周期时间？（名词）答：连续启动两次写操作所需间隔的最小时间6、微程序控制器的工作过程是怎样的（问答）答：（1）执行取指令的公共操作（2）由机器指令的操作码字段通过地址转移逻辑产生出该机器指令所对应的微程序的入口微地址，并送入微地址寄存器（3）从控制存储器中逐条取出对应的微指令并执行之，每条微指令都能自动产生下一条微指令的地址（4）一条机器指令对应的微程序的最后一条微指令执行完之后，它的下一条微指令地址又回

10、到公共取指微程序的入口地址第5章指令系统1、指令的一般格式答：零地址码指令、单地址码指令、双地址码指令、多地址码指令2、操作数地址在寄存器中，属于哪种寻址方式答：属于寄存器寻址3、什么叫寻址方式？（名词）答：通常是指某一个CPU 指令系统中规定的寻找操作数所在地址的方式,或者说通过什么的方式找到操作数第6章总线系统1、计算机系统的三总线是哪三种总线答：地址总线、数据总线、控制总线2、什么叫同步通信？（名词）答：同步通信指的是数据传送双方在统一时标触发下进行的通信过程。在总线系统中的统一时标既可以来自于系统时钟也可以来自于设备时钟，只需要统一到总线控制器时钟信号管理下既可。第7章输入输出系统1、

11、中断允许位IF=？时，中断请求可以得到CPU 的响应答：中断允许位IF=1时，中断请求可以得到CPU 的响应2、关于 DMA 方式的基本原理答：在外设与主存储器之间传送数据时开辟一条“直接数据通道”，不需要CPU 干预，不需要 CPU 中转，在两者之间进行高速数据传输的方式。在DMA传输方式中，通过DMA的一种专门硬件装置DMA 控制器对数据传送过程进行控制。3、什么叫DMA 方式？（名词）答：在外设与主存储器之间传送数据时开辟一条“直接数据通道”，不需要CPU 干预，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -第页共 4 页4 不需要 CPU 中转，在两者之间进行

12、高速数据传输的方式。4、中断的处理过程包括哪4步？（问答）答：中断请求外部中断，每个中断源通过将中断请求触发器置位作为中断请求信号。该信号连接到CPU的的 NMI 或 INTR 引脚上。内部中断是通过内部中断控制逻辑产生。中断响应1）关中断2）保存断点3）识别中断源，转向中断服务程序中断服务中断返回5、I/O 接口的控制方式有哪几种？（问答）答：程序直接控制方式分为无条件传送方式和程序查询传送方式。程序中断控制方式DMA（直接存储器存取）传送方式I/O 通道控制方式填空题（10分）选择题（10分）名称解释（12分）计算题（28分）问答题（40分）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -