计算机组成原理复习笔记

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第1章概论

一、名词解释：历年真题：名词解释题：

（2002年）1．主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。（2003年）16．主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。（2004年）18．ALU算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。

（2005年）21．应用软件：完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。

近4年都考了名称解释，所以第一章的名称解释是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，也有利于做选择题及填空题。

1．主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。 2．CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。 3．运算器：计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器构成。

4．ALU：算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。

5．外围设备：计算机的输入输出设备，包括输入设备，输出设备和外存储设备。

6．数据：编码形式的各种信息，在计算机中作为程序的操作对象。

7．指令：是一种经过编码的操作命令，它指定需要进行的操作，支配计算机中的信息传递以及主机与输入输出设备之间的信息传递，是构成计算机软件的基本元素。

8．透明：在计算机中，从某个角度看不到的特性称该特性是透明的。 9．位：计算机中的一个二进制数据代码，计算机中数据的最小表示单位。

10．字：数据运算和存储的单位，其位数取决于具体的计算机。

11．字节：衡量数据量以及存储容量的基本单位。1字节等于8位二进制信息。

12．字长：一个数据字中包含的位数，反应了计算机并行计算的能力。一般为8位、16位、32位或64位。

13．地址：给主存器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。 14．存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存。

15．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线．地址总线和控制总线。

16．硬件：由物理元器件构成的系统，计算机硬件是一个能够执行指令的设备。 17．软件：由程序构成的系统，分为系统软件和应用软件。 18．兼容：计算机部件的通用性。

19．软件兼容：一个计算机系统上的软件能在另一个计算机系统上运行，并得到相同的结果，则称这两个计算机系统是软件兼容的。

20．程序：完成某种功能的指令序列。

21．寄存器：是运算器中若干个临时存放数据的部件，由触发器构成，用于存储最频繁使用的数据。 22．容量：是衡量容纳信息能力的指标。

23．主存：一般采用半导体存储器件实现，速度较高．成本高且当电源断开时存储器的内容会丢失。 24．辅存：一般通过输入输出部件连接到主存储器的外围设备，成本低，存储时间长。

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25．操作系统：主要的系统软件，控制其它程序的运行，管理系统资源并且为用户提供操作界面。 26．汇编程序：将汇编语言程序翻译成机器语言程序的计算机软件。

27．汇编语言：采用文字方式（助记符）表示的程序设计语言，其中大部分指令和机器语言中的指令一一对应，但不能被计算机的硬件直接识别。

28．编译程序：将高级语言程序转换成机器语言程序的计算机软件。

29．解释程序：解释执行高级语言程序的计算机软件，解释并立即执行源程序的语句。

30．系统软件：计算机系统的一部分，进行命令解释、操作管理、系统维护、网络通信、软件开发和输入输出管理的软件，与具体的应用领域无关。

31．应用软件：完成应用功能的软件，专门为解决某个应用领域中的具体任务而编写。

32．指令流：在计算机的存储器与CPU之间形成的不断传递的指令序列。从存储器流向控制器。 33．数据流：在计算机的存储器与CPU之间形成的不断传递的数据序列。存在于运算器与存储器以及输入输出设备之间。

34．接口：计算机主机与外围设备之间传递数据与控制信息的电路。计算机可以与多种不同的外围设备连接，因而需要有多种不同的输入输出接口。

选择题没有考过

二、填空题：

（2000年）系统软件主要包括：和及诊断程序等。操作系统语言处理程序

（2005年）18．构成中央处理器的两大部件是和。运算器控制器

三、改错题：

（2000年）1．运算器的功能就是执行加、减、乘、除四则运算。运算器的功能就是算术运算和逻辑运算

（2005年）18．构成中央处理器的两大部件是和。硬盘的存储容量常用 GB 表示，1GB=1024MB

第2章数据编码和数据运算

一、名词解释：

历年真题：

（2001年，2002年）基数：在浮点数据编码中，对阶码所代表的指数值的数据，在计算机中是一个常数，不用代码表示。

（2003年）移码：带符号数据表示方法之一，符号位用1表示正，0表示负，其余位与补码相同。（2004年）溢出：指数的值超出了数据编码所能表示的数据范围。

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（2005年）偶校验码：让编码组代码中1的个数为偶数，违反此规律为校验错。

近5年每年都考名称解释，所以第二章的名称解释是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，有利于做选择题及填空题。

1．原码：带符号数据表示方法之一，一个符号位表示数据的正负，0代表正号，1代表负号，其余的代表数据的绝对值。

2．补码：带符号数据表示方法之一，正数的补码与原码相同，负数的补码是将二进制位按位取反后在最低位上加1。

3．反码：带符号数据的表示方法之一，正数的反码与原码相同，负数的反码是将二进制位按位取反。 4．阶码：在浮点数据编码中，表示小数点的位置的代码。 5．尾数：在浮点数据编码中，表示数据有效值的代码。

6．机器零：在浮点数据编码中，阶码和尾数都全为0时代表的0值。 7．上溢：指数的绝对值太大，以至大于数据编码所能表示的数据范围。 8．下溢：指数的绝对值太小，以至小于数据编码所能表示的数据范围。

9．规格化数：在浮点数据编码中，为使浮点数具有唯一的表示方式所作的规定，规定尾数部分用纯小数形式给出，而且尾数的绝对值应大于1/R，即小数点后的第一位不为零。

10．Booth算法：一种带符号数乘法，它采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积。 11．海明距离：在信息编码中，两个合法代码对应位上编码不同的位数。

12．冯·诺依曼舍入法：浮点数据的一种舍入方法，在截去多余位时，将剩下数据的最低位置1。 13．检错码：能够发现某些错误或具有自动纠错能力的数据编码。

15．奇校验码：让编码组代码中1的个数为奇数，违反此规律为校验错。 16．海明码：一种常见的纠错码，能检测出两位错误，并能纠正一位错误。

17．循环码：一种纠错码，其合法码字移动任意位后的结果仍然是一个合法码字。 18．桶形移位器：可将输入的数据向左、向右移动1位或多位的移位电路。

14．纠错码：能够发现某些错误并且具有自动纠错能力的数据编码。

二、数制度的转换：

历年真题：

（2001年）1．若十进制数据为 137.5 则其八进制数为（）。 A．89.8 B．211.4 C．211.5 D．1011111.101

【分析】：十进制数转化为八进制数时，整数部分和小数部分要用不同的方法来处理。整数部分的转化采用除基取余法：将整数除以8，所得余数即为八进制数的个位上数码，再将商除以8，余数为八进制十位上的数码??如此反复进行，直到商是0为止；对于小数的转化，采用乘基取整法：将小数乘以8，所得积的整数部分即为八进制数十分位上的数码，再将此积的小数部分乘以8，所得积的整数部分为八进制数百分位上的数码，如此反复??直到积是0为止。此题经转换后得八进制数为211.40。【答案】：B

（2002年）1．若十进制数为132.75，则相应的十六进制数为（）。 A．21.3 B．84.c C．24.6 D．84.6

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【分析】：十进制数转化为十六进制数时，采用除16取余法；对于小数的转化，采用乘16取整法：将小数乘以16，所得积的整数部分转换为十六进制。此题经转换后得十六进制数为84.c。【答案】：B

（2003年）14．若十六进制数为 A3.5 ，则相应的十进制数为（）。 A．172.5 B．179.3125 C．163.3125 D．188.5

【分析】：将十六进制数A3.5转换为相应的十进制数，可采用乘幂相加法完成，即：10×161+3×160+5×16-1=163.3125。【答案】：C

（2004年）1．若二进制数为 1111.101 ，则相应的十进制数为（）。 A．15.625 B．15.5 C．14.625 D．14.5

【分析】：将二进制数1111.101转换为相应的十进制数，可采用乘幂相加法完成，即：1×2+1×2++1×2+1×2+1×2+1×2=15.625。【答案】：A

（2005年）2．若十六进制数为B5.4，则相应的十进制数为（）。

A．176.5 B．176.25 C．181.25 D．181.5 【分析】：将十六进制数B5.4转换为相应的十进制数，可采用乘幂相加法完成，即：11×161+5×160+4×16-1=181.25。【答案】：C

可见，数制的转换每年必考，必须掌握。

还可能考的题型：

（1）十进制转换为二进制

方法：整数部分除2取余，小数部分乘2取整。

（2）二进制转换为八进制

方法：以小数点为界，整数部分从右向左每三位分为一组，最左端不够三位补零；小数部分从左向右每三位分为一组，最右端不够三位补零；最后将每小组转换位一位八进制数。

（3）二进制转换为十六进制

方法：以小数点为界，整数部分从右向左每四位分为一组，最左端不够四位补零；小数部分从左向右每四位分为一组，最右端不够四位补零；最后将每小组转换位一位十六进制数。

三、数据编码：定点数编码：

（2000年）2．如果X为负数，由[X]补求[-X]补是将（）。

-1

-3

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A．[X]补各值保持不变

B．[X]补符号位变反，其它各位不变

C．[X]补除符号位外，各位变反，未位加1

D．[X]补连同符号位一起各位变反，未位加1 【分析】：不论X是正数还是负数，由[X]补求[-X]补的方法是对[X]补求补，即连同符号位一起按位取反，末位加1。【答案】：D

（2001年）2．若x补 =0.1101010 ，则 x 原=（）。

A．1.0010101 B．1.0010110 C．0.0010110 D．0.1101010

【分析】：正数的补码与原码相同，负数的补码是用正数的补码按位取反，末位加1求得。此题中X补为正数，则X原与X补相同。【答案】：D

（2002年）2．若x=1011,则[x]补=( )。

A．01011 B．1011 C．0101 D．10101 【分析】：x为正数，符号位为0,数值位与原码相同，结果为01011。【答案】：A

（2003年）8．若［X］补=1.1011 ，则真值 X 是（）。 A．-0.1011 B．-0.0101 C．0.1011 D．0.0101

【分析】：[X]补=1.1011，其符号位为1，真值为负；真值绝对值可由其补码经求补运算得到，即按位取后得0.0100再末位加1得0.0101，故其真值为-0.0101。【答案】：B

