江南大学计算机组成原理考试范围

计算机组成原理考试范围

一、选择题：（40分，20个，每个2分，第一章2分，第三章8分，第四章6分，第五章6分，第六章10分，第七章4分，第八章4分）

第一章 计算机系统概论（2分）

1、电子计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎么更新，依然具有“存储程序”的特点，最早提出这种概念的是（B）B.冯.诺依曼

2、下列描述中（B）是正确的。B.一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个部件

3、电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为（C）。C.主机 4、有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为（C）。C.固件 5、输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为（D）。D.外围设备 6、计算机有关ALU的描述，（D）是正确的。 A.只做算术运算，不做逻辑运算 B.只做加法 C.能存放运算结果 D.以上答案都不对

ALU用以计算机指令集中的执行算术（如加减乘，不包括整数除法）与逻辑操作。累加寄存器（AC）暂时存放ALU运算的结果信息。

7、完整的计算机系统应包括（D）。D.配套的硬件设备和软件系统 8、计算机系统中的存储系统是指（D）。D.主存和辅存 9、用以指定待执行指令所在地址的是（C）。C.程序计数器

10、计算机与日常使用的袖珍计算器的本质区别在于（D）。D.自动化程度的高低 11、冯诺依曼机工作方式的基本特点是（B）。B.按地址访问并顺序执行指令 12、用户与计算机通信的界面是（B）。B.外围设备 13、下列（D）属于应用软件。D、文本处理 14、下列（D）不是输入设备。D.打印机

15、下列各装置中，(C)具有输入及输出功能。C.磁盘驱动器 16、下列设备中（C）不属于输出设备。C.光笔

17、下列语句中（C）是正确的。C.评估计算机的执行速度可以用每秒执行的指令数为判断依据

18、计算机只懂机器语言，而人类熟悉高级语言，故人机通信必须借助（A）。A.编译程序 19、计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为（C）。C.CPU

20、只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序的一行语句，此程序称为（C）。C.解释程序

21、“容量为640K存储器”是指下列（D）。D.640*（2的10次方）字节的存储器 22、由0、1代码组成的语言，称为（C）。C.机器语言 23、计算机存储数据的基本单位为（A）。A.比特

24、一般8位的微型机系统以16位来表示地址，则该计算机系统有（C）个地址空间。C.65536

题目的意思是说：以16位来表示每个存储单元的地址位（也就是编号），而一个存储单元是8位。所以地址空间即地址位的个数为2的16次方=65536个。 25、下列语句中（C）是正确的。C.1MB=1024*1024B

26、一片1MB的磁盘能存储（D）的数据。D.2的20次方字节 27、计算机中（B）负责指令译码。B.控制单元

28、能直接让计算机接受的语言是（D）。D.机器语言 29、80286是个人计算机中的（D）器件。D.CPU

1

30、下列（Ａ）不属于系统程序。A.数据库系统 操作系统、编译程序、编辑程序都是系统程序

31、32位的个人计算机，一个字节（byte）由（B）位（bit）组成。B.8 32、执行最快的语言是（C）。C.机器语言

33、下列说法中（C）不正确。C.高级语言的执行速度比低级语言快 34、将高级语言程序翻译成机器语言程序需借助于（C）。C.编译程序 35、存储单元是指（B）。B.存放一个存储字的所有存储元集合 36、存储字是指（A）。A.存放在一个存储单元中的二进制代码组合 37、存储字长是指（B）。B.存放在一个存储单元中的二进制代码位数 38、（C）可区分存储单元中存放的是指令还是数据。C.控制器 39、存放欲执行指令的寄存器是（D）。D.IR 指令寄存器 40、将汇编语言翻译成机器语言需借助于（C）。C.汇编程序 41、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（C）。C.PC 程序计数器

第三章 系统总线（8分）

1、计算机使用总线结构便于增减外设，同时（C）。C.减少了信息传输线的条数

2、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（C）。C.两种信息源的代码在总线中不能同时传送

3、微型计算机中控制总线提供的完整信息是（E）。E.上述B、C两项

B、所有存储器和I/O设备的时序信号和控制信号 C、来自I/O设备和存储器的响应信号

4、总线中地址线的作用是（C）。C.用于选择指定存储器单元和I/O设备接口电路的地址 5、在三种集中式总线控制中，（C）方式响应时间最快。C.独立请求

6、在三种集中式总线控制中，独立请求方式响应时间最快，是以（B）为代价的。B.增加控制线数

7、所谓三总线结构的计算机是指（B）。B.I/O总线、主存总线和DMA总线三组传输线 主存总线用于CPU和主存之间的信息传送；I/O总线用于CPU和各个I/O之间进行信息传输；DMADMA(Direct Memory Access，直接内存存取) 总线用于高速外设和主存之间的信息交换；

8、三种集中式总线控制中，（A）方式对电路故障最敏感。A.链式查询

9、以下描述PCI总线的基本概念中，正确的是（A）。A.PCI总线是一个与处理器时钟频率无关的高速外围总线

10、连接计算机与计算机之间的总线属于（C）总线。C.通信

11、在计数器定时查询方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则（B）。B.每个设备使用总线的机会相等

12、在计数器定时查询方式下，若计数从0开始，则（A）。A.设备号小的优先级高

13、在独立请求方式下，若有N个设备，则（B）。B.有N个总线请求信号和N个总线响应信号

14、在链式查询方式下，若有N个设备，则（C）。C.只有一条总线请求线

15、系统总线中的数据线、地址线和控制线是根据（C）来划分的。C.总线传输的内容 16、总线通信中的同步控制是（B）。B.由统一时序控制的方式 17、在各种异步通信方式中，（C）速度最快。C.不互锁 18、总线的独立请求方式优点是（A）。A.速度高

19、在同步通信中，一个总线周期的传输过程是（B）。B.先传送地址，再传输数据

20、总线中数据信号和地址信号分别用一组线路传输，这种传输方式称为（B）。B.并行传输

21、总线复用方式可以（C）。C.减少总线中信号线的数量

22、不同的信号共用一组信号线，分时传送，这种总线传输方式是（C）传输。C.复用 23、总线的异步通信方式（A）。A.不采用时钟信号，只采用握手信号 24、总线的半同步通信方式（B）。B.既采用时钟信号，又采用握手信号

2

第四章 存储器（6分）

1、存取周期是指（C）。C.存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间 2、和辅存相比，主存的特点是（A）。A.容量小，速度快，成本高 3、一个16K*32位的存储器，其地址线和数据线的总和是（B）。B.46

16K=2的14次方，所以，地址线有14根，数据线有32根

4、一个512KB的存储器，其地址线和数据线总和是（C）。C.27

512K=2的19次方，1B=8位，所以，地址线有19根，数据线有8根

3、4题以及13题的题型是一样的

5、某计算机字长是16位，它的存储容量是64KB，按字编址它的寻址范围是（）。C.32K

16位=2B，64KB/2B=32K

5-8题以及47、49题的题型也是一样的

9、某一RAM芯片，其容量为512*8位，除电源盒接地端外，该芯片引出线的最少数目是（C）。C.19

512=2的9次方，则地址线9根，数据线8根，外加一条读/写线和一条片选线，共19条

9-11题的题型一样一样的

12、若主存每个存储单元为16位，则（B）。B.其地址线数与16无关

地址线数没告诉你，数据线数为16

14、下列叙述中（A）是正确的。A.主存可由RAM和ROM组成 15、EPROM是指（C）。C.可擦洗可编程的只读存储器

EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory ）

16、可编程的只读存储器（A）。A.不一定是可改写的

17、下述说法中（C）是正确的。C.半导体RAM是易失性RAM，而静态RAM中的存储信息是不易失的

18、下述说法中（B）是正确的。B.EPROM是可改写的，但它不能作为随机存储器

19、和动态MOS存储器相比，双极型半导体存储器的性能是（C）。C.集成度低，存取周期快，位平均功耗大

MOS：金属氧化物半导体

20、在磁盘和磁带两种磁表面存储器重，存取时间与存储单元的物理位置有关，按存储方式分，（B）。B.磁盘是部分串行存取，磁带是串行存取 21、磁盘的记录方式一般采用（A）。A.调频制

