『壹』 誰有計算機組成原理期末考試試題啊,幫幫忙吧,謝謝!
計算機組成原理試題
一、選擇題（共20分，每題1分）
1．零地址運算指令在指令格式中不給出操作數地址，它的操作數來自____C__。
A．立即數和棧頂；
B．暫存器；
C．棧頂和次棧頂；
D．累加器。
2．___C___可區分存儲單元中存放的是指令還是數據。
A．存儲器；
B．運算器；
C．控制器；
D．用戶。
3．所謂三匯流排結構的計算機是指_B_____。
A．地址線、數據線和控制線三組傳輸線。
B．I/O匯流排、主存總統和DMA匯流排三組傳輸線；
C．I/O匯流排、主存匯流排和系統匯流排三組傳輸線；
D．設備匯流排、主存匯流排和控制匯流排三組傳輸線．。
4．某計算機字長是32位，它的存儲容量是256KB，按字編址，它的定址范圍是_____B_。
A．128K；
B．64K；
C．64KB；
D．128KB。
5．主機與設備傳送數據時，採用___A___，主機與設備是串列工作的。
A．程序查詢方式；
B．中斷方式；
C．DMA方式；
D．通道。
6．在整數定點機中，下述第___B___種說法是正確的。
A．原碼和反碼不能表示 -1，補碼可以表示 -1；
B．三種機器數均可表示 -1；
C．三種機器數均可表示 -1，且三種機器數的表示範圍相同；
D．三種機器數均不可表示 -1。
7．變址定址方式中，操作數的有效地址是___C___。
A．基址寄存器內容加上形式地址（位移量）；
B．程序計數器內容加上形式地址；
C．變址寄存器內容加上形式地址；
D．以上都不對。
8．向量中斷是___C___。
A．外設提出中斷；
B．由硬體形成中斷服務程序入口地址；
C．由硬體形成向量地址，再由向量地址找到中斷服務程序入口地址
D．以上都不對。
9．一個節拍信號的寬度是指_____C_。
A．指令周期；
B．機器周期；
C．時鍾周期；
D．存儲周期。
10．將微程序存儲在EPROM中的控制器是____A__控制器。
A．靜態微程序；
B．毫微程序；
C．動態微程序；
D．微程序。
11．隱指令是指___D___。
A．操作數隱含在操作碼中的指令；
B．在一個機器周期里完成全部操作的指令；
C．指令系統中已有的指令；
D．指令系統中沒有的指令。
12．當用一個16位的二進制數表示浮點數時，下列方案中第____B_種最好。
A．階碼取4位（含階符1位），尾數取12位（含數符1位）；
B．階碼取5位（含階符1位），尾數取11位（含數符1 位）；
C．階碼取8位（含階符1位），尾數取8位（含數符1位）；
D．階碼取6位（含階符1位），尾數取12位（含數符1位）。
13．DMA方式__B____。
A．既然能用於高速外圍設備的信息傳送，也就能代替中斷方式；
B．不能取代中斷方式；
C．也能向CPU請求中斷處理數據傳送；
D．內無中斷機制。
14．在中斷周期中，由____D__將允許中斷觸發器置「0」。
A．關中斷指令；
B．機器指令；
C．開中斷指令；
D．中斷隱指令。
15．在單匯流排結構的CPU中，連接在匯流排上的多個部件__B____。
A．某一時刻只有一個可以向匯流排發送數據，並且只有一個可以從匯流排接收數據；
B．某一時刻只有一個可以向匯流排發送數據，但可以有多個同時從匯流排接收數據；
C．可以有多個同時向匯流排發送數據，並且可以有多個同時從匯流排接收數據；
D．可以有多個同時向匯流排發送數據，但可以有一個同時從匯流排接收數據。
16．三種集中式匯流排控制中，___A___方式對電路故障最敏感。
A．鏈式查詢；
B．計數器定時查詢；
C．獨立請求；
D．以上都不對。
17．一個16K×8位的存儲器，其地址線和數據線的總和是__D____。
A．48；
B．46；
C．17；
D．22．
18．在間址周期中，__C____。
A．所有指令的間址操作都是相同的；
B．凡是存儲器間接定址的指令，它們的操作都是相同的；
C．對於存儲器間接定址或寄存器間接定址的指令，它們的操作是不同的；
D．以上都不對。
19．下述說法中____B__是正確的。
A．EPROM是可改寫的，因而也是隨機存儲器的一種；
B．EPROM是可改寫的，但它不能用作為隨機存儲器用；
C．EPROM只能改寫一次，故不能作為隨機存儲器用；
D．EPROM是可改寫的，但它能用作為隨機存儲器用。
20．列印機的分類方法很多，若按能否列印漢字來區分，可分為_C_____。
A．並行式列印機和串列式列印機；
B．擊打式列印機和非擊打式列印機；
C．點陣式列印機和活字式列印機；
D．激光列印機和噴墨列印機。
二、填空（共20分，每空1分）
1．設浮點數階碼為8位（含1位階符），尾數為24位（含1位數符），則32位二進制補碼浮點規格化數對應的十進制真值范圍是：最大正數為 2127(1-2－23) ，最小正數為 2－129 ，最大負數為 2－128(-2－1-2－23) ，最小負數為 -2127 。
2．指令定址的基本方式有兩種，一種是 順序 定址方式，其指令地址由 程序計數器 給出，另一種是 跳躍 定址方式，其指令地址由 指令本身 給出。
3．在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中，假設四個過程段的時間分別是T1 = 60ns﹑T2 = 50ns﹑T3 = 90ns﹑T4 = 80ns。則加法器流水線的時鍾周期至少為 90ns 。如果採用同樣的邏輯電路，但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為280ns 。
4．一個浮點數，當其尾數右移時，欲使其值不變，階碼必須 增加 。尾數右移1位，階碼 加1 。
5．存儲器由m（m＝1，2，4，8…）個模塊組成，每個模塊有自己的 地址 和
數據 寄存器，若存儲器採用 模m 編址，存儲器帶寬可增加到原來的 m 倍。
6．按序寫出多重中斷的中斷服務程序包括 保護現場 、 開中斷 、 設備服務|。。 恢復現場 和中斷返回幾部分。
1．A．A．2127(1-2－23) B．2－129 C．2－128(-2－1-2－23) D．-2127
三、名詞解釋(共10分，每題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實現的最基本操作。
2．快速緩沖存儲器
答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調入緩存，這樣CPU每次只須訪問快速緩存就可達到訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。
3．基址定址
答：基址定址有效地址等於形式地址加上基址寄存器的內容。
4．流水線中的多發技術
答：為了提高流水線的性能，設法在一個時鍾周期（機器主頻的倒數）內產生更多條指令的結果，這就是流水線中的多發技術。
5．指令字長
答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數。
四、計算題（5分）
設機器數字長為8位（含1位符號位），設A＝ ，B＝ ，計算[A B]補，並還原成真值。
計算題 答：[A+B]補＝1.1011110， A+B ＝（-17/64）
[A-B]補＝1.1000110， A-B ＝（35/64）
五、簡答題（共20分）
1．非同步通信與同步通信的主要區別是什麼，說明通信雙方如何聯絡。（4分）
同步通信和非同步通信的主要區別是前者有公共時鍾，匯流排上的所有設備按統一的時序，統一的傳輸周期進行信息傳輸，通信雙方按約定好的時序聯絡。後者沒有公共時鍾，沒有固定的傳輸周期，採用應答方式通信，具體的聯絡方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方沒有相互制約關系；半互鎖方式通信雙方有簡單的制約關系；全互鎖方式通信雙方有完全的制約關系。其中全互鎖通信可靠性最高。
2．為什麼外圍設備要通過介面與CPU相連？介面有哪些功能？（6分）
答：外圍設備要通過介面與CPU相連的原因主要有：
（1）一台機器通常配有多台外設，它們各自有其設備號（地址），通過介面可實現對設備的選擇。
（2）I/O設備種類繁多，速度不一，與 CPU速度相差可能很大，通過介面可實現數據緩沖，達到速度匹配。
（3）I/O設備可能串列傳送數據，而CPU一般並行傳送，通過介面可實現數據串並格式轉換。
（4）I/O設備的入/出電平可能與CPU的入/出電平不同，通過介面可實現電平轉換。
（5）CPU啟動I/O設備工作，要向外設發各種控制信號，通過介面可傳送控制命令。
（6）I/O設備需將其工作狀況（「忙」、「就緒」、「錯誤」、「中斷請求」等）及時報告CPU，通過介面可監視設備的工作狀態，並保存狀態信息，供CPU查詢。
可見歸納起來，介面應具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設備狀態的功能以及傳送數據的功能（包括緩沖、數據格式及電平的轉換）。
六、問答題（共15分）
1．設CPU中各部件及其相互連接關系如下圖所示。圖中W是寫控制標志，R是讀控制標志，R1和R2是暫存器。（8分）
（1）假設要求在取指周期由ALU完成 (PC) + 1→PC的操作（即ALU可以對它的一個源操作數完成加1的運算）。要求以最少的節拍寫出取指周期全部微操作命令及節拍安排。