（2004年）13．设有二进制数 x=－1101110，若采用 8 位二进制数表示，则［X］补（）。

A．11101101 B．10010011 C．00010011 D．10010010 【分析】：x=－1101110为负数，负数的补码是将二进制位按位取反后在最低位上加1，故[x] 补 =10010010。【答案】：D

（2005年）1．若[X]补=0.1011，则真值X=（）。 A．0.1011 B．0.0101 C．1.1011 D．1.0101

【分析】：[X]补=0.1011，其符号位为0，真值为正；真值就是0.1011。【答案】：A

由上可见，有关补码每年都考。同学也要注意一下移码。

（2001）3．若定点整数 64 位，含 1 位符号位，补码表示，则所能表示的绝对值最大负数为（）。 A．-264 B．-（264-1 ） C．-263 D．-（263-1）【分析】：字长为64位，符号位为1位，则数值位为63位。当表示负数时，数值位全0为负绝对值最

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大，为-263。【答案】：C

（2002年）3．某机字长8位，含一位数符，采用原码表示，则定点小数所能表示的非零最小正数为（）。

-9-8-7

A．2 B．2 C．1- D．2

【分析】：求最小的非零正数，符号位为0,数值位取非0中的原码最小值，此8位数据编码为：00000001，表示的值是：2。【答案】：D

（2003年）13．n+1 位的定点小数，其补码表示的是（）。 A．-1 ≤ x ≤ 1-2 B．-1 ＜ x ≤ 1-2 C．-1 ≤ x ＜ 1-2-n D．-1 ＜ x ＜ 1-2-n 【分析】：

编码方式 n+1位无符号定点整数 n+1位无符号定点小数 n+1位定点整数原码 n+1位点定小数原码 n+1位定点整数补码 n+1位点定小数补码 n+1位定点整数反码 n+1位点定小数反码 n+1位定点整数移码 n+1位点定小数移码【答案】：A

（2004年）12．定点小数反码 [x] 反 =x0. x1 … xn表示的数值范围是（）。 A．-1+2-n ＜ x ≤ 1-2-n B．-1+2-n ≤ x ＜1-2-n C．-1+2-n ≤ x ≤ 1-2-n D．-1+2-n ＜ x ＜1-2-n 答案：C

（2005年）3．一个n+1位整数原码的数值范围是（）。

A．-2n+1＜ x <2n-1 B．-2n+1≤ x ＜2n-1

最小值编码最小值最大值编码最大值 000?000 0.00?000 1111?111 1.111?111 1000?000 1.000?000 1000?000 1.000?000 0000?000 0 0 -2n+1 -1+2 -2n -1 -2n+1 -1+2-n -2n -n-7

-n-n

数值范围 0≤x≤2n+1-1 0≤x≤1-2-n -2n+1≤x≤2n-1 -1+2≤x≤1-2 -2n≤x≤2n-1 -1≤x≤1-2-n -2n+1≤x≤2n-1 -1+2-n≤x≤1-2-n -2n≤x≤2n-1 -n-n111?111 0.11?111 0111?111 0.111?111 0111?111 0.111?111 0111?111 0.111?111 1111?111 2n+1-1 1-2-n 2n-1 1-2 2n-1 1-2-n 2n-1 1-2-n 2n-1 -n小数没有移码定义计算机组成原理复习资料---http://www.guangbar.com/bbs—计算机类专业学生之家 7

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C．-2n+1＜ x ≤2n-1 D．-2n+1≤ x ≤2n-1 答案：D

由上可见，有关定点数编码表示的数值范围每年都考。今年可能考移码，大家要注意。

浮点数编码：

（2002年）4．设某浮点数共12位。其中阶码含1位阶符共4位，以2为底，补码表示；尾数含1位数符共8位，补码表示，规格化。则该浮点数所能表示的最大正数是（）。 A．27 B．28 C．28-1 D．27-1 【分析】：为使浮点数取正数最大，可使尾数取正数最大，阶码取正数最大。尾数为8位补码（含符号位），正最大为01111111，为1-2，阶码为4位补码（含符号位），正最大为0111，为7，则最大正数为：（1-2）×2=2-1。【答案】：D

四、定点数加减法：定点数编码：

（2001年）5．若采用双符号位，则发生正溢的特征是：双符号位为（）。 A．00 B．01 C．10 D．11

【分析】：采用双符号位时，第一符号位表示最终结果的符号，第二符号位表示运算结果是否溢出。当第二位和第一位符号相同，则未溢出；不同，则溢出。若发生正溢出，则双符号位为01，若发生负溢出，则双符号位为10。【答案】：B

（2003年）12．加法器中每一位的进位生成信号 g 为（）。 A．xi+yi B．xiyi C．xiyici D．xi+yi+ci

【分析】：在设计多位的加法器时，为了加快运算速度而采用了快速进位电路，即对加法器的每一位都生成两个信号：进位生成信号g和进位传播信号p，其中g和p定义为：gi=xiyi，p=xi+yi。【答案】：B

（2004年）10．多位二进制加法器中每一位的进位传播信号 p 为（）。

A．xi+yi B．xiyi C．xi+yi+ci D．xiyici 【分析】：在设计多位的加法器时，为了加快运算速度而采用了快速进位电路，即对加法器的每一位都生成两个信号：进位生成信号g和进位传播信号p其中g和p定义为：gi=xiyi，p=xi+yi。【答案】：A

（2005年）4．若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为01，则（）。 A．产生了负溢出（下溢） B．产生了正溢出（上溢）

-7

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C．结果正确，为正数 D．结果正确，为负数

可见溢出的判断是重要考点，同学还要注意其他两种判断溢出的方法：（1）两正数相加结果为负或两负数相加结果为正就说明产生了溢出

（2）最高位进位和次高位进位不同则发生了溢出

第i位的进位：

。

另外要注意快速进位加法器的进位生成信号g和进位传播信号p其中g和p定义为：gi=xiyi ，p=xi+yi。

五、定点数的乘除法：

（2001年）请用补码一位乘中的 Booth 算法计算 x·y=？x=0101，y=-0101，列出计算过程。

【分析】：补码一位乘法中的Booth算法是一种对带符号数进行乘法运算的十分有效的处理方法，采用相加和相减的操作计算补码数据的乘积。做法是从最低位开始，比较相临的数位，相等时不加不减，只进行右移位操作；不相等（01）时加乘数，不相等（10时）相减乘数，再右移位；直到所有位均处理完毕。【答案】：

x=0101，x补=0101， -x补=1011，y=-0101，y补=1011

循环 0 步骤初始值减0101 1 右移1位无操作 2 右移1位加0101 3 右移1位 0001 1111 0 1110 1110 1 0011 1110 1 1101 1101 1 1101 1101 1 乘积（R0 R1 P） 0000 1011 0 1011 1011 0 计算机组成原理复习资料---http://www.guangbar.com/bbs—计算机类专业学生之家 9

减0101 1100 1111 0 1110 0111 1 4 右移1位 ================================================ ==== 逛bar论坛-----计算机类专业学生首选社区 ==== ================================================

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所以结果为[x·y]补=11101111，真值为-00011001，十进制值为-25。

（2002年）已知x=0011, y=-0101，试用原码一位乘法求xy=？请给出规范的运算步骤，求出乘积。【分析】：原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被乘数符号位的异或。原码一位乘法的每一次循环的操作是最低位为1，加被乘数的绝对值后右移1位；最低位为0，加0后右移1位。几位乘法就循环几次。【答案】：

x原=00011，y原=10101，|x|=0011, |y|=0101结果的符号位1

循环 0 步骤初始值加0011 1 右移1位加0 2 右移1位加0011 3 右移1位加0 4 右移1位所以结果为-00001111

（2003年）32．用 Booth 算法计算7×（-3）。要求写出每一步运算过程及运算结果。参考2001年考题

（2004年）32．用原码的乘法方法进行 0110×0101 的四位乘法。要求写出每一步运算过程及运算结果。参考2002年考题

0000 1111 0001 1110 0001 1110 0000 1101 0011 1101 0001 1010 0001 1010 0=1

乘积（R0 R1） 0000 0101 0011 0101 计算机组成原理复习资料---http://www.guangbar.com/bbs—计算机类专业学生之家 10

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（2005年）32．用原码加减交替一位除法进行7÷2运算。要求写出每一步运算过程及运算结果。

【分析】：是教材P46原题【答案】：

7的原码0111，3的原码0011，结果符号是0 原码加减交替除法求x/y的分步运算过程。

循环步骤初始值 0 左移，商0 减0011 1 加0011，商0 左移1位减0011 2 加0011，商0 左移1位减0011 3 商1 左移1位减0011 加0011，商0 4 左移1位 R0右移1位所以，商是0010，即2；余数是0001，即1。

由上可见，定点数乘除法计算题每年必考（10分），同学除了掌握已经考过的三种题型外，还要特别注意原码恢复余数除法的计算过程，教材P44页例题：计算7/2。我们利用这种方法计算一下7/3。

（2000年）1．在原码一位乘中，当乘数Yi为1时，（）。 A．被乘数连同符号位与原部分积相加后，右移一位

0010 0010 0001 0010 0000 1110 1101 1110 0000 1110（0） 0001 1100 1110 1100 0001 1100（0） 0011 1000 0000 1000 0000 1000（1） 0001 0001 1110 0001 0001 0001（0）余数（R0 R1） 0000 0111 0=0

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B．被乘数绝对值与原部分积相加后，右移一位 C．被乘数连同符号位右移一位后，再与原部分积相加 D．被乘数绝对值右移一位后，再与原部分积相加