22、在磁表面存储器的记录方式中，（C）。C.不归零制记录方式由于磁头线圈中始终有电流，因此抗干扰性能好

23、磁盘存储器的等待时间通常是指（B）。B.磁盘旋转半周所需的时间

24、活动头磁盘存储器的寻道时间通常是指（B）。B.最大寻道时间和最小寻道时间的平均值

25、活动头磁盘存储中，信息写入或读出磁盘是（B）进行的。B.串行方式 26、磁盘转速提高一倍，则（C）。C.不影响查找时间

磁盘寻道时间是指磁头从开始移动到移动至数据所在的磁道所花费时间，以磁头的移动时间为主

27、相联存储器与传统存储器的主要区别是前者又叫按（B）寻址的存储器。B.内容 28、交叉编址的存储器实质是一种（）存储器，它能（）执行（）独立的读/写操作。 答案选（A）。A.模块式，并行，多个

29、一个四体并行低位交叉存储器，每个模块的容量是64K*32位，存取周期为200ns,在下述说法中（B）是正确的。B.在200ns内，存储器能向CPU提供128位二进制信息

32位*4=128位

29-31题的题型是一样的

32、采用主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是（A）。A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题

33、在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映射是由（C）。C.硬件自动完成的

3

34、采用虚拟存储器的目的是（C）。C.扩大存储器的寻址空间

35、床用的虚拟存储器寻址系统由（A）两级存储器组成。A.主存——辅存

36、在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由（C）完成地址映射。C.操作系统

37、下述说法中（B）是错误的。B.虚存中每次访问一个虚地址，至少要访问两次主存 至少要访问一次主存：用援缓冲器(TLB)可以实行二级缓存，组成快表，这样就不需要访问两次主存，只需要访问一次主存和一次TLB就可以了。 38、磁盘上的磁道是（A）。A.记录密度不同的同心圆 39、软盘驱动器采用的磁头是（B）。B.接触式磁头

40、在下列磁性材料组成的存储器件中，（B）不属于辅助存储器。B.磁芯

早期计算机的内存，是主存的一种，不是辅存

41、程序员编程所用的地址叫做（A）。A.逻辑地址

42、虚拟存储管理系统的基础是程序访问的局部性理论，此理论的基本含义是（A）。A.在程序的执行过程中，程序对主存的访问是不均匀的

43、在磁盘存储器中，查找时间是（A）。A.使磁头移动到要找的柱面上所需的时间 44、活动头磁盘存储器的平均寻址时间是指（B）。B.平均寻道时间加平均等待时间 45、磁盘的盘面上有很多半径不同的同心圆，这些同心圆称为（B）。B.磁道

46、由于磁盘上的内部同心圆小于外部同心圆，则对其所存储的数据量而言，（B）。B.内部同心圆等于外部同心圆

48、在下列因素中，与Cache的命中率无关的是（C）。C.主存的存取时间

49、设机器字长为32位，存储容量为16MB，若按双字编址，其寻址范围是（B）。B.2M

（题型和第5题一样，唯一的区别是这题是双字编址，第5题是单字编址）

一字32位=4B，则双字大小为8B，则16MB/8B=2M

50、若磁盘的转速提高一倍，则（B）。B.平均定位时间不变和 26题一样 51、下列说法中正确的是（C）。C.单体多字存储器主要解决访存速度的问题

B主存储器只由易失性的随机读写存储器构成，B选项错在：在某些应用中主存中存储重要而相对固定的程序和数据的部分采用“非易失性”存储器芯片（如EPROM，快闪存储芯片等）

52、Cache的地址映像中，若主存中的任一块均可映像到Cache内的任一块的位置上，称作（B）。B.全相联映像

53、Cache的地址映像中（B）比较多的采用“按内容寻址”的相联存储器来实现。B.全相联映像

54、下列器件中存取速度最快的是（C）。C.寄存器

第五章 输入输出系统（6分）

1、在（A）的计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不使用I/O指令。A.单总线

2、微型机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用（C）方式。C.DMA

DMA(Direct Memory Access，直接内存存取)

3、在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，这种转换是通过接口电路中

的（B）实现的。B.锁存器

4、计算机主机和终端串行传送数据时，要进行串-并或并-串转换，这样的转换（B）。B.可以用软件实现，并非一定用硬件实现

5、主机与设备传送数据时，采用（A），主机与设备是串行工作的。A.程序查询方式

程序查询方式是一种程序直接控制方式,这是主机与外设间进行信息交换的最简单的方式 6、主机与I/O设备传送数据时，采用（C），CPU的效率最高。C.DMA方式 7、下述（B）种情况会提出中断请求。B.在键盘输入过程中，每按一次键

8、中断发生时，程序计数器内容的保护和更新，是由（A）完成的。A.硬件自动

9、中断向量地址是（C）。C.中断服务程序入口地址的地址

中断向量即中断源的识别标志，可用来存放中断服务程序的入口地址或跳转到中断服务程序的入口地址。

4

中断向量地址：存储中断向量的存储单元地址，中断服务例行程序入口地址的指示器。

10、在中断响应周期，置“0”允许中断触发器是由（A）完成的。A.硬件自动完成的

这题和第八章填空题第14小题：置“0”允许中断触发器可通过关中断指令或在中断响应时，由硬件自动关中断。貌似有冲突，我的理解是这题之所以没选C.关中断指令，大概是因为前面加了个“在中断响应周期”这个前提吧。也就是说在在中断响应周期硬件自动完成：关中断，保存程序断点（即保存PC内容）以及中断服务程序入口地址送PC这三个功能。而在中断服务程序处理的过程中，关中断指令只完成关中断功能。

11、采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用（C）的时间。C.一个存储周期

12、周期挪用（窃取）方式常用于（A）中。A.直接存储器存取方式的输入输出 13、DMA方式（B）。B.不能取代中断方式

14、DMA方式中，周期窃取是窃取一个（A）。A.存取周期

15、当采用（A）输入操作情况下，除非计算机等待，否则无法传送数据给计算机。A.程

序查询方式

16、I/O编址方式通常可分统一编址和不统一编址，（B）。B.不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的，所以对I/O访问必须有专门的I/O指令 17、带有处理机的终端一般称为（B）。B.智能终端

18、目前在小型和微型计算机里最普遍采用的字母与字符编码是（C）。C.ASCII码

19、通道程序是由（B）组成。B.通道控制字（或称通道指令）

20、打印机的分类方法很多，若按能否打印汉字来区分，可分为（C）。C.点阵式打印机

和活字式打印机

21、打印机的分类方法很多，若从打字原理来区分，可分为（A）。A.击打式和非击打式 22、某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息，字符信息的格式为：一位起始位、七位数据位、一位检验位、一位停止位。若要求每秒钟传送480个字符，那么该I/O设备的数据传送速率应为（B）bps（位/秒）。B.4800

由字符格式可知一个字符为1+7+1+1=10位，则数据传送速率=480字符/秒*10位/字符=4800位/秒

23、以串行接口对ASCII码进行传送，带一位奇校验位和两位停止位，当波特率为9600

波特时，字符传送率为（A）字符/秒。A.960

这题ASCII码采用的应该是7位码，带一位奇校验位和两位停止位就是10位了，即一个字符为10位；波特率为9600波特即每秒电压变化9600次，这题应该默认了是一位编码吧，也就是我们用一次电压变化表示一位，则字符传送率=9600/10=960字符/秒

默认还应该有个起始位吧，这题貌似漏掉了,加上起始位字符传送率=9600/11(字符/秒)，没有答案...建议大家以A答案为准吧

24、某系统对输入数据进行取样处理，每抽取一个输入数据，CPU就要中断处理一次，将取样的数据放至存储器中保留的缓冲区内，该中断处理需X秒。此外，缓冲区内每存储N个数据，主程序就将其取出进行处理需Y秒。可见，该系统可以跟踪到每秒（A）次中断请求。A.N/(N*X+Y)

