组成原理分章节习题汇总及答案

第一章 习题

一. 选择题

1. 完整的计算机系统应包括( )。

A. 运算器、存储器、控制器 B. 外部设备和主机

C. 主机和实用程序 D. 配套的硬件设备和软件设备 2. 计算机问世至今，不管怎样更新，依然保持“存储程序”的概念，最早提出这种概念的

是______。

A. 帕斯卡 B. 巴贝奇 C. 冯·诺依曼 D. 贝尔 答案: 1. D 2. C 二. 填空题

1. 计算机的主机由______、______和内存等部件组成。

2. 在计算机传统的术语中，将运算器和______合在一起称为CPU，而将CPU和______合在

一起称为主机。 3. 计算机软件一般分为______和______两大类。

4. 计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构。它通常由__________、

__________、 操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成。每一级上都能进行程序设计。

5. 存储______并按________顺序执行，这是冯·诺依曼型计算机的工作原理。 答案：1. 运算器 控制器

2．控制器 存储器 3．系统软件 应用软件 4．微程序级 一般机器级 5．程序 地址

三. 名词解释

1. 透明

计算机的某些特征用户可以不关心，则这些特征对用户是透明的。 2. ALU 算术逻辑运算器 3. 总线

是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通道

四. 简答题

1. 计算机中采用什么计数制，为什么？

计算机中所有信息是以二进制方式表示的。原因是物理器件性能决定的，因为半导体、磁性、光电等器件都只有2种稳定状态。目前还没有超过2种稳定状态的器件。 2. 计算机系统的层次结构可分为哪几级?

计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级。

第二章 习题

一、选择题

1. 运算器的核心部分是_____c_。

A. 数据总线 B. 多路开关 C. 算术逻辑运算单元 D. 累加寄存器 2. 设字长32位，使用IEEE格式，则阶码采用( c )表示。

A. 补码 B. 原码 C. 移码 D. 反码

3. 四片74181ALU和一片74182CLA器件相配合，具有如下进位传递功能( c )。

A. 行波进位 B. 组内先行进位，组间先行进位

C. 组内先行进位，组间行波进位 D. 组内行波进位，组间先行进位 4. 在定点二进制运算器中，减法运算一般通过___d___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 5. 设字长64位，使用IEEE格式，则阶码采用__c____表示。

A. 补码 B. 原码 C. 移码 D. 反码 6. 下列数中最小的数为__c____。

A. （101001）BCD B. （40）10 C. （23）8 D. （19）16

7. 定点运算器用来进行___a___。

A. 定点数运算 B. 浮点数运算

C. 既进行定点数运算也进行浮点数运算 D. 十进制数加减法

8. 下列数中最大的数为( b )。

A. （10010101）2 B. (227)8 C. （96）16 D. （143）5

9. 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是__d____。

A．11001011 B．11010110 C．11000001 D．11001001 10. 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用奇校验的字符码有___c___。

（四个数为 ①10011010 ②11010000 ③11010111 ④10111100） A. ①③ B. ① C. ②④ D. ④ 11. 在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有__b____，它一般用异或门

来实现。 A. 译码电路 B. 溢出判断电路 C. 编码电路 D. 移位电路 12. 运算器的主要功能除了进行算术运算之外，还能进行____b__。

A. 初等函数运算 B. 逻辑运算 C. 对错判断 D. 浮点运算

13. 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码有___a___。

（四个数为 ①10011010 ②11010000 ③11010111 ④10111100） A. ①③ B. ① C. ②④ D. ④ 14. 浮点运算器的描述中，正确的句子是___b___。

A. 阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算 B. 阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作 C. 阶码部件只进行阶码相加、相减操作 D. 尾数部件只进行乘法和除法运算

15. 下列数中最小的是___d___。

A. （10010011）2 B. （92）16 C. （227）8 D. （143）10

16. 设寄存器位数为8位，机器采用补码形式（含一位符号位）。对应于十进制数-38，寄存

器内为____c__。

A. (B8)16 B. (A6)16 C. (DA)16 D. (C8)16 17. 字符的编码，目前普遍采用的是__d____码。

A. 16进制 B. 8进制 C. BCD D. ASCII 答案: C C C D C C A B D C B B A B D C D

二、填空

1. 汉字的______、______和字模码是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途

的编码。 2. 一个定点数由______和______两部分组成，根据小数点位置不同，定点数有纯小数和纯整数两种表示方法。

3. 移码表示法主要用于表示浮点数的______, 以利于比较两个指数的大小和进行______操

作。

答案：1. 输入编码（或输入码） 内码（或机内码）

2．符号位 数值域 3．阶码 对阶

三、名词解释

1. 机器零

当一个浮点数的尾数为 0，不论其阶码为何值，或者当阶码的值遇到比它能表示的最小

值还小时，不管其尾数为何值，计算机都把该浮点数看成零值，称为机器零。

四、 简答题

五、计算题

1．字长N=8位，采用单符号位法，用补码加减法计算，写出运算过程，判断有无溢出（指

出判断依据）。X=-101100，Y=+110101，求X-Y=？

解: [x]补=1.1010100

+ [-y]补=1.1001011

[x-y]补=11.0011111

D6向D7有进位,D7向C有进位，V=1 XOR 1=0所以无溢出 2. 已知x和y，用变形补码计算x-y，同时指出运算结果是否溢出。 （1）x=+0.11011 y=-0.11111 (2)x=+0.10111 y=+0.11011 解： 1） [x]补=00.11011

+ [-y]补=00.11111

[x-y]补=01.11010

两位符号位不同，产生溢出。

（2） [x]补=00.10111 + [-y]补=11.00101

[x-y]补=11.11100 所以 x-y=-0.00100

3. 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 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 无溢出 无溢出

（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 无溢出 两符号位不同，故产生溢出。 4. 两浮点数x =0.1101x2 和 y=-0.1010x2 。假设尾数以补码表示，可存储4位尾数，

保护位2位，阶码以4位移码表示。求x+y=？ x-y=？ 解：

[x]浮=1001，00.1101

[y]浮=1011，11.0110

对阶：1011-1001=2，因此将x的尾数右移2位，得[x]浮=1011，00.0011 01，最低2位为保护位

尾数求和：[x+y]浮=1011，11.1001 01 规格化：左规 [x+y]浮=1010，11.0010 10

舍入：假定采用0舍1入 [x+y]浮=1010，11.0011 检查溢出：无溢出 x+y=2 10 x（-0.1101）

六、应用题

01

11

第三章 习题

一、选择题

1. 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__c____。

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 2. 存储单元是指____b__。

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 3. 计算机的存储器系统是指___d___。

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 4. 存储周期是指____c__。

A．存储器的读出时间 B．存储器的写入时间

C．存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔 D．存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔

5. 程序访问的局限性是使用的____b__依据。

A 缓冲 B cache C 虚拟内存 D 进程 6. 主存储器和CPU之间增加cache的目的是( b )。

A.扩大主存储器的容量

B. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题

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

7. 某机字长32位，存储容量1MB。若按字编址，它的寻址范围是( c )。

A. 1M B. 512KB C. 256K D. 256KB

8. 某计算机字长为32位，其存储器容量为32MB，若按字编址，它的寻址范围是__d____。

A. 8MB B. 4M C. 4MB D. 8M 9. 某计算机字长为32位，其存储器容量为16MB，若按字编址，它的寻址范围是__b____。

A. 8MB B. 4M C. 4MB D. 8M

10. 某机字长64位，存储器容量是32MB。若按半字编址，那么它的寻址范围是_d_____。 A. 64M B. 32M C. 16M D. 8M 11. EPROM是指___d___。

A. 闪速存储器 B. 只读存储器

C. 可编程的只读存储器 D. 光擦可编程的只读存储器 12. 相联存储器是按( c )进行寻址的存储器。

A. 地址指定方式 B. 堆栈存取方式

C. 内容指定方式 D. 地址指定方式与堆栈存取方式结合 13. 双端口存储器在( b )情况下会发生读/写冲突。

A. 左端口与右端口的地址码不同 B. 左、右端口的地址码相同 C. 左、右端口的数据码相同 D. 左、右端口的数据码不同 14. 双端口存储器之所以能高速进行读/写，是因为采用___c___。 A. 新型器件 B. 流水技术 C. 两套相互独立的读写电路 D. 高速芯片

二、填空

1. 形成指令地址的方式，称为指令寻址方式，有______寻址和______寻址两种，使用程序

计数器来跟踪。

2. 指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的______和功能不仅直接影响到机器硬

件结构，而且也影响到______。 3. 堆栈是一种特殊的________寻址方式,它采用_________原理,按结构不同,分为寄存器堆栈

和存储器堆栈。 4. RISC指令系统的最大特点是指令条数少、______固定、指令格式和寻址方式种类少、只

有______指令访问存储器。 5. 指令格式是指令用二进制表示的结构形式，通常格式中由______字段和______字段组成。 6. 直接，间接，立即三种寻址方式指令执行的速度，由快到慢的排序是 答案: 1. 顺序 跳跃 2. 格式 系统软件 3. 数据 先进后出

4. 指令长度 取数/存数 5. 操作码 地址码 6. 立即,直接，间接

三、名词解释 1. RISC

精简指令系统计算机 2. CISC

复杂指令系统计算机

四、 简答题

1. 什么叫指令？什么叫指令系统？

指令是计算机执行某种操作的命令，也就是常说的机器指令。一台机器中所有机器指令的集合，称这台计算机的指令系统。

2. 什么是指令格式？计算机指令为什么要有一定的格式？

计算机指令编码的格式称为指令格式。指令格式指定指令中编码字段的个数、各个字段

的位数以及各个字段的编码方式。为了使硬件能够区别指令中的各个字段，计算机指令必须有一定的格式。

3. 有些指令的操作码为什么要采用可变长度？

指令的扩展用于系统化计算机产品中，后继的计算机产品为了软件的兼容性需要保留先前计算机的指令，并且增加一些扩展指令，这时采用增加操作码长度可增加更多的指令。 4. 一个较完整的指令系统应包括哪些指令？

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。 4. 何谓RISC？何谓CISC？

复杂指令系统计算机，简称CISC； 精简指令系统计算机，简称RISC。

5. RISC机器有哪些特征？ 解：RISC机器具有以下特征：

(1) 简化的指令系统。（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。

指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。）

（2）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。

（3）指令都以流水线方式工作。（大部分指令在一个机器周期内完成。） （4）CPU中通用寄存器数量相当多。

（5）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。 （6）特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。

五、计算题

1. 一种单地址指令格式，Ｄ为形式地址，ＭOD为寻址方式，已知变址寄存器

（Ｒx）＝1000H，（R）=181H，（PC）=2000H，D=100H 存储器中有关数据如下：

地址 0080H 0100H 0165H 0181H 1000H 1100H 2100H 数据 40H 80H 66H 100H 256H 181H 165H 写出以下寻址方式有效地址EA的算法表达式和数据DATA。 寻址 方式 直接 寻址 相对 寻址 寄存器 寻址 寄存器间接寻址 变址 寻址 寻址 方式 直接 寻址 相对 寻址 寄存器 寻址 寄存器间接寻址 变址 寻址

六、应用题

1. 设计算机A有60条指令，指令操作码为6位固定长度编码，从000000到111011。其后续产品B需要增加32条指令，并与A保持兼容，试采用操作码扩展技术为计算机B设计指令操作码。

6

答：60<=64(2 ),利用6位指令操作码剩余的4个操作码作需要增加的32条指令的前缀,再扩展3位操作码(23 =8),共产生4*8=32个指令操作码, 具体: 111100 000—111100 111 8个 111101 000—111101 111 8个 111110 000—111110 111 8个 111111 000—111111 111 8个

2. 若机器字长36位，采用三地址格式访存指令，共完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，画出该机器的指令格式。

有效地址EA D=100H （PC+D=2000H+100H R （R）=181H （Ｒx）+D=1000H+100H （R）=181H （181H）=100H （1100H）=181H ）DATA （100H）=80H （2100H）=165H 有效地址EA DATA 答：操作码需用6位，操作数地址码需用10位。格式如下

6 10 10 10

OP D1 D2 D3

3. 指令格式如下所示，其中OP为操作码字段，试分析指令格式特点。

15 10 7 4 3 0

OP ---------- 源寄存器 基址存储器 位移量（16位） 解：（1）双字长二地址指令，用于访问存储器 （2）操作码字段OP为六位，可以指定64种操作 (3) 一个操作数在源寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由基址寄存器和位

移量决定），所以是RS型指令。

4. 指令格式结构如下所示，试分析指令格式特点。

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0 OP 寻址方式 寄存器 寻址方式 寄存器 答：（1）OP字段指定16种操作 （2）单字长二地址指令

（3）每个操作数可以指定8种寻址方式

(4)操作数可以是RR型、RS型、SS型

5.机器字长32位，主存容量1MB，16个通用寄存器，共30条指令，请设计一种单字长二地址RR型，RS型指令结构，要求有直接、相对、寄存器、寄存器间接、变址、变址间接6种寻址方式。（10分）

（1）设计指令格式。

（2）计算直接寻址方式的最大寻址范围

（3）对应6种寻址方式，在表中填出有效地址EA的表达式，使用某个寄存

器可在说明栏内说明，如Rx为变址寄存器。

解: (1)

31 27 26 24 23 20 19 16 15 0 OP 寻址方式 (2) 216=64K (3) 寻址 方式 直接 寻址 相对 寻址 寄存器 寻址 寄存器间接寻址 变址 寻址 变址间接 寻址

I 0 0 0 1 0 1 x 00 01 10 11 00 11 有效地址EA表达式 D (PC)+D R (R) (Rx)+D ((Rx)+D) 说明 源寄存器 目的寄存器 D Rx为变址寄存器 Rx为变址寄存器 第五章 习题

一、选择题

1. 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是( d )。

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

2. 假设微操作控制信号用Cn来表示，指令操作码译码器输出用Im表示，节拍电位信号用Mk表示，节拍脉冲信号用Ti表示，状态反馈信息用Bj表示，则硬布线控制器的基本原理可表示为( d )。

A. Cn=f（Im，Ti） B. Cn=f（Im，Bj） C. Cn=f（Mk，Ti，Bj） D. Cn=f（Im，Mk，Ti，Bj） 3. 在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是_b_____。

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 4. ___d___用于保存当前正在执行的一条指令。

A. 缓冲寄存器 B. 地址寄存器 C. 程序计数器 D. 指令寄存器 5. 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____b__。

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. 用微程序计数器μPC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 6. 下列关于微操作的描述正确的是___a___。

A. 同一CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作

B. 同一CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C. 同一CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D. 在不同的CPU周期，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 答案：ＤＤＢＤＢＡ 二、填空

19. 指令的解释是由CPU中的 来完成的，运算是由CPU中的 来完成的。 20. CPU是计算机的中央处理器部件，具有______控制、______控制、时间控制、数据加工等基本功能。

21. 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫_______微操作，不可以并行执行的微操

作叫_______微操作。

23. 硬布线控制器的基本思想是：某一微操作控制信号是_________译码输出.、______信号

和状态条件信号的逻辑函数。 23. 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_________ 、(2)CPU配备大量的________、(3)强调指令流水线的优化。 答案:1. 控制器或指令译码部件 运算器

2. 指令 操作 3. 相容性 相斥性

4. 指令操作码 时序

5. 简单的指令集 通用寄存器

三、名词解释 １．时钟周期

计算机主频的周期 ２．机器周期

每个基本操作的时间 ３．指令周期

指令周期是指取出并执行一条指令的时间 ４．控制存储器

控制存储器用来存放实现全部指令系统的微程序，它是一种只读存储器。 ５．微程序

实现一条机器指令功能的许多条微指令组成的序列。 ６．微命令

控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令。 ７．微指令

在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合。 ８．微地址

用于在控制存储器寻址微指令的地址。 四、 简答题

１．简述CPU的主要功能

解：CPU主要有以下四方面的功能：

（1） 指令控制 程序的顺序控制，称为指令控制。

（2） 操作控制 CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种

操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

（3） 时间控制 对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。

(4)数据加工 对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理。

２．写出CPU中的主要寄存器

答：指令寄存器（IR），程序计数器（PC），地址寄存器（AR），缓冲寄存器（DR），通用寄存器（AC），状态条件寄存器。 ３．程序计数器（PC）的作用是什么？

程序计数器（PC）存放下一条指令的地址。因为多数指令是按顺序执行的，下一条指令的地址可以从上一条指令的地址加上一个偏移量得到。如是转移指令则需把转移目标地址写入程序计数器（PC）。 ４．什么是“数据通路”？