【分析】：原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被乘数符号位的异或。数值位相乘时，当乘数某位为1时，将被乘数绝对值与原部分积相加后，右移一位。【答案】：B

（2001年）7．原码乘法是（）。

A．先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理 B．用原码表示操作数，然后直接相乘

C．被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘 D．乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘

【分析】：原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被乘数符号位的异或。【答案】：A

8．原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此（）。 A．不存在恢复余数的操作

B．当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作 C．仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作 D．当某一步余数为负时，做恢复余数的操作

【分析】：在用原码加减交替法作除法运算时，商的符号位是由除数和被除数的符号位异或来决定的，商的数值是由除数、被除数的绝对值通过加减交替运算求得的。由于除数、被除数取的都是绝对值，那么最终的余数当然应是正数。如果最后一步余数为负，则应将该余数加上除数，将余数恢复为正数，称为恢复余数。【答案】：C

（2002年）5．原码乘法是指（）。 A．用原码表示乘数与被乘数，直接相乘 B．取操作数绝对值相乘，符号位单独处理

C．符号位连同绝对值一起相乘

D．取操作数绝对值相乘，乘积符号与乘数符号相同答案：B

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六、逻辑运算：

（2005年）5．已知一个8位寄存器的数值为11001010，将该寄存器小循环左移一位后，结果为（）。 A．01100101 B．10010100 C．10010101 D．01100100 【分析】：

移位种类算术左移算术右移逻辑左移逻辑右移小循环左移小循环右移大循环左移大循环右移

【答案】：C

七、浮点数运算：

（2001）6．浮点加减中的对阶的（）。

A．将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同 B．将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同 C．将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同

D．将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同【分析】：浮点加减法中的对阶是向较大阶码对齐，即将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同。

【答案】：A

注意有关浮点数的运算

例：用浮点数运算步骤对56+5进行二进制运算，浮点数格式为1位符号位、5位阶码、10位尾码，基数为2。

【答案】：

5610=1110002=0.111000×26 510=1012=0.101×23

① 对阶：0.101×23=0.000101×26

运算规则每位左移一位，最右位移入0，最高位移出进入标志寄存器C位每位右移一位，最高位符号复制，最低位移出进入标志寄存器C位每位左移一位，最右位移入0，最高位移出进入标志寄存器C位每位右移一位，最右位移入0，最低位移出进入标志寄存器C位每位左移一位，最高位进入最低位和标志寄存器C位每位右移一位，最低位进入最高位和标志寄存器C位每位左移一位，最高位进入标志寄存器C位，C位进入最低位每位右移一位，最低位进入标志寄存器C位，C位进入最高位计算机组成原理复习资料---http://www.guangbar.com/bbs—计算机类专业学生之家 13

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② 尾数相加：0.111000+0.000101＝0.111101 ③ 规格化结果：0.111101×2

④ 舍入：数据己适合存储，不必舍入 ⑤ 检查溢出：数据无溢出。

第二章一般不考简答题

第3章存储系统

一、名词解释：历年真题：

（2001年）2．DRAM：动态随机访问存储器，利用电容电荷存储信息。

（2001年）6．逻辑地址：程序员编程所用的地址以及CPU通过指令访问主存时所产生的地址。（2001年）10．随机存取方式：可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关。

六年以来就考了这3个名称解释，而且近4年都没有考，所以第三章的名称解释不是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，有利于做选择题及填空题。 1．RAM：随机访问存储器，能够快速方便的访问地址中的内容，访问的速度与存储位置无关。 2．ROM：只读存储器，一种只能读取数据不能写入数据的存储器。 3．SRAM：静态随机访问存储器，采用双稳态电路存储信息。

4．DRAM：动态随机访问存储器，利用电容电荷存储信息。

5．EDO DRAM：增强数据输出动态随机访问存储，采用快速页面访问模式并增加了一个数据锁存器以提高数据传输速率。

6．PROM：可编程的ROM，可以被用户编程一次。

7．EPROM：可擦写可编程的ROM，可以被用户编程多次。靠紫外线激发浮置栅上的电荷以达到擦除的目的。

8．EEPROM：电可擦写可编程的ROM，能够用电子的方法擦除其中的内容。 9．SDRAM：同步型动态随机访问存储器，在系统时钟控制下进行数据的读写。

10．快闪存储器：一种非挥发性存储器，与EEPROM类似，能够用电子的方法擦除其中的内容。 11．相联存储器：一种按内容访问的存储器，每个存储单元有匹配电路，可用于是cache中查找数据。 12．多体交叉存储器：由多个相互独立、容量相同的存储体构成的存储器，每个存储体独立工作，读写操作重叠进行。

13．访存局部性：CPU的一种存取特性，对存储空间的90%的访问局限于存储空间的10%的区域中，而另外10%的访问则分布在90%的区域中。

14．直接映象：cache的一种地址映象方式，一个主存块只能映象到cache中的唯一一个指定块。 15．全相联映象：cache的一种地址映象方式，一个主存块可映象到任何cache块。

16．组相联映象：cache的一种地址映象方式，将存储空间分成若干组，各组之间用直接映象，组内各块之间用全相联映象。

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17．全写法（写直达法）：cache命中时的一种更新策略，写操作时将数据既写入cache又写入主存，但块变更时不需要将调出的块写回主存。

18．写回法：cache命中时的一种更新策略，写cache时不写主存，而当cache数据被替换出去时才写回主存。

19．按写分配：cache不命中时的一种更新策略，写操作时把对应的数据块从主存调入cache。 20．不按写分配：cache不命中时的一种更新策略，写操作时该地址的数据块不从主存调入cache。一般写回法采用按写分配法，写直达法则采用不按写分配法。

21．虚拟存储器：为了扩大容量，把辅存当作主存使用，所需要的程序和数据由辅助的软件和硬件自动地调入主存，对用户来说，好像机器有一个容量很大的内存，这个扩大了的存储空间称为虚拟存储器 22．层次化存储体系：把各种不同存储容量、不同访问速度、不同成本的存储器件按层次构成多层的存储器，并通过软硬件的管理将其组成统一的整体，使所存储的程序和数据按层次分布在各种存储器件中。 23．访问时间：从启动访问存储器操作到操作完成的时间。

24．访问周期时间：从一次访问存储的操作到操作完成后可启动下一次操作的时间。

25．带宽：存储器在连续访问时的数据吞吐率。

26．段式管理：一种虚拟存储器的管理方式，把虚拟存储空间分成段，段的长度可以任意设定，并可以放大或缩小。

27．页式管理：一种虚拟存储器的管理方式，把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定容量的页，需要时装入内存，各页可装入主存中不同的实际页面位置。

28．段页式管理：一种虚拟存储器的管理方式，将存储空间逻辑模块分成段，每段又分成若干页。 29．固件：固化在硬件中的固定不变的常用软件。

30．逻辑地址：程序员编程所用的地址以及CPU通过指令访问主存时所产生的地址。 31．物理地址：实际的主存储器的地址称为“真实地址”。

二、选择填空题：历年真题评析：

2000年：

5．动态半导体存储器的特点是（）。

A．在工作中存储器内容会产生变化

B．每次读出后，需要根据原存内容重新写入一遍 C．每隔一定时间，需要根据原存内容重新写入一遍

D．在工作中需要动态地改变访存地址【分析】：动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息，由于电容会放电，必须在电荷流失前对电容充电，即刷新。方法是每隔一定时间，根据原存内容重新写入一遍。【答案】：C

8．地址线A15～A0（低），若选取用16K×1存储芯片构成64KB存储器则应由地址码译码产生片选信号。【分析】：用16K×1芯片构成64KB的存储器，需要的芯片数量为：(64K×8)/(16K×1)=32，每8片一组分成4组，每组按位扩展方式组成一个16K×8位的模块，4个模块按字扩展方式构成64KB的存储器。存

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储器的容量为64K=216，需要16位地址，选用A15-A0为地址线；每个模块的容量为16K=214需要14位地址，选用A13-A0为每个模块提供地址；A15、A14通过2-4译码器对4个模块进行片选。【答案】：Al5，A14

9．有静态RAM与动态RAM可供选择，在构成大容量主存时，一般就选择。

【分析】：静态RAM特点是存取速度快，单位价格（每字节存储空间的价格）较高；动态RAM则是存取速度稍慢，单位价格较低。所以考虑价格因素，在构成大容量的存储器时一般选择动态存储器。【答案】：动态RAM

2001年：

11．高速缓冲存储器 Cache 一般采取（）。 A．随机存取方式 B．顺序存取方式 C．半顺序存取方式

D．只读不写方式【分析】：Cache是为提高存储器带宽而在主存储器和CPU之间增加的存储器，目的是用来存储使用频繁的数据和指令，存取方式应与主存储器相同，均为随机存取方式。【答案】：A

12．若存储周期 250ns ，每次读出 16 位，则该存储器的数据传送率为（）。 A．4 × 10 6 字节 / 秒 B．4M 字节 / 秒

C．8 × 10 6 字节 / 秒 D．8M 字节 / 秒

【分析】：存储周期250ns，换算为250×10-9秒；每个存储周期可读出16位，为两个字节，则数据传

-9

送率为：2字节／（250×10）秒，即8×106字节／秒。【答案】：C

13．半导体静态存储器 SRAM 的存储原理是（）。 A．依靠双稳态电路 B．依靠定时刷新 C．依靠读后再生 D．信息不再变化

【分析】：半导体静态存储器SRAM是由双稳态电路构成，并依靠其稳态特性来保存信息；动态存储器DRAM是利用电容器存储电荷的特性存储数据，依靠定时刷新和读后再生对信息进行保存，而ROM中的信息一经写入就不再变化。【答案】：A

2002年：

6．一般来讲，直接映象常用在（）。

A．小容量高速Cache B．大容量高速Cache C．小容量低速Cache D．大容量低速Cache

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【分析】：直接映象的地址转换速度快，但块的冲突概率较高。在大容量高速Cache系统中使用直接映象方式，即可以发挥Cache的高速度，又可以减少块的冲突概率。【答案】：B