由题意可知中断处理分两个阶段：

1）将取样的数据放至存储器中保留的缓冲区内，该阶段一个输入数据需X秒中断处理，则N个数据需要N*X秒；

2）主程序就将其取出进行处理，N个数据需要Y秒取出处理；

所以，N个数据需要的总中断处理时间=N*X+Y，则每秒中断次数为N/(N*X+Y)

25、I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是（B）。B.CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作

26、I/O与主机交换信息的方式中，DMA方式的特点是（C）。C.CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作

27、下面叙述中（B）是正确的。B.接口一定要和总线相连 28、计算机的外部设备是指（B）。B.输入输出设备

5

29、CPU程序和通道程序可以并行执行，并通过（C）实现彼此间的通信和同步。C.I/O指令和I/O中断

30、通道对CPU的请求形式是（A）。A.中断 31、CPU对通道的请求形式是（D）。D.I/O指令

32、下列叙述中正确的是（C）。C.程序中断方式和DMA方式中都有中断请求，但目的不同 33、若一个8位组成的字符至少需10位来传送，这是（B）传送方式。B.异步

多出的两位是开始位和停止位，用来提示接收方开始接收和传送结束

34、I/O的编址方式采用统一编址时，存储单元和I/O设备是靠（B）来区分的。B.不同的地址码

35、I/O采用统一编址时，进行输入输出操作的指令是（B）。B.访存指令

36、I/O采用不统一编址时，进行输入输出操作的指令是（C）。C.输出输出指令

37、以下（B）是错误的。B.中断向量就是中断服务程序的入口地址

中断向量不是中断服务程序的入口地址，而是用来存放中断服务程序的入口地址或跳转到中断服务程序的入口地址的。

38、中断服务程序的最后一条指令是（C）。C.中断返回指令

39、DMA方式的接口电路中有程序中断部件，其作用是（C）。C.向CPU提出传输结束

40、鼠标器适合于用（B）方式实现输入操作。B.中断 41、硬盘适合于用（A）方式实现输入输出操作。A.DMA

42、以下叙述（C）是正确的。C.中断方式一般用于处理随机出现的服务请求 43、DMA接口（B）。B.内有中断机制

44、DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复

工作，这种情况称为（A）。A.停止CPU访问主存

45、DMA

访问主存时，向CPU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称为

（B）。B.周期挪用

周期挪用是指利用CPU不访问存储器的那些周期来实现DMA操作

46、CPU通过（B）启动通道。B.执行I/O指令

47、以下叙述（A）是错误的。A.一个更高级的中断请求一定可以中断另一个中断处理程序的执行

对于单重中断，在整个中断服务处理过程中不能再响应其他中断源的请求；对于多重中断，也要在保护现场后才能响应更高级别的中断请求。

48、一个CRT的分辨率为1024*1024，像素的颜色为256色，则CRT接口电路中的刷新存储器的容量为（）。B.1MB

CRT阴极射线管（Cathode Ray Tube）显示器，即纯屏显示器。

由题意可知像素的颜色为256色=2的8次方，则一个像素采用8bit存储，即1B。所以，存储器容量=1024*1024*1B=1M B

49、键盘、鼠标、显示器、打印机属于（C）设备。C.人机交互 50、MODEM属于（A）设备。A.机-机通信

51、微型计算机中，VGA代表（B）。B.显示标准

VGA(Video Graphics Array)是一种视频传输标准

52、用BCD码表示000—999之间的三位十进制数，并在其末端增加一位奇校验位。检测下面每一组编码，（B）中有个错误发生。B.0100011101100

BCM码是8421码，判断B选项0100 0111 0110 0 首先判断每4位二进制代码是否超出范围0000-1001，然后判断1的个数是奇数个还是偶数个（不包括校验位），如果是奇数个，奇校验位为0，偶数个，奇校验位为1。B选项有6个1，为偶数个1，所以奇校验位应该为1，则B选项末端的奇校验位不是1，而是0，所以有一个错误

53、用BCD码表示000-999之间的三位十进制数，并在其末端增加一位奇校验位。检测下面每一组编码，（C）中有两个错误发生。C.0111110000011

这题的题目有问题，把奇校验改为偶校验答案就是C了，不这样的话是没有答案的

6

判断的时候首先判断每4位二进制代码是否超出范围0000-1001，然后判断1的个数是奇数个还是偶数个（不包括校验位），如果是奇数个，偶校验位为1，偶数个，偶校验位为0。A.1001 0101 1000 0有一个错误，末位校验位应该为1；B.0100 0111 0110 0没有错误，C.0111 1100 0001 1有两个错误，首先其中的一段1100超出范围，这是一个错误，其次不包括末端的校验位一共有6个1，为偶数个1则末端校验位应该为0 54、标准的ASCII码是（B）位。B.7

第六章 计算机的运算方法（10分）

1、下列数中最小的数为（A）。A.（101001）二

将其它进制都转化为10进制A.(101001)二=41，B.(52)八=42，C.（2B）十六=43

1、2、5、34-42，44-47、49、题的题型一样

3、设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式（含1位符号位）。对应于十进制数-27，寄存器内容为（C）。C.E5H

寄存器位数为8位，则-27源码为1 001 1011，补码为1 110 0101转换为十六进制为E5

3、27、28、48、51题的题型一样

4、对真值0表示形式唯一的机器数是（B）。B.补码和移码 [+0.0000]原=0.0000，[-0.0000]原=1.0000，不相等 [+0.0000]反=0.0000，[-0.0000]反=1.1111，不相等 [+0]补=[-0]补=0.0000，[+0]移=[-0]移=1.0000，相等

6、在整数定点机中，下述说法正确的是（B）。B.三种机器数均可表示-1

原码：1,00??01，反码：1,11??10，补码：1,00??00，其中，省略号所省略的1或0的个数取决于整数的位数

7、在小数定点机中，下述说法正确的是（A）。A.只有补码能表示-1

参看第4题可知，在小数定点机中，原码和反码对真值0表示形式不唯一，有两种表示形式；而补码中的0只有一种表示形式，这就造成了原码和反码的小数定点机不能表示-1。 8、某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是（C）。C.-128-+127

由题意可知，符号位为1位，真值位为7位，又因为补码0只有一种表示形式，则机器数所表示的范围是1，1111111-0，1111111即-128-+127，注意一下，1，1111111表示-128；1，0000000表示-1；0,0000000表示0；0,1111111表示+127

9、用n+1位字长表示定点数（其中1位为符号位），它所能表示的整数范围是（A），它所能表示的小数范围是（D）。A.0≤|N|≤2的n次方-1 D.0≤|N|≤1-2的-n次方

10、32位字长的浮点数，其中阶码8位（含1位阶符），尾数24位（含1位数符），则其对应的最大正数为（A），最小负数为（B），最小的绝对值为（F）；若机器数采用补码表示，且尾数为规格化形式，则对应的最大正数为（A），最小正数为（C），最小负数为

*（1-2-23）B.-2127次方*（1-2-23）F.2-127*2-23C.2-129D.-2+127

阶符 阶码的数值部分 数符 尾数的数值部分 1位 7位 1位 23位 浮点表示为2阶码*尾数，其中阶码为整数，尾数为小数； 原码表示：阶码范围是-（27-1）到27-1，即-127到127，尾数范围是-（1-2-23）到1-2-23，尾数的最小的绝对值是2-23；

补码表示且尾数为规格化形式：阶码范围是-27到27-1，即-128到127，尾数范围是-1到-2-1和2-1到1-2-23，尾数的最小正数是2-1；

（D）。A.2127

7

则原码表示对应的最大整数要用到最大阶码和最大尾数的组合即2127*（1-2-23）；同理可求其它的选项。

10、11、12、86题的题型是一样的

13、当用一个16位的二进制数表示浮点数时，下列方案中最好的是（B）。B.阶码取5位（含阶符1位），尾数取11位（含数符1位）

选项A.阶码取4位（含阶符1位），尾数取12位（含数符1位），则阶码的数值部分最大为2的3次方=8<尾数的数值部分11位，表示数的范围太小了，不可取

选项C.阶码取8位（含阶符1位），尾数取8位（含数符1位），则阶码的数值部分最大为2的7次方=128>>尾数的数值部分7位，表示数的精度太小了，对于一些较大的数更不可能精确的表示，所以也不可取