计算机执行指令过程中，需要不断地在寄存器和ALU之间传递数据。CPU中的运算器以及寄存器需要相互连结，才能协调地进行工作。通常把运算器与寄存器之间传递信息的线路连同这些部件称为“数据通路”。 ５．指令和数据均以二进制代码形式放在主存中，请问CPU如何区别它们是指令还是数据？ 答：从时间上讲，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

内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。从内存读出数据流流向运算器（通用寄存器）。

６．说明机器周期、时钟周期、指令周期之间的关系。

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）。

７．微程序控制的基本思想是什么？

把指令执行所需要的所有控制信号存放在一个存储器中，（也就是把操作控制信号编成微指令，存放到一个专门的存储器中）。计算机运行时一条一条从这个存储器中读取微指令，从而产生各种操作控制信号。

８．一条微指令分为哪些部分？各起什么作用？

一条微指令的编码分操作控制部分和顺序控制部分。操作控制部分包含一个机器周期中每个微操作所需的全部控制信号的编码，用来发出管理和指挥全机工作的控制信号。顺序控制部分用来决定产生下一条微指令的地址。 ９．微地址的形成方法有哪几种?

计数器(增量)方式,断定方式,(前两种的)结合方式.

１０．什么叫指令？什么叫微指令？二者有什么关系

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。

五、计算题

六、应用题

7-11. 下图所示为单总线数据通路的CPU结构，IR为指令寄存器，PC为程序计数器，M为主存（受R/W#信号控制），AR为主存地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器。ALU由加减控制信号决定完成何种操作。线上标注有控制信号，例如Yi表示Y寄存器的输入控制信号，R1o示寄存器R1的输出控制信号。未标注的线为直通线，不受控制。

7. ADD R2, R0指令完成(R0) + (R2) → R2的功能操作。请写出该指令执行周期流程图，假设该指令的地址已放入PC中。

答: 指令执行周期流程:

PC→MAR,PC+1→PC DBUS→MDR,MDR→IR R2→X

R0→Y,ADD(加微命令)

Z→R2

8 ADD R2, (R0)指令完成（（R0）） + (R2) → R2的功能操作。请画出该指令执行周期流程图，并列出相应的微命令控制信号序列。假设该指令的地址已放入PC中。

答: 指令执行周期流程:

PC→MAR,PC+1→PC

(R),DBUS→MDR,MDR→IR R0→MAR

(R),DBUS→MDR,MDR→X R2→Y,ADD(加微命令) Z→R2

9. ADD R1, mem指令完成(mem) + (R1) → R1的功能操作，mem为内存地址。请写出该指令执行过程。假设该指令的地址已放入PC中。

解: 指令执行过程:

PC→MAR PC+1→PC

(R),DBUS→MDR,MDR→IR IR(地址段mem)→MAR,R DBUS→MDR,MDR→X R1→Y,ADD(加微命令) Z→R1

10. LOAD R1, mem指令完成(mem) → R1的功能操作，mem为内存地址。请写出该指令执行过程。假设该指令的地址已放入PC中。

答:指令执行过程: PC→MAR

PC+1→PC (R)

DBUS→MDR MDR→IR

IR(地址段mem)→MAR (R) DBUS→MDR

MDR→R1

11. STORE R1, mem指令完成（R1 ）→ mem的功能操作，mem为内存地址。请写出该指令执行过程。假设该指令的地址已放入PC中。

STORE R1, mem指令完成（R1 ）→ mem的功能操作，mem为内存地址。请写出

该指令执行过程。假设该指令的地址已放入PC中。 答:指令执行过程: PC→MAR PC+1→PC (R)