7．下列存储器中，（）速度最快。

A．硬盘 B．光盘 C．磁带 D．半导体存储器

【分析】：由于存储器原理和结构的不同，各种存储器的访问速度各不相同。以上存储器中访问速度由快到慢的顺序为：半导体存储器、硬盘、光盘、磁带。【答案】：D

2003年：

15．在下列 Cache 替换算法中，一般说来哪一种比较好（）。 A．随机法 B．先进先出法

C．后进先出法 D．近期最少使用法

【分析】：在Cache替换算法中，随机法是随机地确定替换的存储单元，先进先出法是替换最早调入的存储单元，它们都没有根据程序访存局部性原理，命中率较低；近期最少使用法比较正确地利用了程序访存局部性原理，替换出近期用得最少的存储块，命中率较高，是一种比较好的替换算法。而后进先出法不是Cache所使用的替换算法，此法在堆栈存储结构中使用。【答案】：D

2004年：

8．表示主存容量的常用单位为（）。

A．数据块数 B．字节数 C．扇区数 D．记录项数【分析】：表示主存容量的常用单位字节B，是基本单位。此外还有KB、MB、GB、TB。【答案】：B

11．存储器的随机访问方式是指（）。 A．可随意访问存储器 B．按随机文件访问存储器

C．可对存储器进行读出与写入

D．可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关

【分析】：存储器的随机访问方式是指可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关。

【答案】：D

2005年：

6．动态存储器的特点是（）。

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A．工作中存储内容会产生变化 B．工作中需要动态改变访存地址 C．工作中需要动态地改变供电电压

D．需要定期刷新每个存储单元中存储的信息【分析】：此题与2000年考题基本相同。动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息，由于电容会放电，必须在电荷流失前对电容充电，即刷新。方法是每隔一定时间，根据原存内容重新写入一遍。

【答案】：D

7．组相联映象和全相联映象通常适合于（）。 A．小容量Cache B．大容量Cache C．小容量ROM D．大容量ROM

【分析】：直接映象的地址转换速度快，但块的冲突概率较高。在大容量高速Cache系统中使用直接映象方式，即可以发挥Cache的高速度，又可以减少块的冲突概率。组相联映象和全相联映象速度较低，通常适合于小容量Cache。【答案】：A

三、简答题：历年真题：

（2000年）6．静态存储器依靠什么存储信息？动态存储器又依靠什么原理存储信息？试比较它们的优缺点。（5分）

【答案】：

（1）静态存储器依靠双稳态电路的两个稳定状态来分别存储0和1。速度较快，不需动态刷新，但集成度稍低，功耗大，价格高。

（2）动态存储器依靠电容上暂存电荷来存储信息，电容上有电荷为1，无电荷为0。集成度高，功耗小，价格较低，速度悄慢，需定时刷新。

（2001年）5．（不算 CPU 中的寄存器级）存储系统一般由哪三级组成？请分别简述各层存储器的作用（存放什么内容）及对速度、容量的要求。【答案】：

① 主存：存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大；

② Cache：存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。特点是速度最快、容量较小； ③ 外存：存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。容量很大而速度较慢。

（2002年）1．静态存储器（SRAM）依靠什么来存储信息？为什么称为“静态”存储器？【答案】：

静态存储器依靠双稳态电路的两个稳定状态来分别存储0和1。这类存储器在电源正常情况下，可以长期保存信息不变（除非重新写入），不需要动态刷新，所以称为“静态”存储器。

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（2003年）27．动态存储器 RAM 和静态存储器 RAM 各依靠什么来存储信息？分别说明它们的优缺点。【答案】：

静态存储器RAM：依靠双稳态电路的两个稳定状态来存储信息0和1，其优点是速度高。缺点：价格高、容量小、功耗大。动态存储器RAM：依靠电容器存储电荷来存储信息，充电至高电平为1，放电至低电平为0。优点：容量大、价格低。缺点：速度慢，需要动态刷新。

（2004年）26．何谓虚拟存储器？其主要好处是什么？【答案】：

虚拟存储器：为了扩大容量，把辅存当作主存使用，所需要的程序和数据由辅助的软件和硬件自动地调入主存，对用户来说，好像机器有一个容量很大的内存，这个扩大了的存储空间称为虚拟存储器。虚拟存储器的主要好处是虚拟扩大主存容量，减轻用户对程序进行分块的烦恼，提高软件开发效率。

（2005年）26．简述静态存储器的写操作过程。

【答案】：

要将外部数据写入静态存储器，外部电路要驱动数据线，使得外部信息输入的存储单元，改变存储单元的导通和截止状态，从而将信息写入到存储器。

其他简答题目：

由上可见，本每年要考一个简答题，动态存储器 RAM 和静态存储器 RAM的题目多次考到，虚拟存储器考过一次。同学除了要掌握已经考过的题目外，有关CACHE的题目一定要注意。

需要同学熟悉的题目：

1、主存与CACHE之间的映象方式：有直接映象、全相联印象、组相联印象三种。直接映象是指主存储器中的每个块只能够映象到CACHE中唯一一个指定块的地址映象方式。全相联映象是指每个主存块都能够映象到任一CACHE块的地址映象方式。组相联印象是直接映象和全相联映象两种方式的结合，它将存储空间分成若干组，在组间直接映象方式，而在组内使用全相联印象方式。

2、CACHE的替换策略：随机法是用一个随机数产生器产生一个随机的替换块号；先进先出法是替换最早调入的存储单元；近期最少用法替换近期最少使用的存储。

3、CACHE的更新策略：写操作CACHE命中时，CACHE更新策略有两种：① 写直达法：将内容同时写入CACHE和主存。② 写回法：将内容只写入CACHE，当CACHE数据被替换出去才写回主存。写操作CACHE不命中时，更新策略有两种：① 按写分配法：当CACHE不命中时将该地址对应的块从主存调入CACHE。② 当CACHE不命中时将该地址对应的块不从主存调入CACHE。

4、虚拟存储器的管理方式：页式虚拟存储器是把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定容量的页，各虚拟页可装入中不同的实际页面位置；段式虚拟存储器是将主存按段分配，段长度不固定，由OS为程序分配各段；段页式是前两种的结合，它将存储空间按逻辑模块分段再分成若干页通过段表和页表进行访存。

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5、提高存储器工作速度的技术主要有芯片技术和结构技术。【答案】：

芯片技术：（1）快速页式动态存储器（FPM DRAM）存储器的下一次访问可以利用上一次访问的行地址，这样就可以减少两次输入地址带来的访问延迟。（2）增强数据输出存储器（EDO DRAM）与FPM DRAM相似，增加了一个数据锁存器，并采用不同的控制逻辑连接到芯片的数据驱动电路中以提高数据传输速率。（3）同步型动态存储器芯片（SDRAM），芯片在系统时钟控制下进行数据的读出与写入。（4）相联存储器是一种按内容访问的存储器，每个存储单元有匹配电路，可用于cache中查找数据，整个存储器阵列同时进行数据的匹配操作。结构技术：（1）增加存储器的数据宽度：将存储器的位宽展到多个字的宽度以增加同时访问的数据量，从而提高数据访问的吞吐率。（2）采用多体交叉存储器：由多个相互独立、容量相同的存储体构成的存储器，每个存储体独立工作，读写操作重叠进行，从而提高数据访问的速度。

6、虚拟存储器中，页面的大小不能太小，也不能太大，为什么？【答案】：

虚拟存储器中，页面如果太小，虚拟存储器中包贪的页面个数就会过多，使得页表的体积过大，页表本身占据的存储空间过大，操作速度将变慢；当页面太大时，虚拟存储器中的页面个数会变少，由于主存的容量比虚拟存储器的容量少，主存中的页面个数会更少，每一次页面装入的时间会变长，每当需要装入新的页面时，速度会变慢。所以在虚拟存储器中如果页面的大小太大或太小，都会影响访存速度。

四、设计题目：

历年真题：

（2000年）1．用16K×8存储芯片构成64KB存储器，请画出逻辑图，并注明地址线．数据线．片选线．读写控制线等。（6分）

（2001年）2．（15分）用 1K × 4 片的存储芯片构成一个 4K × 8 的存储器，地址线 A15——A0（低），双向数据线 D7——D0 WE 控制读写， CE为片选输入端。画出芯片级逻辑图，注明各种信号线，列出片选逻辑式。

【分析】：用1K×4位／片的存储芯片构成一个4K×8的存储器，所需的芯片数量为：（4K×8）／（1 K×4）=8片，每两片作为一组共4组，每组内采用位扩展法组成一个1K×8的模块，4个1K×8的模块按字扩展法构成4K×8的存储器。此存储器的容量为4KB，需12位地址，选用All-A0作为地址线，A12-A15不用，各芯片的容量均为1K,需10位地址，用A9-A0向每个芯片提供地址，Al0、All通过一个2-4译码器对4个模块进行选择，每个输出控制一个模块内的两个芯片，各个模块的片选控制信号对应的输入分别为：00、01、10，11，所有作为所有芯片的读写控制信号，D7-D0为8条数据线。【答案】：

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各片选信号的逻辑式为：

（2002年）2．（15分）用2K×4位/片的RAM存储芯片构成一个8KB的存储器，地址总线为A15（高位）～A0（低位），数据总线D7（高位）～D0（低位），控制读写。请写出片选逻辑式，画出芯片级逻辑图，注意各信号线。