14、将一个十进制数x=-8192表示成补码时，至少采用（）位十进制代码表示。B.14

2的13次方=8192，则-8192的补码表示为1,0000000000000；所以至少采用14位十进制表示

15、[x]补=1.00??0，它代表的真值是（B）。B.-1

16、设x为整数，[x]补=1,x1x2x3x4x5，若要x<-16，x1到x5应满足的条件是（C）。C.x1必须为0，x2到x5任意

16、18、21、63、87、89题的题型是一样的

17、已知两个正浮点数，N1=2j1*S1，N2=2j2*S2，当下列（C）成立时，N1>N2。C.S1和S2均为规格化数，且j1>j2

19、当[x]反=1.1111时，对应的真值是（A）。A.-0

20、设x为整数，[x]反=1,1111，对应的真值是（C）。C.-0

22、计算机中所有信息以二进制表示，其主要理由是（C）。C.物理器件性能所致 23、[x]补=11.000000，它代表的真值是（B）。B.-1

这题采用的是双符号位，双符号位，00表示正号，11表示负号；

24、设x为真值，x’为其绝对值，则等式[-x’]补=[-x]补（B）。B.不成立

25、设x为真值，x’为其绝对值，满足[-x’]补=[-x]补的条件是（B）。B.x为正数 26、在整数定点机中，机器数采用补码，双符号位，若它的十六进制表示为C0H，则它对应的真值是（C）。C.-64

27、十进制数56的十六进制表示为（D），十进制数-39的十六进制表示为（B），负数用2的补码表示。D.38 B.D9

这题默认二进制表示为8位吧，-39二进制原码表示为1010 0111，其中第一位为符号位，则补码为1101 1001，转换为十六进制就是D9了

28、十六进制数28的十进制表示为（C），十六进制数E5的十进制数表示为（D），负数用2的补码表示。C.40 D.-27

题型和27题差不多，E5二进制表示为1110 0101，其中第一位符号位为1，表示负数，则由题意可知E5采用的是补码表示，则其原码表示为1001 1011，转换为十进制就是-27 29-31、1KB=（2的10次方）字节。1MB=（2的20次方）字节。1GB=（2的30次方 ）字节。

32、若要表示0到999中的任意一个十进制数，最少需（C）位二进制数。C.10 33、下列（A）属于有权码。A.8421码

有权码和无权码区别是每一位是否有权值。如典型的8421码为有权码，“8421”表示从高到低各位二进制位对应的权值分别为8、4、2、1，将各二进制位与权值相乘，并将乘积相加就得相应的十进制数。

格雷码为典型的无权码，雷码的编码规则是相邻的两代码之间只有一位二进制位不同，每位并没有权值，对应的十进制数是规定的，并不是如8421码能算出来的。 43、下列说法有误差的是（D）。D.任何十进制小数都可用二进制表示

举个反例，1/5=0.2就不能用有限长的二进制小数来表示；二进制可以表示的小数为：m/(2的n次方)，其中m、n为整数

50、最少需用（B）位二进制数表示任一四位长的十进制整数。B.14

8

50、53题的题型一样

52、若9BH表示移码（含1位符号位），其对应的十进制数是（A）。A.27

9B用二进制表示为1001 1011，第一位符号位为1表示正数，正数移码与原码相同，则转化为十进制为27

54、设寄存器内容为10000000，若它等于0，则为（D）。D.移码 10000000原码表示-0，补码表示-128，反码表示-127，移码表示0； 11111111原码表示-127，补码表示-1，反码表示-0，移码表示+127。 00000000移码表示-128

54-62题的题型是一样的

64、大部分计算机内的减法是用（C）实现。C.补数的相加

65、补码加减法是指（C）。C.操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，结果的符号在运算中形成。

66、在原码两位乘中，符号位单独处理，参加操作的数是（D）。D.绝对值的补码

67、在原码加减交替除法中，符号位单独处理，参加操作的数是（C）。C.绝对值的补码 68、在补码加减交替除法中，参加操作的数是（），商符（）。答案选（B）。B.补码 在形成商值的过程中自动形成

69、两补码相加，采用

位进位异或结果为1

1位符号位，则当（D）时，表示结果溢出。D.最高位进位和次高

70、在下述有关不恢复余数法何时需恢复余数的说法中，（B）是正确的。B.最后一次余

数为负时，要恢复一次余数

71、在定点机中执行算数运算时会产生溢出，其原因是（B）。B.运算结果无法表示 72、在浮点机中，下列说法（C）是正确的。C.不同的机器数有不同的规格化形式

73、在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是（B）。B.尾数的第一数位为1，数符任意 74、在浮点机中，判断补码规格化形式的原则是(C)。C.尾数的符号位与第一数位不同

75、设机器数字长

8位（含2位符号位），若机器数DAH为补码，则算术左移一位得

（），算术右移一位得（）。答案选（A）。A.B4H EDH 首先，移位时要保证第1位符号位不变，则

DA转化为二进制为1101 1010，补码移位，左移一位补0，得1011 0100，转化为十六进制为B4；补码移位，右移一位补1，得1110 1101，转化为十六进制为ED。

76、设机器数字长8位（含1位符号位），若机器数BAH为原码，则算术左移一位得（），算术右移一位得（）。答案选（C）。C.F4H 9DH

BA转化为二进制为1011 1010，原码移位，左移一位补0，得1111 0100，转化为十六进制为F4；原码移位，右移一位补0，得1001 1101，转化为十六进制为9D。 77、运算器的主要功能是进行（C）。C.算术逻辑运算

78、运算器由许多部件组成，其核心部分是（B）。B.算术逻辑运算单元 79、定点运算器用来进行（B）。B.定点运算

80、串行运算器结构简单，其运算规律是（C）。C.由低位到高位逐位运算

81、四片74181和一片74182相配合，具有如下（B）种进位传递功能。B.组（小组）内

并行进位，组（小组）间并行进位

82、早期的硬件乘法器设计中，通常采用加和移位相结合的方法，具体算法是（），但

需要有（）控制。答案选（C）。C.并行加法和串行右移 计数器

83、下面有关浮点运算器的描述中，正确的是（AC）。（多项选择）。

A.浮点运算器可用两个松散连接的定点运算部件（阶码部件和尾数部件）来实现 C.阶码部件只进行加、减和比较操作

84、下面有关定点补码乘法器的描述中，正确的句子是（AD）（多项选择）。

A.被乘数的符号和乘数的符号都参加运算 D.用计数器控制乘法次数

85、用八片74181和两片74182可组成（B）。B.二级先行进位结构的32位ALU

9

88、在定点机中，下列说法错误的是（A）。A.除补码外，原码和反码不能表示-1

原码1,0001就表示-1

90、计算机中表示地址时，采用（D）。D.无符号数

91、浮点数的表示范围和精度取决于（C）。C.阶码的位数和尾数的位数 92、在浮点机中（D）是隐含的。D.基数

93、在规格化的浮点表示中，若只将移码表示的阶码改为补码表示，其余部分保持不变，则将会使浮点数的表示范围（C）。C.不变

94、设浮点数的基值为8，尾数采用模4补码表示，则（C）为规格化数。C.11.101010 模4补码表示就是在模2补码表示的符号位之前再增加与原符号同值的另一个符号位，即双符号位，所以这个题目的四个选项都是两个符号位的小数补码。

基值为8的双符号位数的规格化要求如下：这个数的尾数≥1/8，且这个数不能等于-1/8 则A.11.111000,将补码转化为原码为11.001000=-1/8，不符合要求； B.00.000111,将补码转化为原码为00.000111，尾数<1/8，不符合要求；

C.11.101010,将补码转化为原码为11.010110，尾数>1/8，且不等于-1/8，符合要求； D.11.111101，将补码转化为原码为11.000011，尾数<1/8,不符合要求。

95、芯片74181可完成（D）。D.16种算术运算和8种逻辑运算

96、ALU属于（）。B.组合逻辑电路

ALU (Arithmetic Logic Unit,算术逻辑单元)