DBUS→MDR MDR→IR

IR(地址段mem)→MAR

R1→MDR

W#

12-14. 某计算机中有ADD和JMP指令，每个时钟周期内的控制信号如下： T1 T2 T3 T4 ADD JMP PCout、MARin、PC+1、Read MDRout、IRin R1out、Yin PCout、Yin R2out、Zin、Add IRout、Add、Zin Zout、R3in Zout、PCin T5 12. 写出控制信号PCout，Add，IRout的逻辑表达式。 答:1 PCout=T1*(ADD+JMP)+T3*JMP Add=T4*(ADD+JMP)

IRout=T4*JMP

13. 假定该计算机的所有控制信号如表中所列，采用微程序设计技术，微指令控制字的编码格式使用直接编码法，写出对应ADD指令的微程序，每个时钟周期安排一条微指令。注意：先确定每个控制信号在控制字中的位置。 1 PCout 9 R2out 2 10 Zin 3 11 Add 4 12 IRout 5 MDRout 13 Zout 6 IRin 14 R3in 7 15 PCin 8 MARin PC+1 Read R1out Yin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0

14. 假定该计算机的所有控制信号如表中所列，采用微程序设计技术，微指令控制字的编码格式使用直接编码法，写出对应JMP指令的微程序，每个时钟周期安排一条微指令。注意：先确定每个控制信号在控制字中的位置。

36．解： 1

PCout 9 R2out

2 3 4 5 MDRout 13 Zout 6 IRin 14 R3in 7 8 MARin PC+1 Read 10 11 12 Zin Add IRout R1out Yin 15 PCin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

第六章 习题

一、选择题

1. 从信息流的传送效率来看，( a )工作效率最低。

A. 单总线系统 B. 双总线系统 C. 三总线系统 D. 多总线系统 2. 下面对计算机总线的描述中，确切完备的概念是( d )。

A. B. C. D.

地址信息、数据信息不能同时出现 地址信息与控制信息不能同时出现 数据信息与控制信息不能同时出现 两种信息源的代码不能在总线中同时传送

3. 同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率是因为( d )。

A. 同步通信不需要应答信号且同步通信方式的总线长度较短 B. 同步通信用一个公共的时钟信号进行同步 C. 同步通信中，各部件存取时间比较接近 D. 以上因素的总和

4. 系统总线中控制线的功能是___c___。

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

5. 三种集中式总线仲裁中，__a____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 D. 前三项 6. PCI总线的基本传输机制是__d____。

A．串行传输 B．并行传输 C．DMA式传输 D．猝发式传输 7. 根据传送信息的种类不同，系统总线分为___b___。

A. 地址线和数据线 B. 地址线、数据线和控制线 C. 地址线、数据线和响应线 D. 数据线和控制线

8. 在数据传送过程中，数据由串行变并行或由并行变串行，其转换是通过___a___。 A. 移位寄存器 B. 数据寄存器

C. 锁存器 D. 指令寄存器

9. 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时___c___。 A. 减少信息传输量 B. 提高信息传输速度 C. 减少了信息传输线的条数 D. 减少了存储器占用时间 答案: ＡＤＤＣＡ ＤＢＡＣ

二、填空

1. 为了解决多个______同时竞争总线控制权，必须具有______部件。 2. 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______传送、______传送和复用传送。

6. 衡量总线性能的重要指标是______，它定义为总线本身所能达到的最高______。 4. 总线仲裁部件通过采用__ ____策略或___ ___策略，选择其中一个主设备作为总线的下一次主方，接管总线控制权。 答案: 1. 主设备 总线仲裁

2. 并行 串行

3. 带宽 数据传输率 4. 优先级 公平

三、名词解释 １．UART

通用异步接收器/发送器 ２．主设备

获得总线控制权的设备称为总线的主设备 四、 简答题

1. 说明总线结构对计算机系统性能的影响？

解：主要影响有以下三方面：

（1）最大存储容量

单总线系统中，最大内存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总 线。

双总线系统中，存储容量不会受到外围设备数量的影响 （2）指令系统

双总线系统，必须有专门的I/O指令系统 单总线系统，访问内存和I/O使用相同指令 （3）吞吐量

总线数量越多，吞吐能力越大

2. 总线的一次信息传送过程大致分为那几个阶段？

分为五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址（目的地址）、信息传送、状态返回（或错误报告）。

3. 总线的信息传输方式有哪几种？

在计算机总线中，信息传输有四种基本方式：串行传输、并行传输、复合传输和消息传输。

4. 什么是总线仲裁？总线仲裁有哪几种方式?