【分析】：用2K×4位／片的RAM存储芯片构成一个8KB（8K×8位）的存储器，所需的芯片数量为：（8K×8）（2K×/4）=8片，每两片作为一组共4组，每组内采用位扩展法组成一个2K×8的模块，4个2KX8的模块按字扩展法构成8K×8的存储器，即8KB的存储器。此存储器的容量为8KB，需13位地址（213=8K），选用A12-A0作为地址线，A13，A14A15不用，各芯片的容量均为2K,需11位地址，用A10~A0向每个芯片提供地址，All, A12通过一个2-4译码器对4个模块进行选择，每个输出控制一个模块内的两个芯片，各个模块的片选控制信号CS对应的输入分别为：00，01、10, 11，为8条数据线。

【答案】：

作为所有芯片的读写控制信号，D7-D0

（2003年）33．（15分）用 4k × 8 位 / 片的 SRAM 存储器芯片设计一个 16K × 16 位的存储器。已知地址总线为 A15 ～ A0（低），双向数据总线为 D15 ～ D0（低），读写控制信号为逻辑图，注明各种信号线，列出各片选逻辑式。

（2004年）33．用 2K × 16 位 / 片的 SRAM 存储器芯片设计一个 8K × 32 位的存储器，已知地址总线为 A15 ～ A0（低），数据总线 D31 ～ D0（低），为读写控制信号。请画出该存储器芯片级逻辑图，注明各种信号线，列出片选信号逻辑式。

（2005年）33．用64×4位/片的SRAM存储器芯片设计一个总容量为256字节存储器，CPU地址总线为A15～A0（低），双向数据总线D7～D0（低），读写控制信号为出片选信号逻辑式，绘出该存储器逻辑框图，注明各信号线。

由上可见每年考题基本一样，同学要注意的是：① 地址线条数的计算，多少条片内地址线，多少条片选，多少条空闲。② 不要漏掉控制线。③ 画图注意布局，要规整、清晰，在演算纸上画好后再画道试

，芯片的片选控制信号为

。请写

。请画出该存储器

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卷上。

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第4章指令系统

一、名词解释：历年真题： 2001年

3．堆栈：数据的写入写出不需要地址，按先进后出的顺序读取数据的存储区。 4．立即寻址方式：操作数直接在指令中给出。

六年以来就考了这2个名称解释，而且近4年都没有考，所以第四章的名称解释不是考试的重点，这里给大家列出了名词解释大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，有利于做选择题、改错题和填空题。 1．指令系统：计算机中各种指令的集合，它反映了计算机硬件具备的基本功能。 2．计算机指令：计算机硬件能识别并能直接执行操作的命令，描述一个基本操作。 3．指令编码：将指令分成操作码和操作数地址码的几个字段来编码。 4．指令格式：指定指令字段的个数，字段编码的位数和编码的方式。

5．立即数：在指令中直接给出的操作数。 6．指令字长度：一个指令字所占有的位数。

7．助记符：用容易记忆的符号来表示指令中的操作码和操作数。

8．汇编语言：采用文字方式（助记符）表示的程序设计语言，其中大部分指令和机器语言中的指令

一一对应，但是不能被计算机的硬件直接识别。

9．伪指令：汇编语言程序所提供的装入内存中的位置信息，表示程序段和数据段开始信息及结束信息等。且不转换成2进制机器指令。

10．大数端：当一个数据元素的位数超过一个字节或者一个字的宽度，需存储在相邻的多个字节的存储位置时，将数据的最低字节存储在最大地址位置的存储方式。

11．小数端：当一个数据元素的位数超过一个字节或者一个字的宽度，需存储在相邻的多个字节的存储位置时，将数据的最低字节存储在最小地址位置的存储方式。 12．操作数寻址方式：指令中地址码的内容及编码方式。 13．系统指令：改变计算机系统的工作状态的指令。

14．特权指令：改变执行特权的指令，用于操作系统对系统资源的控制。

15．自陷指令：特殊的处理程序，又叫中断指令。

16．寻址方式：对指令的地址码进行编码，以得到操作数在存储器中的地址的方式。

17．相对转移：转移到的目标指令的地址与当前指令的地址有关，是用当前指令的PC与一个偏移量相加，和为目标指令的PC。

18．绝对转移：转移到的目标指令的地址与当前指令的地址无关，指令中给定的目标地址即为目标指令的PC。

19．无条件转移：一种转移指令类型，不管状态如何，一律进行转移操作。 20．条件转移：一种转移指令类型，根据计算机中的状态决定是否转移。

21．RISC：精简指令系统计算机，即指令系统中的指令数量少，且指令功能相对简单。

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22．CISC：复杂指令系统计算机，即指令系统中的指令数量多，且指令功能相对较强。 23．堆栈：数据的写入写出不需要地址，按先进后出的顺序读取数据的存储区。

二、选择填空题：历年真题

2000年：

3．在堆栈寻址中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，Msp为SP指示的栈顶单元。如果进栈操作顺序是：（SP）-1→SP，（A）→Msp；那么出栈操作的顺序应是（）。 A．（Msp）→A，（SP）+1→SP B．（SP）+1→SP，（Msp）→A C．（SP）-1→SP，（Msp）→A D．（Msp）→A，（SP）-1→SP

【分析】：堆栈是按特定顺序进行访问的存储区，其访问方式是后进先出，即先存入的数据后读出。对堆栈的操作有入栈和出栈两种，两者的操作完全相反，包括功能和顺序均相反。【答案】：A

6．在按字节编址的存储器中，每个编址单元中存放（）。 A．1位 B．8位 C．16位 D．32位【分析】：在按字节编址在存储器中，每个编址单元的容量为一个字节，一个字节由8位二进制数组成，一个字节存储单元可以存放8位二进制位。【答案】：B

4．在CPU的状态寄存器中，常设置以下状态位：零标志位（Z），负标志位（N），和。【分析】：在CPU中专门设置有一个存储计算机状态的寄存器，称为状态寄存器SR,其中通常包括如下标志位：零标志位（Z）、负标志位（N）、溢出标志位（V）、进位或借位标志位（C）等。【答案】：溢出标志位（V）、进位或借位标志位（C）

5．如指令中给出形式地址为D，则间接寻址方式获得操作数的有效地址为。【分析】：在存储器间接寻址方式中，操作数的地址在主存储器中，其存储器地址在指令中给出。也就是说在指令中给出的既不是操作数，也不是操作数的地址，而是操作数地址的地址，则有效地址为以形式地址D为地址的存储单元的内容。【答案】：以D为地址的存储单元的内容

13．如果说变址寻址方式主要是面向用户的，那么基址寻址一般是面向的。

【分析】：变址寻址方式是面向用户的，常用于访问字符串、向量数据结构和循环程序设计；而基址寻址方式是面向系统的，对由逻辑地址空间到物理地址空间的变换提供支持，用以解决程序在存储器中再定位和扩大寻址空间等问题。【答案】：系统

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2001年：

9．为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（）。 A．立即寻址 B．变址寻址

C．间接寻址 D．寄存器寻址【分析】：由于计算机中寄存器的数量一般很少，采用寄存器寻址时可用少量的代码来指定寄存器，这样可以减少对应地址段的代码位数，也可减少整个指令的代码长度。【答案】：D

10．堆栈指针 SP 的内容是（）。 A．栈顶单元内容 B．栈顶单元地址 C．栈底单元内容 D．栈底单元地址

【分析】：堆栈是按特定顺序进行访问的存储区，其访问方式是后进先出，即先存入的数据后读出。对堆栈的访问由堆栈指针寄存器SP控制，其内容为堆栈中栈项单元的地址，即入栈时数据保存在SP指向的单元，出栈时将SP指向单元的内容取出。【答案】：B

2002年：

8．采用直接寻址方式，则操作数在（）中。

A．主存 B．寄存器 C．直接存取存储器 D．光盘【分析】：直接寻址方式是指在指令中直接给出操作数在存储器中的地址，操作数在主存储器中，指令中的地址直接作为有效地址，对存储器进行访问即可取得操作数。【答案】：A

9．零地址指令的操作数一般隐含在（）中。 A．磁盘 B．磁带 C．寄存器 D．光盘【分析】：零地址指令只有操作码，没有操作数。这种指令有两种情况：一是无需操作数，另一种是操作数为默认的（隐含的），默认为操作数在寄存器中，指令可直接访问寄存器。【答案】：C

2003年：

3．假设寄存器 R 中的数值为 200 ，主存地址为 200 和 300 的地址单元中存效的内容分别是 300 和 400 ，则什么方式下访问到的操作数为 200（）。 A．直接寻址 200

B．寄存器间接寻址（R） C．存储器间接寻址（200） D．寄存器寻址 R

【分析】：直接寻址200的操作数为300,寄存器间接寻址(R)的操作数300,存储器间接寻址（200）的操作数为400，寄存器寻址R的操作数为200。【答案】：D

5．单地址指令（）。

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A．只能对单操作数进行加工处理 B．只能对双操作数进行加工处理 C．无处理双操作数的功能

D．既能对单操作数进行加工处理，也能在隐含约定另一操作数（或地址）时，对双操作数进行运算【分析】：单地址指令既能对单操作数进行加工处理，也能对双操作数进行运算。当处理双操作数时，一个操作数在指令中给出，另一个操作数则是隐含约定的，例如堆栈操作指令中的入栈指令PUSH,指令中只给出源操作数，而目的操作数则由计算机中的堆栈指针（SP）确定，在指令中不需要指定。【答案】：D

2004年：

14．反映计算机基本功能的是（）。 A．操作系统 B．系统软件

C．指令系统 D．数据库系统【分析】：指令系统：计算机中各种指令的集合，它反映了计算机硬件具备的基本功能。【答案】：C

2005年：

8．在大多数情况下，一条机器指令中是不直接用二进制代码来指定（）。 A．下一条指令的地址 B．操作的类型 C．操作数地址 D．结果存放地址答案：A

9．在存储器堆栈中，若栈底地址为A，SP指针初值为A-1，当堆栈采用从地址小的位置向地址大的位置生成时，弹出操作应是（）。 A．先从堆栈取出数据，然后SP指针减1 B．先从堆栈取出数据，然后SP指针加1 C．SP指针先加1，然后从堆栈取出数据