97.在补码定点加减运算器中，无论采用单符号位还是双符号位，必须有溢出判断电路，

它一般用（C）实现。C.异或门

98、在运算器中不包含（D）。D.地址寄存器

运算器包括ALU、阵列乘除器件、状态寄存器、多路开关、三态缓冲器、数据总线等逻辑部件。

99、下列叙述中正确的是（BC）。（多项选择题）

B.浮点运算可由阶码运算和尾数运算两部分组成 C.阶码部件在乘除运算时只进行加、减操作

100、加法器采用先行进位的目的是（C）。C.加速传递进位信号

101、下列说法中错误的是（B）。B.补码乘法器中，被乘数和成熟的符号都不参加运算 102、设机器字长为8位（含1位符号位），以下（B）是0的一个原码。B.10000000 103、当定点运算发生溢出时，应（C）。C.发出出错信息

104、在定点补码运算器中，若采用双符号位，当（B）时表示结果溢出。B.双符号位不同 105、下列说法中（）是错误的。D.浮点乘除运算需进行对阶操作

所谓对阶是指将两个进行运算的浮点数的阶码对齐的操作。对阶的目的是为使两个浮点数的尾数能够进行加减运算。

106、采用规格化的浮点数是为了（D）。D.增加数据的表示精度

107、设浮点数的基数为4，尾数用原码表示，则以下（C）是规格化的数。C.1.011011 和94题的题型差不多。基数为4则尾数>1/4，

A.1.001101,B.0.001101,C.1.011011,D.0.000010这四个选项只有C符合要求 108、在各种尾数舍入法中，平均误差最大的是（A）。A.截断法

109、浮点数舍入处理的方法除了0舍1入法外，还有（B）法。B.末位恒置“1”

110、如果采用0舍1入法进行舍入处理，则0.01010110011舍去最后一位后，结果为(B)。B.0.0101011010

111、如果采用末位恒置1法进行舍入处理，则0.01010110011舍去最后一位后，结果为（A）。A.0.0101011001

112、原码加减交替除法，商符（D），参加操作的数是（B）。

B.绝对值的补码 D.由两数符号位异或形成

113、在浮点数加减法的对阶过程中，（D）。D.将较小的阶码向较大的阶码看齐

114、在浮点数中，当数的绝对值太大，以至于超过所能表示的数据时，称为浮点数的（B）。B.上溢

10

2、在非立即寻址的一地址格式指令中，其中一个操作数通过指令的地址字段安排在寄存器或存储器中。

3、在二地址格式指令中，操作数的物理位置有三种形式，它们是寄存器-寄存器型、寄存器-存储器型和存储器-存储器型。

4、对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中。

5、立即寻址的指令其指令的地址字段指出的不是操作数的地址，而是操作数本身。

6、寄存器直接寻址操作数在寄存器中，寄存器间接寻址操作数在存储器中，所以执行指令的速度前者比后者快。

7、设形式地址为X，则直接寻址方式中，操作数的有效地址为X；间接寻址方式中，操作数的有效地址为（X）；相对寻址中，操作数的有效地址为（PC）+X（X可正可负）。 8、变址寻址和基址寻址的区别是：基址寻址中基址寄存器提供基准量，指令的地址码字段提供位移量。而变址寻址中变址寄存器提供修改量，指令的地址码字段提供基准量。

9、把两种寻址方式相结合就形成了复合寻址方式，常见的复合寻址方式可把变址和间址相结合，它可分为先变址后间址和先间址后变址两种。

10、指令寻址的基本方式有两种，一种是顺序寻址方式，其指令地址由程序计数器给出，另一种是跳跃寻址方式，其指令地址由指令本身给出。

11、条件转移、无条件转移、子程序调用指令、中断返回指令都属程序控制（或跳转）类指令，这类指令字的地址码字段指出的地址不是操作数的地址，而是下一条指令的地址。 12、堆栈寻址需在CPU内设一个专用的寄存器，称为堆栈指示器，其内容是栈顶的地址。 13、不同机器的指令系统各不相同，一个较完善的指令系统应该包括数据传送、算术逻辑运算、程序控制、输入输出、其它等类指令。

14、常见的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间或寄存器和存储器之间的数据传送。

15、设指令字长等于存储字长，均为24位，若其指令系统可完成108种操作，操作码长度固定，且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占7位，寻址特征占3位，可直接寻址的范围是2，一次间址的范围是2。

已知其指令系统可完成108种操作，108转换为二进制为1101100，位数为7，所以指令字中操作码占7位；已知此指令具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等6种寻址方式，6转化为二进制为110，位数为3，所以寻址特征占3位；已知指令字长为24位，操作码和寻址特征共占7+3=10位，剩下的24-10=14位即为可直接寻址的位数，所以可直接寻址的范围是2；已知存储字长为24位，又因为间接寻址的操作数在内存中，则一次间接寻址的位数就是一个存储字长的位数，所以一次间接寻址的位数为24位，即一次间址的范围是2。

16、设机器指令系统可完成98种操作，指令字长为16位，操作码长度固定。若该指令系统具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，其指令代码中操作码占7位，寻址特征占3位，形式地址码占6位，一次间址的范围是2。思路和上题差不多，形式地址码就是去掉操作码和寻址特征外的地址 17、某机采用三地址格式指令，共能完成50种操作，若机器可在1K地址范围内直接寻址，则指令字长应取36位，其中操作码占6位，地址码占30位。 首先要明确三地址指令的格式： OP A1 A2 A3 OP表示操作码，A1、A2、A3表示地址码，三地址指令可完成(A1)OP(A2)->A3的操作。则A1、A2和A3这三个地址字段所占的位数是相等的，都反映了直接寻址的位数。则

已知此指令共能完成50种操作，转换为二进制就是110010种操作（从000000到110001），所以操作码占6位；已知直接寻址范围为1K=2，所以A1、A2、A3的位数都是10，则地址码占10+10+10=30位。

10

16

2414

14

24

26

18、某机指令字长24位，共能完成130种操作，采用单地址格式可直接寻址的范围是

216，采用二地址格式指令，可直接寻址的范围是28。

都是抓住地址码字段所占的位数相等这一点来求解的

19、某机共有156条指令，采用一地址格式，则指令字需取24位才能直接寻址64K个存储单元。完成一条这种格式的加法指令，需访问两次存储器。 首先要明确一地址指令的格式： OP A1 它可完成（ACC）OP（A1）->ACC的操作，ACC（累加器）既存放参与运算的操作数，又存放运算的中间结果，这样完成一条一地址指令只需访问两次存储器（取指令一次，取操作数A1一次）。

已知156条指令占8位，则操作码OP为8位，已知直接寻址范围为64K=2，则A1占16位，所以指令字需取8+16=24位。

20、设指令字长等于存储字长均为16位，若某指令系统共能完成58种操作，且具有立即、间接、直接、变址四种寻址方式（变址寄存器为32位），则该指令系统可直接寻址的范围是2，一次间址的寻址范围是2，变址寻址的范围是2，立即数（有符号数）的范围是-2~2-1。

已知58种操作占6位，所以操作码位数为6；四种寻址方式（0、01、10、11）占2位，所以寻址特征位数为2；已知指令字长为16位，则可直接寻址的位数为16-6-2=8，所以该指令系统可直接寻址的范围是28；

已知存储字长为16位，又因为间接寻址的操作数在内存中，则一次间接寻址的位数就是一个存储字长的位数，所以一次间接寻址的位数为16位，即一次间址的范围是2。 求变址寻址的范围：因为变址寻址的有效地址EA等于指令字中的形式地址A与变址寄存器IX的内容相加之和，即EA=A+（IX），所以一次间接寻址的位数取指令字中的形式地址与变址寄存器位数中较大的一个，又已知变址寄存器为32位，指令字中的形式地址为8位，所以变址寻址的位数为32位，即变址寻址的范围是2； 求立即数（有符号数）的范围：首先要明确立即寻址的格式： OP 立即寻址的寻址特征数 A（立即数） 其中规定立即数是采用补码形式存放的 上面已经求出操作码OP为6位，寻址特征数为2位，又已知指令字长为16位，则立即数A为16-6-2=8位，所以问题就可以简化为求8位带1位符号位（已知立即数为有符号数）的补码表示范围的问题了，所以立即数（有符号数）的范围为-2~2-1。

