组成原理复习题12

山东理工期末试卷十二

一. 填空题（每空1分，计20分）

1． 在计算机传统的术语中，将A.______和B.______合在一起称为CPU，而将CPU

和C.______合在一起称为主机。

2． 一个定点数由A.______和B.______两部分组成，根据小数点位置不同，定点数有

C.______和D.______两种表示方法。

3． 广泛使用的A.______和B.______都是半导体随机读写存储器。前者速度比后者

C.______，集成度不如后者高。

4． 指令操作码字段表征指令的A.______，而地址码字段指示B.______。微小型机中

多采用C.______混合方式的指令格式。

5． 硬布线控制器的基本思想是：某一A.______控制信号是B.______译码输出.、

C.______信号、D.______信号的逻辑函数。

6． 计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用A.______传

送、B.______传送、C.______传送。

二. 选择题（每小题1分，计20分）

1． 计算机的存储器系统是指______。

A. RAM存储器 B. ROM存储器

C. 主存储器 D. cache，主存储器和外存储器 2． 至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。 A． 节约元件 B. 运算速度快 C. 物理器件性能决定 D. 信息处理方便

3． 某机字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数。若用定点整数表示，则最小负

整数为______。

A. -(231-1) B. -（230-1） C. -（231+1） D. -（230+1） 4． x=+0.1011, y=+0.0110，则用补码运算[x-y]补=______。

A. 0.0101 B. 0.0001 C. 1.1011 D. 1.1111 5． 存储单元是指______。

A. 存放一个二进制信息位的存储元 B. 存放一个机器字的所有存储元集合 C. 存放一个字节的所有存储元集合 D. 存放两个字节的所有存储元集合 6． 某存储器芯片的存储容量为8K×8位，则它的地址线和数据线引脚相加的和为

______

A. 12 B. 13 C. 21 D. 22 7． 在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______来实现。

A. 原码运算的二进制减法器 B. 补码运算的二进制减法器 C. 补码运算的十进制加发器 D. 补码运算的二进制加法器 8． 对于某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。

A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接 9． 运算型指令的寻址与转移型指令的寻址不同点在于______。 A． 前者取操作数，后者决定程序转移地址 B． 后者取操作数，前者决定程序转移地址 C． 前者是短指令，后者是长指令

D． 前者是长指令，后者是短指令

10. 程序控制类指令的功能是______。

A． 进行算术运算和逻辑运算

B． 进行主存与CPU之间的数据传送 C． 进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D． 改变程序执行的顺序

11．在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是______。

A. 主存地址寄存器 B. 程序计数器 C. 指令寄存器 D. 状态条件寄存器 12．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． 每一条机器指令由一段由微指令编成的微程序来解释执行 C． 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 D． 一条微指令由若干条机器指令组成 13．系统总线中控制线的功能是______。

A． 提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号及时序信号 B． 提供数据信息

C． 提供主存、I/O接口设备的控制信号 D． 提供主存、I/O接口设备的响应信号

14．从信息流的传送效率来看，______工作效率最低。

A. 三总线系统 B. 单总线系统 C. 双总线系统 D. 多总线系统 15．三种集中式总线仲裁中，______方式对电路故障最敏感。

A. 链式查询 B. 计数器定时查询 C. 独立请求 16．用于笔记本电脑的大容量存储器是______。

A. 软磁盘 B. 硬磁盘 C. 固态盘 D. 寄存器 17．具有自同步能力的记录方式是______。

A. NRE B. PM C. MFM D. FM

18．一台计算机对n个数据源进行分时采集送入主存，然后分时处理，采集数据时最

好的方案是使用______。

A. 堆栈缓冲区 B. 一个指针的缓冲区 C. 两个指针的缓冲区 D. n个指针的n个缓冲区 19．为了便于实现多级中断，保存现场最有效的方法是采用______。

A. 通用寄存器 B. 堆栈 C. 存储器 D. 外存 20．CPU对通道的请求形式是______。

A. 自陷 B. 中断 C. 通道命令 D. I/O指令

三. 计算题（共20分）

1． 已知x和y,用变形补码计算x+y、x-y，同时指出结果是否溢出。

（1）x=0.11011 y=0.00011 (2) x=0.11011 y=-0.10101 2．CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100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。

四. 简答题（共20分）

1． 一个较完整的指令系统应包括哪些指令？

2． CPU中有哪些主要寄存器？其主要功能是什么？ 3． 什么是闪速存储器？它有哪些特点?