D．SP指针先减1，然后从堆栈取出数据【分析】：堆栈是按特定顺序进行访问的存储区，其访问方式是后进先出，即先存入的数据后读出。对堆栈的访问由堆栈指针寄存器SP控制，当堆栈采用从地址小的位置向地址大的位置生成时，入栈操作是SP指针先加1，然后将数据存入堆栈，从堆栈取出弹出操作是先从堆栈取出数据，然后SP指针减1。【答案】：A

10．转移指令执行结束后，程序计数器PC中存放的是（）。

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A．该转移指令的地址 B．顺序执行的下条指令地址 C．转移的目标地址

D．任意指令地址【分析】：转移指令执行过程中，将转移指令所指的子程序的起始地址装入PC，因此转移指令执行结束后，程序计数器PC中存放的是转移的目标地址。【答案】：C

三、改错题：

3．在寄存器寻址方式中，指定寄存器中存放的是操作数地址。（2000）【分析】：在寄存器间接寻址方式中，指定寄存器中存放的是操作数地址；而在寄存器寻址方式中，指定寄存器中存放着操作数。

【答案】：在寄存器寻址方式中，指定寄存器中存放着操作数。

1．在计算机中，各指令周期的时间长度是相同的。（2002）【分析】：在计算机中，由于指令的种类不同，功能不同，执行每条指令时机器所进行的操作可能就不同，所需要的时间长短也可能不相同，所以各指令周期的时间长度不一定相同。【答案】：一般说，由于各指令功能的不同，它们的指令周期有长有短，不一定相同。

22．转移指令执行结束后，目标地址可放在任意寄存器中。（2004年）

【分析】：转移指令执行过程中，将转移指令所指的子程序的起始地址装入PC，因此转移指令执行结束后，程序计数器PC中存放的是转移的目标地址。【答案】：转移指令执行结束后，目标地址放在程序计数器PC中。

四、简答题：

（2000年）3．若要使某些数位为1，例如让10010010变为11011010，应使用何种运算指令？如何操作？（5分）

【答案】：

应选用逻辑或运算指令，并设置屏蔽字为01001000，则原操作数10010010与屏蔽字01001000进行逻辑或运算如下，结果为11011010。

（2002年）2．简述寄存器间接寻址方式的含义，说明其寻址过程。【答案】：

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含义：操作数的地址在寄存器中，指令中给出寄存器号。

寻址过程：从指令中取出寄存器号，找到对应的寄存器，以该寄存器内容作为地址访问主存，读出操作数。

（2003年）29．若存储器堆栈是按向低地址生长方式生成的，那么压栈和弹出操作的具体过程是什么？【答案】：

压栈操作过程：先移动栈顶指针：（SP）-1→SP；后压入数据：数据→（SP）

弹出操作过程：先弹出数据：（（SP））→寄存器；后动栈顶指针：（SP）+l→SP

（2004年）27．堆栈有哪两种基本操作？它们的含义是什么？【答案】：

堆栈的两种基本操作是入栈和出栈。入栈操作过程：先移动栈顶指针：（SP）-1→SP；后压入数据：数据→（SP）出栈操作过程：先弹出数据：（（SP））→寄存器；后动栈顶指针：（SP）+l→SP

（2005年）27．假设寄存器R中的数值为2000，主存地址为2000和3000的地址单元中存放的内容分别为3000和4000，PC的值为5000，若按以下寻址方式，访问到的操作数各是多少？① 寄存器寻址R；② 寄存器间接寻址(R)；③ 直接寻址2000；④ 存储器间接寻址(2000)；⑤ 相对寻址-3000(PC)。【分析】：本题与教材P113的12题，基本相同。主要考察考生对寻址方式含义的理解。【答案】：① 寄存器寻址R，操作数是2000；② 寄存器间接寻址(R)，操作数是3000；③ 直接寻址2000，操作数是3000；④ 存储器间接寻址(2000)，操作数是4000；⑤ 相对寻址-3000(PC)，操作数是2000

由上可见，本章每年都回考简答题。考试的两个重点：一个是有关堆栈操作的知识，另一个是各种寻址方式的的含义。这两方面大家一定重点掌握。

下面一些知识也要求大家了解

数据的寻址方式：

（1）隐含寻址：在指令中不指出操作数地址，根据指令的操作码可判定操作数的存储位置，即操作数的

地址隐含在操作码中。例：POP 出栈（2）立即数寻址：操作数直接在指令中给出。例：ADD #3 累加器加3

（3）寄存器寻址：指令的操作码是一个寄存器号，操作数在这个寄存器中。例：ADD R1，R2，R3。 R2

中的内容和R3中的内容相加后，结果送R1。（4）直接寻址：操作数直接在指令中给出。例：ADD R1，1000 存储单元1000中的内容和R1中的内容

相加后，结果送R1。（5）寄存器间接寻址：操作数的地址在寄存器中，其寄存器号在指令中给出。例：ADD R1，（R2） R2

中放的是一个操作数的地址。（6）存储器间接寻址：操作数的地址在主存储器中，其存储器地址在指令中给出。例：ADD R1，（1000）

存储单元1000中放的是一个操作数的地址。

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（7）相对寻址：操作数的地址是程序计数器PC的值加上偏移量形成的，这个偏移量在指令中给出。是一种特殊的变址寻址方式，偏移量用补码表示，可正可负。相对寻址可用较短的地址码访问内存。例：ADD R1，100（PC） PC的内容加上100是操作数的地址。

（8）基址寻址：是由基址寄存器提供基准地址、指令提供偏移量；此寻址方式面向系统，对由逻辑地址空间到物理地址空间的变换提供支持，用以解决程序在存储器中再定位和扩大寻址空间等问题。（9）变址寻址：是由指令提供基准地址、变址寄存器提供偏移量；此寻址方式面向用户，常用于访问字符串、向量数据结构和循环程序设计。

转子指令行过程：① 将下一条指令的地址（PC的值）存放在一个临时存储位置，以便于子程序返回时取出这个地址，继续执行下一条指令；② 将子程序的起始地址装入PC中，这样取指令时将读取子程序中的指令。子程序的最后一条指令一般是一条返回指令，它将存放在临时存储位置的指令地址取出，放回PC，这样程序就返回原程序了。

第5章控制嚣

一、名词解释：

历年真题：

（2001年）6．逻辑地址：程序员编程所用的地址以及CPU通过指令访问主存时所产生的地址。与内存物理地址无固定对应关系的地址。

（2001年）7．微程序控制器：将执行指令所需要的微命令以代码形式编成微指令序列（微程序），存入一个控制存储器，需要时从该存储器中读取。按这种方式工作的控制器为微程序控制器。

（2002年）3．控制存储器（CPU内的）：CPU内用于存放实现指令系统全部指令的微程序的只读存储器称为控制存储器。

（2004年）20．垂直型微指令：一种微指令类型，设置微操作码字段，采用微操作码编码法，由微操作码规定微指令的功能。

（2005年）23．微程序控制器：将执行指令所需要的微命令以代码形式编成微指令序列（微程序），存入一个控制存储器，需要时从该存储器中读取。按这种方式工作的控制器为微程序控制器。

近年以来每年考本章的名词解释，所以第五章的名称解释是考试的重点。这里给大家列出了本章的名词解释，大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，有利于做名称解释、选择题、改错题和填空题。 1．指令周期：从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间。 2．机器周期：指令执行中每一步操作所需的时间。

3．指令仿真：通过改变微程序实现不同机器指令系统的方式，使得在一种计算机上可以运行另一种计算机上的指令代码。

4．指令模拟：在一种计算机上用软件来解释执行另一种计算机的指令。

5．硬连线逻辑：一种控制器逻辑，用一个时序电路产生时间控制信号，采用组合逻辑电路实现各种控制功能。

6．微程序：存储在控制存储中的完成指令功能的程序，由微指令组成。 7．微指令：控制器存储的控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分。

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8．微操作：在微程序控制器中，执行部件接受微指令后所进行的操作。

9．微地址：微每时令在控制存储器中的存储地址。

10．控制存储器：CPU内用于存放实现指令系统全部指令的微程序的只读存储器称为控制存储器。 11．相容性微操作：在同时或同一个CPU周期内可以并行执行的微操作。

12．相斥性微操作：不能在同时或不能在同一个CPU周期内并行执行的微操作。

二、选择题和填空题：

2000年：

4．在取指周期中，是按照（）的内容访问主存，以读取指令。 A．指令寄存器IR B．程序状态寄存器PS C．存储器数据寄存器MDR D．程序计数器PC

【分析】：每一条指令的执行都是从取指令开始，需要对主存储器进行访问。程序计数器PC是用来存放将要读取并执行的指令在主存储器中的地址，对主存储器访问时所需要的地址由程序计数器PC来提供，即需要按程序计数器PC的内容来访问主存储器。【答案】：D

7．在微程序控制中，一个节拍中所需要的一组微命令，被编成一条。

【分析】：控制部件通过控制总线向执行部件发出的控制命令称为微命令，它是计算机中最基本的、不可再分的命令单元。在一个节拍中，一组实现一定功能的微命令的组合构成一条微指令。【答案】：微指令

2002年：

10．微程序存放在（）。

A．主存中 B．堆栈中 C．只读存储器中 D．磁盘中【分析】：微程序控制的基本思想是把指令执行所需的所有控制信号存放在存储器中，需要时从这个存储器中读取。由于每一条微指令执行时所发出的控制信号是事先设计好的，不需要改变，故此存放所有控制信号的存储器应为只读存储器，并将其集成到CPU内，称其为控制存储器。【答案】：C