我觉得搞懂上面那一题，后面几道题可以不用看了，类型差不多

24、RISC的英文全名是Reduced Instruction Set computer，它的中文含义是精简指令系统计算机；CISC的英文全名是Complex Instruction Set Computer，它的中文含意是复杂指令系统计算机。

25、RISC指令系统选取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的组合来实现。其指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少，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，且采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期时间内完成。

26、操作数由指令直接给出的寻址方式为立即寻址。 27、只有操作码没有地址码的指令称为零地址格式指令。

28、在指令的执行阶段需要两次访问存储器的直径通常采用存储器间接寻址。

29、需要通过计算才能获得有效地址的寻址方式常见的有变址寻址、基址寻址和相对寻址。

30、在一地址的运算指令中，通常第一操作数在累加器中，第二操作数由指令地址码给出，运算结果在累加器中。

7

7

32

16

7

78

16

32

16

27

31、操作数的地址直接在指令中给出的寻址方式是直接寻址。 32、操作数的地址在寄存器中的寻址方式是寄存器间接寻址。 33、操作数的地址在主存储器中的寻址方式是存储器间接寻址。

34、操作数的地址隐含在指令的操作码中，这种寻址方式是隐含寻址。 35、在寄存器寻址中，指令的地址码给出寄存器号，而操作数在寄存器中。 36、在寄存器间接寻址中，指令中给出的是操作数地址所在的寄存器编号。

37、程序控制类指令包括各类转移指令，用户常用的有无条件转移指令、条件转移指令和子程序调用指令。

38、基址寻址方式的操作数地址由基址寄存器的内容和指令地址码字段给出的地址（或形式地址）求和产生。

39、相对寻址方式中的操作数地址由当前PC值与指令地址码字段给出的位移量（或形式地址）求和产生。

40、变址寻址和基址寻址的有效地址形成方式极为相似，但它们的应用场合不同，前者主要用于处理数组程序，后者支持多道程序的应用。

第八章 CPU的结构和功能（1分）

1、控制器的功能是取指令、分析指令、发出各种微操作命令、执行不同指令、处理各种异常情况或特殊请求等。

2、CPU的功能是指令控制、操作控制、时间控制、数据加工、处理中断。

3、CPU的基本组成包括各类寄存器、算术逻辑部件ALU、控制单元、中断系统。

4、在CPU中，指令寄存器的作用是存放当前正在执行的指令，其位数取决于指令字长；程序计数器的作用是指示现行指令的地址并跟踪后继指令地址，其位数取决于存储单元的个数。

5、指令周期是CPU从主存取出一条指令并执行完该指令所需的时间，最基本的指令周期包括取址周期和执行周期。

6、根据CPU访存的性质不同，可将CPU的工作周期分为取址周期、间址周期、执行周期和中断周期。

7、在中断响应周期内CPU自动执行一条中断隐指令，完成保护断点、关中断和向量地址送PC（硬件向量法）或中断识别程序入口地址送PC（软件查询法）操作。

8、完成一条指令一般分为取址周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。

9、计算机中存放当前指令地址的寄存器叫程序计数器PC。在顺序执行程序时，若存储器按字节编址，而指令长度为32位，则每取出一条指令后，该寄存器自动加4。当执行转移指令或中断操作时，该寄存器接收新的地址。

10、中断标志触发器用于指示CPU进入中断周期，允许中断触发器用于开放（允许中断）或关闭（不允许中断）中断系统，响应中断的条件是中断源有请求和中断允许触发器为“1”时，响应中断的时间是每条指令执行周期结束时刻。

11、中断判优的含义是当多个中断源同时提出请求时，确定响应的优先次序，通常可用硬件排队器和软件排队来实现中断判优，后者所需的时间更长。中断服务程序的入口地址可通过硬件向量法和软件查询法获得，前者所需的时间短。

12、允许中断触发器用于标志CPU是否允许中断，其状态受开中断指令、关中断指令或硬件自动复位控制，当允许中断触发器为“1”状态时，表示系统开放，允许中断。

13、多重中断的含义是CPU在处理中断的过程中，又允许响应新的中断请求，实现多重中断的条件是在中断程序中必须提前设置“开中断”指令，使允许中断触发器为“1”，而且只有级别更高的中断源才能中断现行的中断服务程序。

14、置“0”允许中断触发器可通过关中断指令或在中断响应时，由硬件自动关中断。 15、在中断系统中，通常将中断源分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两大类，其中不可屏蔽中断优先级高。

16、CPU响应中断后可通过硬件向量法或软件查询法转至中断服务程序入口地址。前者需配有向量地址形成部件（编码器），后者需配有中断识别程序。

28

17、流水线处理器可处理指令流水和运算流水，其实质是并行处理，以提高机器速度。 18、在CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是指令寄存器IR，保存下一条指令地址的寄存器是程序计数器PC，保存CPU访存地址的寄存器是存储器地址寄存器MAR。

19、控制器中CU是提供完成机器全部指令功能的微操作命令序列的部件，它可采用组合逻辑设计或微程序设计方法实现。

20、任何指令周期的第一步必定是取址周期。

21、在指令周期中是否有间址周期由指令的寻址特征指出是否有间址寻址决定。

22、取指令过程是由程序计数器PC给出现行指令地址，然后送至存储器地址寄存器MAR，经地址线从存储器读出，经数据线送至CPU中的存储器数据寄存器MDR，最终送至指令寄存器IR。

23、一个五级流水的处理器，当任务饱满时，它处理10条指令的加速比是3.6。 时间单元 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

指令1 | | | | | | 指令2 | | | | | | 指令3 | | | | | | 指令4 | | | | | | 指令5 | | | | | | 指令6 | | | | | | 指令7 | | | | | | 指令8 | | | | | | 指令9 | | | | | | 指令10 | | | | | |

设处理器处理1条指令需5个时间单位。若不采用指令流水，则处理器处理10条指令需要5*10=50个时间单位，若采用五级流水的处理器，由上图可以看出只需要5+(14-5)=14个时间单位，所以加速比=50/14≈3.57

24、一个五级流水的处理器，共有12条指令连续输入此流水线，则在12个时钟周期结束时执行完8条指令。

由上题的图可知，前5个时钟周期执行完1条指令，以后的7个市州周期每个周期执行完1条指令，所以12个时钟周期结束时共执行完1+7=8条指令。

25、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=60ns、T2=50ns、T3=90ns、T4=80ns。则加法器流水线的时钟周期至少为90ns。如果采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为280ns。

流水线的时钟周期取时间最长的过程段的时间

26、流水线中的多发技术包括超标量技术、超流水线技术和超长指令字技术。

27、在流水线的多发技术中，超流水线技术在原来的时钟周期内，功能部件被使用多次。 28、超标量技术在每个时钟周期内可同时并发多条独立指令，处理器中需配置多个功能部件和指令译码电路，以便同时执行多个操作。

29、在流水线的多发技术中，超长指令字技术对编译器的要求更高，因为在一个时钟周期内，虽然执行一条指令，但要求各个功能部件之间不允许有数据相关。

30、流水CPU是以时间并行性为原理构造的处理器。目前高性能的微处理器无一不采用流水技术。

31、影响流水线性能的因素主要反映在访存（或硬件资源）冲突、数据相关和控制相关。 32、在流水线中，相关问题是指程序的相近指令之间出现某种关联，它主要包括控制相关和数据相关。

33、当出现条件转移指令（或分支指令）时，便发生了控制相关。

34、数据相关发生在一条指令需用到前面指令的执行结果，而这些指令均在流水线中重叠执行，还未得出结果时，它又分读-写相关、写-读相关和写-写相关。

35、若采用硬件向量法形成中断服务程序的入口地址，则CPU在中断周期完成保护程序断点、硬件关中断和向量地址送至PC操作。

29

36、若采用软件查询的方法形成中断服务程序的入口地址，则CPU在中断周期完成保护程序断点、硬件关中断和中断识别程序入口地址送至PC操作。

37、中断判优可通过硬件排队和软件排队（编程）实现，前者速度更快。 38、中断服务程序的入口地址可通过硬件向量法和软件查询法寻找。

39、在硬件向量法中，可通过两种方式找到服务程序的入口地址，一种是在向量地址的存储单元中，存放一条无条件转至入口地址的指令，另一种是在向量地址的存储单元中，直接存放入口地址，形成一个向量地址表。