答：由於 (PC) + 1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個源操作數，靠控制ALU做＋1運算得到 (PC) + 1，結果送至與ALU輸出端相連的R2，然後再送至PC。
此題的關鍵是要考慮匯流排沖突的問題，故取指周期的微操作命令及節拍安排如下：
T0 PC→MAR，1→R
T1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R2
T2 MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件
T3 R2→PC
（2）寫出指令ADD # α（#為立即定址特徵，隱含的操作數在ACC中）在執行階段所需的微操作命令及節拍安排。
答：立即定址的加法指令執行周期的微操作命令及節拍安排如下：
T0 Ad(IR)→R1 ；立即數→R1
T1 (R1) + (ACC)→R2 ；ACC通過匯流排送ALU
T2 R2→ACC ；結果→ACC
2．DMA介面主要由哪些部件組成？在數據交換過程中它應完成哪些功能？畫出DMA工作過程的流程圖（不包括預處理和後處理）
答：DMA介面主要由數據緩沖寄存器、主存地址計數器、字計數器、設備地址寄存器、中斷機構和DMA控制邏輯等組成。在數據交換過程中，DMA介面的功能有：（1）向CPU提出匯流排請求信號；（2）當CPU發出匯流排響應信號後，接管對匯流排的控制；（3）向存儲器發地址信號（並能自動修改地址指針）；（4）向存儲器發讀/寫等控制信號，進行數據傳送；（5）修改字計數器，並根據傳送字數，判斷DMA傳送是否結束；（6）發DMA結束信號，向CPU申請程序中斷，報告一組數據傳送完畢。DMA工作過程流程如圖所示。
七、設計題（10分）
設CPU共有16根地址線，8根數據線，並用 作訪存控制信號（低電平有效），用 作讀寫控制信號（高電平為讀，低電平為寫）。現有下列晶元及各種門電路（門電路自定），如圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：
（1）存儲晶元地址空間分配為：最大4K地址空間為系統程序區，相鄰的4K地址空間為系統程序工作區，最小16K地址空間為用戶程序區；
（2）指出選用的存儲晶元類型及數量；
（3）詳細畫出片選邏輯。
（1）主存地址空間分配：
6000H～67FFH為系統程序區；
6800H～6BFFH為用戶程序區。
答：（1）主存地址空間分配。（2分）
A15 … A11 … A7 … … A0
最大4K 2K×8位ROM 2片
相鄰4K 4K×4位RAM 2片
最小16K 8K×8位RAM 2片
（2）合理選用上述存儲晶元，說明各選幾片？
2）根據主存地址空間分配
最大4K地址空間為系統程序區，選用2片2K×8位ROM晶元；（1分）
相鄰的4K地址空間為系統程序工作區，選用2片4K×4位RAM晶元；（1分）
最小16K地址空間為用戶程序區，選用2片8K×8位RAM晶元。（1分）
（3）詳細畫出存儲晶元的片選邏輯圖。
答案：
一、選擇題（共20分，每題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． 順序 B．程序計數器 C．跳躍 D． 指令本身
3．A．90ns B．280ns
4．A．A．增加 B．加1
5．A．地址 B．數據 C．模m D．m
6．A．保護現場 B．開中斷 C．設備服務 D．恢復現場
三、名詞解釋(共10分，每題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實現的最基本操作。
2．快速緩沖存儲器
答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調入緩存，這樣CPU每次只須訪問快速緩存就可達到訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。
3．基址定址
答：基址定址有效地址等於形式地址加上基址寄存器的內容。
4．流水線中的多發技術
答：為了提高流水線的性能，設法在一個時鍾周期（機器主頻的倒數）內產生更多條指令的結果，這就是流水線中的多發技術。
5．指令字長
答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數。
四、（共5分）
計算題 答：[A+B]補＝1.1011110， A+B ＝（-17/64）
[A-B]補＝1.1000110， A-B ＝（35/64）
五、簡答題（共20分）
1．（4分）答：