11．在微程序控制方式中，机器指令和微指令的关系是（）。 A．每一条机器指令由一条微指令来解释执行

B．每一条机器指令由一段（或一个）微程序来解释执行

C．一段机器指令组成的工作程序可由一条微指令来解释执行 D．一条微指令由若干条机器指令组成【分析】：在微程序控制方式中，控制部件通过控制总线向执行部件发出的各种控制命令称为微命令，

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在一个CPU周期中，一组实现一定功能的微命令的组合构成一条微指令，有序的微指令序列构成一段微程序。微程序的作用是实现一条对应的机器指令，即每一条机器指令是由一段（或一个）微程序来解释执行的。

【答案】：B

2003年：

7．下列说法中，合理的是（）。

A．执行各条指令的机器周期数相同，各机器周期的长度均匀 B．执行各条指令的机器周期数相同，各机器周期的长度可变 C．执行各条指令的机器周期数可变，各机器周期的长度均匀 D．执行各条指令的机器周期数可变，各机器周期的长度可变

【分析】：机器周期是指令执行中每一步操作所需要的时间，一般以CPU中完成一个运算操作所需的时间作为机器周期的基本时间，其长度是均匀的，而各种指令的功能不同，因而各指令执行时所需的机器周期数是可变的。【答案】：C

10．微地址是指微指令（）。 A．在主存的存储位置 B．在堆栈的存储位置 C．在磁盘的存储位置 D．在控制存储器的存储位置

【分析】：微程序控制的基本思想是：把指令执行所需要的所有控制信号存放在控制存储器中，需要时从这个存储器中读取，即把操作控制信号编成微指令，存放在控制存储器中。一条机器指令的功能通常用许多条微指令组成的序列来实现，这个微指令序列称为微程序。微指令在控制存储器中的存储位置称为微地址。【答案】：D

2004年：

5．在微程序控制中，把操作控制信号编成（）。

A．微指令 B．微地址 C．操作码 D．程序【分析】：微程序控制的基本思想是：把指令执行所需要的所有控制信号存放在控制存储器中，需要时从这个存储器中读取，即把操作控制信号编成微指令，存放在控制存储器中。一条机器指令的功能通常用许多条微指令组成的序列来实现，这个微指令序列称为微程序。微指令在控制存储器中的存储位置称为微地址。【答案】：A

6．从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为（）。 A．时钟周期 B．机器周期

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C．工作周期 D．指令周期

【分析】：指令周期：从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间。机器周期：指令执行中每一步操作所需的时间，又称CPU周期。时钟周期：计算机主频周期。【答案】：D

2005年：

11．通常，微指令的周期对应一个（）。 A．指令周期 B．主频周期 C．机器周期 D．工作周期

【分析】：指令周期：从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间。机器周期：指令执行中每一步操作所需的时间，又称CPU周期。时钟周期：计算机主频周期。微指令周期等于读出一条微指令加上执行该微指令的所需时间。通常微指令周期与指令的机器周期相等。【答案】：C

19．在微程序控制器中，控制存储器由构成，用于存放。【分析】：CPU内用于存放实现指令系统全部指令的微程序的只读存储器称为控制存储器。【答案】：只读存储器微程序

三、改错题：历年真题：

（2000年）9．单总线结构系统是指：各大功能部件之间用一根信号线连接。【答案】：单总线结构系统是指各寄存器及ALU之间的数据通路只用一条总线构成。

（2002年）2．CPU只是计算机的控制器。

【分析】：计算机硬件系统是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部分组成，其中将运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称为CPU。

【答案】：CPU是由控制器和运算器组成的。

（2003年）21．硬连线方式是用时序电路产生时间控制信号，用存储逻辑电路实现各种控制功能。【分析】：在采用组合逻辑和时钟信号相结合的硬连线控制器中，时间控制信号是由时序电路产生，而各种控制功能则是由组合逻辑电路实现。

【答案】：硬连线方式是用时序电路产生时间控制信号，用组合逻辑电路实现各种控制功能。

（2004年）21．在一条微指令中，顺序控制部分的作用是发出指挥全机工作的控制信号。【分析】：在一条微指令中，控制字部分的作用是发出指挥全机工作的控制信号；顺序控制部分的作用是产生后继微指令的地址。【答案】：在一条微指令中，顺序控制部分的作用是产生后继微指令的地址。

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四、简答题：历年真题：

（2000年）4．在CPU中，哪些寄存器属于控制用的指令部件？它们各起什么作用？（5分）【答案】：

（1）程序计数器PC，提供取指地址，从而控制程序执行顺序。

（2）指令寄存器IR，存放现行指令，作为产生各种微操作命令的基本逻辑依据。

（3）程序状态寄存器PS，记录程序运行结果的某些特征标志，或用来设置程序运行方式与优先级，参与形成某些微操作命令。

（2001年）1．硬连线控制器如何产生微命令？产生微命令的主要条件是哪些？【答案】：

硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生命令；（1分）

组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件，主要有：① 指令代码；② 时序信号；③ 程序状态信息与标志位；④ 外部请求信号。（4分）

（2002年）3．微程序控制器怎么产生操作控制信号，这种控制器有何优缺点？【答案】：

操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。优点：规整、易于修改和扩展。缺点：速度较慢。

（2003年）26．当读取并执行一条指令时，控制器的主要功能是什么？【答案】：

① 从主存取指令，并计算下一条指令在主存中的地址； ② 对指令进行译码，产生相应的操作控制信号； ③ 控制指令执行的步骤和数据流动的方向。

（2004年）28．与硬连线控制器相比，微程序控制器有哪些优缺点？【答案】：与硬连线控制器相比，微程序控制器的优点是设计规整、易于修改和扩展。缺点是比硬连线控制器速度慢。

（2005年）28．硬连线控制器主要由哪几部分构成？它是如何产生控制信号的？

【答案】：硬连线控制器主要由时钟源、环形脉冲发生器、控制信号编码器电路和指令译码器电路构成。硬连线控制器采用组合逻辑与时钟信号结合的方式产生控制信号。

由上可见，每年都会考本章的简答题。考试的两个重点：一个是硬连线控制器的有关知识，另一个是

微程序控制器有关内容。这两方面大家一定重点掌握。

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下面一些知识也要求大家了解

微程序控制器的构成：控制存储器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址转移逻辑等。

微指令控制字编码的方式：微指令编码的3种方式分别是：直接表示法、编码表示法、混合表示法。直接表示法是将每个控制信号都作为微指令中的一个位。这种方法的特点是简单直观，其输出直接用于控制，但编码效率低。

编码表示法是将微指令进行分组编码，将不同时出现的相斥信号分在一个组中，然后将其编码成较短的代码。这种方法减少了控制存储器所需要的存储器的代码的数量，但是编码的指令代码需要译码器译码，增加了控制信号的延迟，影响CPU的工作频率。

混合表示法是把直接表示法与编码方法相结合使用，即采用部分直接表示部分编码的方法，将一些速度要求较高，或与其他控制信号都相容的控制信号以直接方式表示，而将剩余信号以编码方式。混合表示法便于综合考虑指令字长、灵活性和执行速度方面的要素。

微地址的形成方法：（微指令中顺序控制字段的编码）微地址的形成方法有三种方式：计数器方式、断定方式和结合方式。

计数器方式，又称增量方式。用微程序计数器μPC来产生指令的微地址，将微程序中的各条微指令按顺序安排在控制存储器中，后继地址由现行微地址加上一个增量形成。断定方式，根据机器状态决定下一条微指令的地址，下一条微指令的地址包含在当前微指令的代码中。结合方式，是将计数器方式和断定方式相结合。

中央处理器的基本功能：计算机的中央处理器（CPU）具有以下4个方面的基本功能：（1）指令控制，即对程序运行的控制；

（2）操作控制，即对指令内操作步骤的控制；

（3）数据运算，即对数据进行算术运算和逻辑运算，这是CPU的最基本功能；

（4）异常处理和中断处理，如处理运算中的溢出等错误情况以及处理外部设备的服务请求等。此外，CPU还具有存储管理、总线管理、电源管理等扩展功能

五、设计题：历年真题：

（2000年）2．模型机数据通路如图所示，其中：MAR存储器地址寄存器，MDR存储器数据寄存器，MM主存储器，R0～R3通用寄存器，Y．Z暂存寄存器，PC程序计数器，IR指令寄存器，ID指令译码器。欲取出并执行逻辑乘指令AND R0，ADDR；指令含意是：将以ADDR为直接地址的存储单元的内容读出，并与R0内容进行逻辑乘，结果存入R0中。请和寄存器级传送形式，设计其分步流程。（7分）

【答案】：

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DBUS→MDR，MDR→IR IR（地址段）→MAR DBUS→MDR，MDR→Y R0⊙Y→Z Z→R0

（2001年）1．（10 分）画出单总线 CPU 内部框图（寄存器级），拟出加法指令 ADD R1，（R2）的读取与执行流程。源寻址方式采用寄存器间址方式。【答案】：

PC→MAR

PC+1→PC

DBUS→MDR，MDR→IR R2→MAR

DBUS→MDR，MDR→Y R1+Y→Z Z→R1

（2002年）1．（10分）以单总线的CPU数据通路结构为背景，拟出加法指令ADD R3,R1,R2的指令流程。本指令功能是将R1和R2中的数相加，结果送入R3。教材P122原题

【答案】：

PC→MAR PC+1→PC

DBUS→MDR，MDR→IR

R1→Y R2+Y→Z Z→R3

（2003年）34．（10分）单总线 CPU 结构如图所示，图中有运算部件 ALU ，寄存器 Y 和 Z ，通用寄存器 R0～R3，状态寄存器SR，指令寄存器IR，程序计数器PC，主存地址寄存器MAR ，主存数据寄存器MDR等部件。试拟出CPU读取和执行存储指令STORE R1，（A）的流程。指令中R1表示源寻址为寄存器寻址，（A）表示目的录址为存储器间接寻址。