40、某机有四个中断源，优先顺序按1->2->3->4降序排列，若想将中断处理次序改为3->1->4->2，则1、2、3、4中断源对应的屏蔽字分别是1101、0100、1111和0101。 这题和第八章的选择题21题类似 中断源 屏蔽字 1 2 3 4 1级 1 1 0 1 2级 0 1 0 0 3级 1 1 1 1 4级 0 1 0 1 屏蔽字的含义：“1”代表可以屏蔽，“0”代表不可以屏蔽，“1”或“0”所在的位置代表可以或不可以屏蔽的中断的级数。

例如在本题中，已知修改后的优先级顺序为3->1->4->2，则3的优先级最高，可以屏蔽其它所有的中断，则3的屏蔽字为1111；1的优先级第二高，则1可以屏蔽除了3（在第3位）外的所有的中断，则1的屏蔽字为1101；同理可得到其它中断的屏蔽字。

30

（4）如果地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将会出现A13恒为“1”的情况。此时存储器只能寻址A13=1的地址空间，A13=0的另一半地址空间将永远访问不到。若对A13=0的地址空间进行访问，只能错误地访问到A13=1的对应空间中去。

24. 一个4体低位交叉的存储器，假设存取周期为T，CPU每隔1/4存取周期启动一个存储体，试问依次访问64个字需多少个存取周期？

解：本题中，只有访问第一个字需一个存取周期，从第二个字开始，每隔1/4存取周期即可访问一个字，因此，依次访问64个字需：

存取周期个数 =(64-1)×(1/4)T+T=（63/4+1）T =15.75+1 =16.75T 与常规存储器的速度相比，加快了：（64-16.75）T =47.25T

38. 磁盘组有6片磁盘，最外两侧盘面可以记录，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为40道/cm，内层密度为400位/cm，转速3600转/分。 （1）共有多少存储面可用？ （2）共有多少柱面？

（3）盘组总存储容量是多少？ （4）数据传输率是多少？ 解：

（1）共有：6×2 = 12个存储面可用； （2）有效存储区域 =（33-22）/2= 5.5cm 柱面数 = 40道/cm × 5.5cm= 220道 （3）内层道周长=22?cm= 69.08cm 道容量=400位/cm×69.08cm= 3454B 面容量=3454B×220道 = 759 880B

盘组总容量 =759，880B×12面= 9，118，560B 4）转速 = 3600转 / 60秒 = 60转/秒

数据传输率 = 3454B × 60转/秒= 207，240 B/S

30、 一个组相联映射的Cache由64块组成，每组内包含4块。主存包含4096块，每块由128字组成，访存地址为字地址。试问主存和Cache的地址各位几位？画出主存地址格式。

解：Cache每块有128字，由此得 b=log2128=7；

19

主存地址大小为：4096块*128字=2 字，地址位共19位 由组相连映射格式，可算

r=log24=2;q=log216=4;c=log264=6;s=19-7-4=8; 主存地址： 主存字块地址 组地址 字块内地址 s=t+r q=c-r b 8 4 7

39. 某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录盘面，每毫米5道，每道记录信息12 288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道，求： （1）磁盘存储器的存储容量；

（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度； （3）磁盘数据传输率； （4）平均等待时间。

36

解：

（1）存储容量 = 275道×12 288B/道×4面 = 13 516 800B

（2）最高位密度 = 12 288B/230≈17B/mm≈136位/mm（向下取整） 最大磁道直径=230mm+275道/5道 × 2= 230mm + 110mm = 340mm 最低位密度 = 12 288B / 340≈11B/mm≈92位 / mm （向下取整）

（3）磁盘数据传输率= 12 288B × 3000转/分=12 288B × 50转/秒=614 400B/S （4）平均等待时间 = 1/50 / 2 = 10ms

第六章 计算机的运算方法（8分）

（要考书上课后题中的一题）

4. 设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。-13/64，29/128，100，-87

解：真值与不同机器码对应关系如下：

5. 已知[x]补，求[x]原和x。

[x1]补=1.1100；[x2]补=1.1001；[x3]补=0.1110；[x4]补=1.0000；[x5]补=1，0101； [x6]补=1，1100； [x7]补=0，0111； [x8]补=1，0000； 解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：

9. 当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）？ 解：真值和机器数的对应关系如下：

37

12. 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符） 。写出51/128所对应的机器数。要求如下： （1）阶码和尾数均为原码； （2）阶码和尾数均为补码； （3）阶码为移码，尾数为补码。

（注：题意中应补充规格化数的要求。） 解：据题意画出该浮点数的格式： 1 4 1 10 阶符 阶码 数符 尾数 将十进制数转换为二进制： x1=51/128=0.011 001 1

则以上各数的浮点规格化数为：

（1）[x1]浮=1，0001；0.110 011 000 0 （2）[x1]浮=1，1111；0.110 011 000 0 （3）[x1]浮=0，1111；0.110 011 000 0

14. 设浮点数字长为32位，欲表示±6万间的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取一位外，阶码和尾数各取几位？按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？

解：若要保证数的最大精度，应取阶的基=2。

若要表示±6万间的十进制数，由于32768（215）< 6万 <65536（216），则：阶码除阶符外还应取5位（向上取2的幂）。 故：尾数位数=32-1-1-5=25位

按此格式，该浮点数上溢的条件为：阶码>=32 该浮点数格式如下：

1 5 1 25

19. 设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。 （3）A=-3/16，B=9/32， 求A+B；

解：（3）A= -3/16=（-0.001 1000）2；B=9/32=（0.010 0100）2；[A]补=1.110 1000；[B]补= 0.010 0100 ；[A+B]补= 1. 110 1000+0.010 0100=0.000 1100 —— 无溢出，所以，A+B=（0.000 1100）2 = 3/32

20. 用原码一位乘、两位乘和补码一位乘（Booth算法）、两位乘计算x·y。 （1）x= 0.110 111，y= -0.101 110；

38

解：先将数据转换成所需的机器数，然后计算，最后结果转换成真值。其中x*表示x的绝对值。

（1）[x]原=x=0.110111，[y]原=1.101110；x*=0.110111，y*=0.101110；x0=0，y0=1，z0=x0?y0=0?1=1；x*×y*=0.100 111 100 010；[x×y]原=1.100 111 100 010； x·y= -0. 100 111 100 010 原码一位乘：

部分积 乘数y* 0 . 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 1 1 0 —— +0

?1 0 . 0 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 1 1 —— +x*

+ 0 . 1 1 0 1 1 1 0 . 1 1 0 1 1 1

?1 0 . 0 1 1 0 1 1 1 0 . 1 0 1 1 —— +x*

+ 0 . 1 1 0 1 1 1 1 . 0 1 0 0 1 0

?1 0 . 1 0 1 0 0 1 0 1 0 . 1 0 1 —— +x*

+ 0 . 1 1 0 1 1 1 1 . 1 0 0 0 0 0

?1 0 . 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 . 1 0 —— +0

?1 0 . 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 . 1 —— x*

+ 0 . 1 1 0 1 1 1 1 . 0 0 1 1 1 1

2x*=01.101110，[-x*]补=[-x]补=1.001001 原码两位乘：

部分积 乘数 Cj

0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 1 1 0 0

+ 0 0 1 . 1 0 1 1 1 0 +2x*

0 0 1 . 1 0 1 1 1 0 0

?2 0 0 0 . 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 .1 0 1 1

+ 1 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +[-x*]补

1 1 1 . 1 0 0 1 0 0 1

?2 1 1 1 . 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 .1 0

+ 1 1 1 . 0 0 1 0 0 1 +[-x*]补

39

21. 用原码加减交替法和补码加减交替法计算x÷y。 （1）x=0.100111，y=0.101011；

解：（1）x*=[x]原=[x]补=x= 0.100 111；y*=[y]原=[y]补=y= 0.101 011；[-y*]补=[-y]补=1.010 101；q0=x0?y0=0?0=0；x/y=x*/y*=[x/y]原=0.111 010；r*=0.000 010×

2-6=0.000 000 000 010

计算过程如下：

原码加减交替除法：

被除数（余数） 商

0 . 1 0 0 1 1 1 0 . 0 0 0 0 0 0

+ 1 . 0 1 0 1 0 1 试减，+[-y*]补

1 . 1 1 1 1 0 0

1? 1 . 1 1 1 0 0 0 0 .