4． 在计算机中，CPU管理外围设备有几种方式？

五. 应用题（共20分）

1． 设存储器容量为32字，字长64位，模块数m=4，请分别画出顺序方式和交叉方式

组织的存储器结构示意图。

2． 指令格式如下所示，其中OP为操作码，试分析指令格式特点。 15 10 7 4 3 0

OP 源寄存器 目标寄存器 3． 机动题 4． 机动题

试卷十二答案

一. 填空题

1. A. 运算器 B. 控制器 C. 存储器

2. A. 符号位 B. 数值域 C. 纯小数 D. 纯整数 3. A. SRAM B. DRAM C.快

4. A. 操作特性与功能 B. 操作数的地址 C. 二地址、单地址、零地址 5. A. 微操作 B. 指令操作码 C. 时序 D. 状态条件 6. A. 并行 B. 串行 C. 复用

二. 选择题

1. D 2. C 3. A 4. A 5. B 6. C 7. D

8. C 9. A 10. D 11. B 12. B 13. A 14. B 15. A 16. C 17. B,C,D 18. D 19. B 20. D

三. 计算题

1. 解：（1）

[x]补 = 00.11011 [x]补 = 00.11011

+ [y]补 = 00.00011 + [-y]补 = 11.11101 [x+y]补 = 00.11110 [x-y]补 = 00.11000 所以，x+y=0.11110 所以，x-y=0.11000 （2）[x]补 = 00.11011 [x]补 = 00.11011 + [y]补 = 11.01011 + [-y]补 = 00.10101 [x+y]补 = 00.00110 [x-y]补 = 01.10000

所以，x+y=0.00110 两符号位不同，故产生溢出。

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/0.833=60ns

四. 简答题

1. 解：一个较完整的指令系统应包括数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、 程序控制指令、输入输出指令、字符串指令、系统控制指令。 2. 解：

（1） 指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。 （2） 程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。 （3） 地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。 （4） 缓冲寄存器（DR）：

<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 <2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别

<3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为 操作数寄存器。 （5） 通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运

算时，为ALU提供一个工作区。

（6） 状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条

件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息， 以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。

3. 解：闪速存储器是高密度、非易失性的读/写半导体存储器。从原理上看，它属于

ROM型存储器，但是它又可随机改写信息；从功能上看，它又相当于RAM，所以传统ROM与RAM的定义和划分已失去意义。因而它是一种全新的存储器技术。 闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性，（2）廉价的高密度，（3）可直接执 行 （4）固态性能 4. 解：CPU管理外围设备有五种方式：

（1）程序查询方式 （2）程序中断方式

（3）直接内存访问（DMA）方式 （4）通道方式

（5）外围处理机方式

五. 应用题

1. 解：(1)内存地址 4 3 2 1 0

模块 字 M0 M1 M2 M3 0 8 16 24 1 9 17 25 2 10 18 26 3 11 19 27 4 12 20 28 5 13 21 29 6 14 22 30 7 15 23 31 数据总线（64位） （a） 顺序存储器

图C12.1

(2)内存地址 4 3 2 1 0

字 模块 M0 M1 M2 M3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 数据总线（64位） （b） 交叉存储器 图C12.2

2. 解：（1）操作码字段 OP可以指定2=64种基本操作。 （2）单字长（16位）二地址指令。

（3）源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器（各指定16个），所以是RR型指

令，两个操作数均在通用寄存器中。

（4）这种指令结构常用于算术/逻辑类运算指令，执行速度最快。

5．

6

(2)内存地址 4 3 2 1 0

字 模块 M0 M1 M2 M3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 数据总线（64位） （b） 交叉存储器 图C12.2

2. 解：（1）操作码字段 OP可以指定2=64种基本操作。 （2）单字长（16位）二地址指令。

（3）源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器（各指定16个），所以是RR型指

令，两个操作数均在通用寄存器中。

（4）这种指令结构常用于算术/逻辑类运算指令，执行速度最快。

5．

6

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