除CPU模块外，I/O功能模块也可以提出总线请求。为了解决多个主设备同时竞争总线控制权，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。一般来说，采用优先级或公平策略进行仲裁。

5. 何谓分布式仲裁方式？

分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础的仲裁方式。它不需要中央仲裁器，每个潜在的

主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行比较。如果仲裁总线上的号大，则它的总线请求不予响应，并撤销它的仲裁号。最后，获胜者的仲裁号保留在仲裁总线上,从而获得总线控制权

五、计算题

六、应用题

第七章 习题

一、选择题

1. 中断向量地址是( c )。

A. 子程序入口地址 B. 中断服务例行程序入口地址 C. 中断服务例行程序入口地址的地址 D. 主程序返回地址 2. 通道对CPU的请求方式是( b )。

A. 自陷 B. 中断 C. 通道命令 D. 跳转指令 3. 周期挪用（窃取）方式常用于( a )中。

A. 直接内存存取方式的输入/输出 B. 直接程序传送方式的输入/输出 C. CPU 的某寄存器与存储器之间的直接传送 D. 程序中断方式的输入/输出 4. 为了便于实现多级中断，保存现场最有效的方法是采用__b____。 A. 通用寄存器 B. 堆栈 C. 存储器 D. 外存 5. CPU对通道的请求形式是_d_____。

A. 自陷 B. 中断 C. 通道命令 D. I/O指令 ６. 在以DMA方式传送数据过程中，由于没有破坏__b____的内容，所以一旦数据传送完毕，主机可以立即返回原程序。

A. 程序计数器 B. 程序计数器和寄存器 C. 指令寄存器 D. 非以上答案 答案：ＣＢＡＢＤ Ｂ 二、填空

1. 在计算机系统中，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

______方式、______方式和外围处理器方式。

2. DMA技术的出现使得______可以通过DMA控制器直接访问______，与此同时，CPU可以继续执行程序。

答案:1. DMA 通道

2. 外围设备 内存

三、名词解释 １．中断

中断是一种在发生了一个外部的事件时调用相应的处理程序的过程. ２．多级中断

是指计算机系统中有相当多的中断源，根据各中断事件的轻重缓急程度不同而分成若干级别，每一中断级分配给一个优先权。优先权高的中断级可以打断优先权低的中断服务程序，以程序嵌套方式进行工作。 ３．DMA

直接存储器存取

四、 简答题

1. 写出（ＣＰＵ）中断处理过程的流程

（１）关中断（２）保存现场信息（３）识别发出中断的外围设备（４）执行中断服务程序（５）恢复现场信息（６）开中断

２．请说明程序查询方式与中断方式各自的特点。

程序查询方式，数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制，优点是硬件

结构比较简单，缺点是CPU效率低，中断方式是外围设备用来“主动”通知CPU，准备输入输出的一种方法，它节省了CPU时间，但硬件结构相对复杂一些。 3. 在计算机中，CPU管理外围设备有几种方式？

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

4. 外围设备的I/O控制方式分类及特点：

（1） 程序查询方式：CPU的操作和外围设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单 （2） 程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省

了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。 （3） 直接内存访问（DMA）方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限

制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。 （4） 通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高

了CPU的工作效率。

(5) 外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一般处理机。

五、计算题 六、应用题

第八章 习题

一、选择题

1. CD-ROM是___c___型光盘。

A．一次 B．重写 C．只读 D. 电可擦除 2. 软磁盘、硬磁盘、磁带机、光盘属于__b____设备。

A. 远程通信 B. 外存储器 C. 内存储器 D. 人机界面的I/O ＣＢ

二、填空

三、名词解释

１．LCD和CCD

液晶显示器,电荷耦合器件 四、 简答题

１．显示设备有哪几种类型?

按显示设备所用的显示器件分类,有阴极射线管（CRT）显示器、液晶显示器（LCD）、

等离子显示器（PDP）等。按显示方式有字符显示器、图形图像显示器等。按显示颜色有彩色显示器和单色显示器两种。 五、计算题 六、应用题

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