同步通信和非同步通信的主要區別是前者有公共時鍾，匯流排上的所有設備按統一的時序，統一的傳輸周期進行信息傳輸，通信雙方按約定好的時序聯絡。後者沒有公共時鍾，沒有固定的傳輸周期，採用應答方式通信，具體的聯絡方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方沒有相互制約關系；半互鎖方式通信雙方有簡單的制約關系；全互鎖方式通信雙方有完全的制約關系。其中全互鎖通信可靠性最高。
2．（6分，每寫出一種給1分，最多6分）
答：外圍設備要通過介面與CPU相連的原因主要有：
（1）一台機器通常配有多台外設，它們各自有其設備號（地址），通過介面可實現對設備的選擇。
（2）I/O設備種類繁多，速度不一，與 CPU速度相差可能很大，通過介面可實現數據緩沖，達到速度匹配。
（3）I/O設備可能串列傳送數據，而CPU一般並行傳送，通過介面可實現數據串並格式轉換。
（4）I/O設備的入/出電平可能與CPU的入/出電平不同，通過介面可實現電平轉換。
（5）CPU啟動I/O設備工作，要向外設發各種控制信號，通過介面可傳送控制命令。
（6）I/O設備需將其工作狀況（「忙」、「就緒」、「錯誤」、「中斷請求」等）及時報告CPU，通過介面可監視設備的工作狀態，並保存狀態信息，供CPU查詢。
可見歸納起來，介面應具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設備狀態的功能以及傳送數據的功能（包括緩沖、數據格式及電平的轉換）。
4．（5分）答：
（1）根據IR和MDR均為16位，且採用單字長指令，得出指令字長16位。根據105種操作，取操作碼7位。因允許直接定址和間接定址，且有變址寄存器和基址寄存器，因此取2位定址特徵，能反映四種定址方式。最後得指令格式為：
7
2
7
OP
M
AD
其中 OP 操作碼，可完成105種操作；
M 定址特徵，可反映四種定址方式；
AD形式地址。
這種格式指令可直接定址27 = 128，一次間址的定址范圍是216 = 65536。
（2）雙字長指令格式如下：
7
2
7
OP
M
AD1
AD2
其中 OP、M的含義同上；
AD1∥AD2為23位形式地址。
這種格式指令可直接定址的范圍為223 = 8M。
（3）容量為8MB的存儲器，MDR為16位，即對應4M×16位的存儲器。可採用雙字長指令，直接訪問4M存儲空間，此時MAR取22位；也可採用單字長指令，但RX和RB取22位，用變址或基址定址訪問4M存儲空間。
六、 （共15分）問答題
1．（8分）答：
（1）由於 (PC) + 1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個源操作數，靠控制ALU做＋1運算得到 (PC) + 1，結果送至與ALU輸出端相連的R2，然後再送至PC。
此題的關鍵是要考慮匯流排沖突的問題，故取指周期的微操作命令及節拍安排如下：
T0 PC→MAR，1→R
T1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R2
T2 MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件
T3 R2→PC
（2）立即定址的加法指令執行周期的微操作命令及節拍安排如下：
T0 Ad(IR)→R1 ；立即數→R1
T1 (R1) + (ACC)→R2 ；ACC通過匯流排送ALU
T2 R2→ACC ；結果→ACC
2．（7分）答：DMA介面主要由數據緩沖寄存器、主存地址計數器、字計數器、設備地址寄存器、中斷機構和DMA控制邏輯等組成。在數據交換過程中，DMA介面的功能有：（1）向CPU提出匯流排請求信號；（2）當CPU發出匯流排響應信號後，接管對匯流排的控制；（3）向存儲器發地址信號（並能自動修改地址指針）；（4）向存儲器發讀/寫等控制信號，進行數據傳送；（5）修改字計數器，並根據傳送字數，判斷DMA傳送是否結束；（6）發DMA結束信號，向CPU申請程序中斷，報告一組數據傳送完畢。DMA工作過程流程如圖所示。
七、設計題（共10分）
答：
（1）主存地址空間分配。（2分）
A15 … A11 … A7 … … A0
最大4K 2K×8位ROM 2片
相鄰4K 4K×4位RAM 2片
最小16K 8K×8位RAM 2片（2）根據主存地址空間分配
最大4K地址空間為系統程序區，選用2片2K×8位ROM晶元；（1分）
相鄰的4K地址空間為系統程序工作區，選用2片4K×4位RAM晶元；（1分）
最小16K地址空間為用戶程序區，選用2片8K×8位RAM晶元。（1分）
（3）存儲晶元的片選邏輯圖（5分）