+ 0 . 1 0 1 0 1 1 r<0，+y*

0 . 1 0 0 0 1 1

1? 1 . 0 0 0 1 1 0 0.1

+ 1 . 0 1 0 1 0 1 r>0， +[-y*]补

第七章 指令系统（8分）

（考书上的一个例题）

例7.1假设指令字长为16位，操作数的地址码为6位，指令有零地址、一地址、二地址三种格式。

（1）设操作码固定，若零地址指令有P种，一地址指令有Q种，则二地址指令最多有几种？

（2）采用扩展操作码技术，若二地址指令有X种，零地址指令有Y种，则一地址指令最多有几种？

解：（1）由题意可知操作数的地址码为6位，则二地址指令中操作码的位数为16-6-6=4。这4位操作码可有2=16种操作。又由题意可知零地址指令P种，一地址指令Q种，则剩下的二地址指令最多有16-P-Q种。

（2）采用扩展操作码技术，操作码位数可变，则二地址、一地址和零地址的操作码长度分别为4位、10位和16位。则二地址指令操作码每减少一种，就可多构成

6

6

4

26中一地址指令

操作码；一地址指令操作码每减少一种，就可多构成2种零地址指令操作码。

由题意可知二地址指令有X种，则一地址指令最多有（24-X）*10种。设一地址指令有M种，则零地址指令最多有[（2-X）*2-M]*2种。

又由题意可知，零地址指令有Y种，则Y=[（2-X）*2-M]*2，则一地址指令M=（2-x）*2-Y *2，所以一地址指令最多有（2-x）*2-Y *2种。

40

6

-6

4

6

-6

4

6

6

4

4

6

6

例7.2设相对寻址的转移指令占3个字节，第一字节为操作码，第二、三字节为相对位移量（补码表示），而且数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式。每当CPU从存储器取出一个字节时，即自动完成（PC）+1->PC。

（1）若PC当前值为240（十进制），要求转移到290（十进制），则转移指令的第二、三字节的机器代码是什么？

（2）若PC当前值为240（十进制），要求转移到200（十进制），则转移指令的第二、三字节的机器代码是什么？

解：（1）PC当前值为240，该指令取出后PC值为243，要求转移到290，即相对位移量为290-243=47，转移成补码为2FH。由于数据在存储器中采用低字节地址为字地址的存放方式，所以该转移指令的第二字节为2FH，第三字节为00H。

（2）PC当前值为240，该指令取出后PC值为243，要求转移到200，即相对位移量为200-243=-43，转换成补码为D5H，由于数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，所以该转移指令的第二字节为D5H，第三字节为FFH。

例7.4某机字长16位，存储器直接寻址空间为128字，变址时的位移量为-64~+63,16个通用寄存器均可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求。 （1）直接寻址的二地址指令3条。 （2）变址寻址的一地址指令6条。 （3）寄存器寻址的二地址指令8条。 （4）直接寻址的一地址指令12条。 （5）零地址指令32条。

试问还有多少种代码未用？若安排寄存器寻址的一地址指令，还能容纳多少条？

解：（1）在直接寻址的二地址指令中，由题意可知直接寻址空间为128字，则每个地址码为7位，其格式如图（a）所示。3条这种这种指令的操作码为00、01和10，剩下的11可作为下一种格式指令的操作码扩展用。

00 2 7 7 OP A1 A2 …… 3条

（a） 10

（2）在变址寻址的一地址指令中，根据变址时的位移量-64~+63，形式地址A取7位。根据16个通用寄存器可作为变址寄存器，取4位作为变址寄存器Rx的编号。剩下的5位可作为操作码，其格式如图（b）所示。6条这种指令的操作码为11000~11101，剩下的两个编址11110和11111可作为扩展用。

11000

5 4 7 …… 6条

OP Rx A 11101 （b）

(3)在寄存器寻址的二地址指令中，两个寄存器地址Ri和Rj共8位，剩下的8位可作操作码，比格式（b）的操作码扩展了3位，其格式如图（c）所示。8条这种指令的操作码为11110000~11110111。剩下的11111000~11111111这8个编码可作为扩展用。 8 4 4 11110000

OP Ri Rj …… 8条 （c） 11110111

（4）在直接寻址的一地址指令中，除去7位的地址码外，可有9位操作码，比格式（c）的操作码扩展了1位，与格式（c）剩下的8个编码组合，可构成16个9位编码。以11111作为格式（d）指令的操作码特征位，12条这种指令的操作码为111110000~111111011，如图（d）所示。剩下的111111100~111111111可作为扩展用。 9 7 111110000

41

……

111111011

12条

OP （d） A (5)在零地址指令中，指令的16位都作为操作码，比格式（d）的操作码扩展了7位，与上述剩下的4个操作码组合后，共可构成4*27条指令的操作码。32条这种指令的操作码可取1111111000000000~1111111000011111，如图（e）所示。 16 1111111000000000

OP …… 12条

（e） 1111111000011111

还有29-32=480种代码未用，若安排寄存器寻址的一地址指令，出去末4位为寄存器地址外，还可容纳30条这类指令。

例7.5设某机配有基址寄存器和变址寄存器，采用一地址格式的指令系统，允许直接和间接寻址，且指令字长、机器字长和存储字长均为16位。

（1）若采用单字长指令，共能完成105种操作，则指令可直接寻址的范围是多少？一次间接寻址的寻址范围是多少？画出其指令格式并说明各字段的含义。 （2）若存储字长不变，可采用什么方法直接访问容量为16MB的主存？

解：(1)在单字长指令中，根据能完成105种操作，取操作码7位。因允许直接和间接寻址，且有基址寄存器和编址寄存器，故取2位寻址特征位，其指令格式如下： 7 2 7 OP M AD 其中，OP为操作码，可完成105种操作；M为寻址特征，可反映四种寻址方式；AD为形式地址。

这种指令格式可直接寻址2=128，一次间接寻址的寻址范围是2=65536。

（2）容量为16MB的存储器，正好与存储字长为16位的8M存储器容量相等，即16MB=8M*16位。欲使指令直接访问16MB的主存，可采用双字长指令，其操作码和寻址特征位均不变，其格式如下：

7 2 7 OP M AD1 AD2 其中，形式地址为AD1//AD2，共7+16=23位。2=8M，即可直接访问主存的任一位置。

23

7

16

第八章 CPU的结构和功能（8分）

（考习题集上的一题）

32、设某机配有A、B、C三台设备，其优先顺序是A>B>C，为改变中断处理次序，将它们的屏蔽字分别设置为如下表所示： 设备 屏蔽字 A 1 1 1 B 0 1 0 C 0 1 1 请按下图中的时间轴给出的设备请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设A、B、C中断服务程序的执行时间均为20us。

42

程序 C服务 B服务 A服务 0 | 10

| 20

| 30 | 40 | 50

| 60

| 70

| 80

t/us

A请求 B请求 C请求

解：由表中各设备的屏蔽字可知，设备的优先级由高到低为A->C->B。 则CPU的执行程序的轨迹用红虚线表示在上图。

33、某机有五个中断源L0，L1，L3，L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0->L1 ->L2->L3->L4，现要求中断处理次序改为L1->L3->L4->L0->L2，写出各中断源的屏蔽字。 解：五个中断源的屏蔽字如下表所示： 中断源 屏蔽字 L0 L1 L2 L3 L4 L0 1 0 1 0 0 L1 1 1 1 1 1 L2 0 0 1 0 0 L3 1 0 1 1 1 L4 1 0 1 0 1

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