【答案】：

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PC→MAR

PC+1→PC

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DBUS→MDR，MDR→IR A（IR地址段）→MAR DBUS→MDR，MDR→MAR R1→MDR

（2004年）34．单总线 CPU 结构图如下，其中有运算部件 ALU 、寄存器 Y 和 Z 、通用寄存器 R0～R3、指令寄存器IR、程序计数器PC、主存地址寄存器 MAR 和主存数据寄存器 MDR 等部件，试拟出加法指令 ADD R1，B（R2）的读取和执行流程。其中R1表示目的寻址为寄存器寻址；B（R2）表示源寻址为变址寻址，B是偏移量，R2是变址寄存器。【答案】： PC→MAR PC+1→PC

DBUS→MDR，MDR→IR B（IR地址段）→Y R2+Y→Z

Z→MAR

DBUS→MDR，MDR→Y R1+Y→Z Z→R1

（2005年）34．单总线CPU结构如下图所示，其中有运算部件ALU、寄存器Y和Z，通用寄存器R0～R3、指令寄存器IR、程序计数器PC、主存地址寄存器MAR和主存数据寄存器MDR等部件。试拟出CPU读取并执行取数指令LOAD R0，（A）的流程。指令中R0表示目的寻址为寄存器寻址，（A）表示源寻址为存储器间接寻址。

【答案】：

PC→MAR PC+1→PC

DBUS→MDR，MDR→IR

A（IR地址段）→MAR DBUS→MDR，MDR→MAR DBUS→MDR MDR→R0

补充几个此类题目：

1．试拟出加法指令 ADD R1，（mem）的读取和执行流程。【答案】：

PC→MAR PC+1→PC

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DBUS→MDR，MDR→IR IR（地址段）→MAR

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DBUS→MDR，MDR→MAR DBUS→MDR，MDR→Y R1+Y→Z Z→R1

2．试拟出转移指令 JMP #A的读取和执行流程。[考试可能性最大] 【答案】：

PC→MAR

PC+1→PC

DBUS→MDR，MDR→IR PC→Y

IR（地址段）+Y→Z Z→PC

第6章总线系统

一、名词解释：

历年真题：

（2001年）5．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线、地址总线和控制总线。

（2001年）8．同步通信方式：采用这种方式的总线传输中，所有的设备都从一个公共的时钟信号中获得定时信息。

（2002年）4．主设备：获得总线控制权的设备。

（2003年）19．猝发数据传输方式：在一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式。

（2004年）16．总线的同步通信方式：采用这种方式的总线传输中，所有的设备都从一个公共的时钟信号中获得定时信息。

（2005年）24．总线从设备：被主设备访问的设备。

近年以来每年考本章的名词称解释，所以第五章的名称解释是考试的重点。这里给大家列出了本章的名词解释，大家要熟悉一下，这都是本章的基本概念，有利于做名称解释、选择题、改错题和填空题。 1、猝发转输方式：在一个总线周期内传输存储地址连续的多个数据字的总线传输方式。

2、四边沿协议（全互锁）：全互锁的总线通信异步方式，就绪信号和应答信号的上升边沿和下降边沿都是触发边沿。

3、码元：信息传输通道中，携带数据信息的信号单元。

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4、波特率：码元传输速率，每秒通过信道传输的码元数。（传的是信号） 5、比特率：信息位传输速率，每秒钟通过信道传输的有效信息量。（传的是信息）

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6、UART：通用异步接收器/发送器，一种典型的集成电路异步串行接口电路。 7、主设备：获得总线控制权的设备。

8、从设备：被主设备访问的设备。

9、总线事务：从总线的请求到完成总线的使用的操作序列。

10、总线协议：总线通信同步方式规则，规定实现总线数据传输的定时规则。 11、总线访问延迟：是主设备为获得总线控制权而等待的时间。 12、总线周期：是主设备占用总线的时间。

13、总线裁决方式：决定总线由哪个设备进行控制的方式。

14、系统总线：是用来连接系统内各大功能模块或设备，实现系统种各电路板的连接。 15、数据帧：串行数据传输的位格式，包括起始位，数据位，校验位，结束位和空闲位。

16、同步通信：所有的设备都从一个公共的时钟信号中获得定时信息。

17、异步通信：使用一个在CPU和设备之间的\握手\信号，去除了公共的时钟信号，从而使得操作变成异步的。非互锁、半互锁、全互锁。

18、链式查询方式（菊花链方式）：各申请总线的设备合用一条总线作为请求信号线，而总线控制设备的响应信号线则串接在各设备间。

19、计数器定时查询方式：集中式总线裁决方式之一，设备要求使用总线时通过一条公用请求线发出，总线控制器按计数的值对各设备进行查询。

20、独立请求方式：集中式总线裁决方式之一，每一个设备都有一个独立的总线请求信号线送到总线控制器，控制器也给各设备分别发送一个总线响应信号。

21、串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）

22、并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。（在采用并行传输方式的总线中，除了有传输数据的线路外，还可以具有传输地址和控制信号的线路，地址线用于选择存储单元和设备，控制线用于传递操作信号）

23、复合传输：又称总线复用的传输方式，它使不同的信号在同一条信号线上传输，不同的信号在不同的时间片中轮流地身总线的同一条信号线上发出。（它与并串传输的区别在于分时地传输同一数据源的不同信息。）

24、消息传输方式：总线的信息传输方式之一，将总线需要传送的数据信息、地址信息、和控制信息等组合成一个固定的数据结构以猝发方式进行传输。 25、总线：一组可由多个部件分时共享的信息传输线。

二、选择填空题：历年真题： 2000年：

8．“总线忙”信号由（）建立。 A．获得总线控制权的设备

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B．发出“总线请求”的设备 C．总线控制器

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D．CPU 【分析】：在总线控制机制中，准备使用总线的设备向总线控制器发出“总线请求”由总线控制器进行裁决。如果经裁决允许该设备使用总线，就由总线控制器向该设备发出一个“总线允许”信号。该设备接收到此信号后，发出一个“总线忙”信号用来通知其他设备总线己被占用。当该设备使用完总线时，将“总线忙”信号撤销，释放总线。【答案】：A

12．系统总线是用来连接的总线。

【分析】：按总线的连线类型不同，总线可分为：① 芯片级总线（CPU内部总线）：连接CPU内部运算器、控制器、寄存器等的数据通路。② 扳级总线：连接主板中的CPU和主存等部件，也称局部总线。③ 系统总线是用来连接系统内各大功能模块或设备。【答案】：系统内各大功能模块或设备

14．并行接口与I/O设备之间同时传送的位数，大多是位。【分析】：并行接口与I/O设备之间同时传送的8位数（1个字节）【答案】：8

2001年：

14．在不同速度的设备之间传送数据，（）。 A．必须采用同步控制方式 B．必须采用异步控制方式

C．可以选用同步方式，也可选用异步方式 D．必须采用应答方式

【分析】：在不同速度的设备之间进行数据传送，既可以使用同步方式，也可以使用异步方式。异步方式主要是用于在不同的设备之间进行通信，而如果两种速度的设备使用同一个时钟信号进行控制，采用同步的数据传送方式，同样可以进行数据的传送，只是快速设备的速度性能发挥不出来。【答案】：C

15．挂接在总线上的多个部件（）。

A．只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据 B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据 C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据

D．可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据【分析】：为了使总线上的数据不发生“碰撞”，挂接在总线上的多个设备只能分时地向总线发送数据，即每一个时刻只能有一个设备可以向总线传送数据，而从总线上接收数据的设备可有多个，因为接收数据的设备不会对总线产生“干扰”。【答案】：B

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2002年：

12．异步传送方式常用于（）中，作为主要控制方式。 A．微型机的CPU内部控制

B．硬连线控制器 C．微程序控制器 D．串行I/O总线【分析】：异步传输方式主要用于控制两种速度有一定差别的设备的信息传送，一般用在快速CPU与慢速的外设之间进行串行通信的场合。【答案】：D

13．串行总线主要用于（）。 A．连接主机与外围设备 B．连接主存与CPU C．连接运算器与控制器

D．连接CPU内部各部件【分析】：串行通信方式由于其信息传送速度慢、信息传送的距离较长、所使用的信号线数量较少等特点，主要用于连接主机和慢速的外围设备，例如主机与串行鼠标之间的信息传送。【答案】：A

2003年：

4．下列说法中正确的是（）。

A．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息 B．半双工总线只能在一个方向上传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息

C．半双工总线可以在两个方向上轮流传输信息，全双工总线可以在两个方向上同时传输信息 D．半双工总线可以在两个方向上同时传输信息，全双工总线可以在两个方向上轮流传输信息

【分析】：根据总线上信号的传递方向，总线可分为单向传输（单工）总线和双向传输（双工）总线，而双工总线又可分为半双工总线和全双工总线。其中单工总线只能向一个方向传递信号，半双工总线可以在两个方向上轮流传递信号，全双工总线可以在两个方向上同时传递信号。

【答案】：C

9．在总线上，同一时刻（）。 A．只能有一个主设备控制总线传输操作 B．只能有一个从设备控制总线传输操作

C．只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作

D．可以有多个主设备控制总线传输操作【分析】：总线上的设备要控制总线必须先获得总线的控制权，获得总线控制权的设备称为主设备，被主设备访问的设备称为从设备。在总线上信息的传输由主设备启动，一条总线上可以有多个设备能成为主设备，但在同一时刻只能有一个主设备控制总线的传输操作。【答案】：A

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2004年：

4．系统级的总线是用来连接（）。 A．CPU 内部的运算器和寄存器 B．主机系统板上的所有部件 C．主机系统板上的各个芯片

D．系统中的各个功能模块或设备

【分析】：按总线的连线类型不同，总线可分为：① 芯片级总线（CPU内部总线）：连接CPU内部运算器、控制器、寄存器等的数据通路。② 扳级总线：连接主板中的CPU和主存等部件，也称局部总线。③ 系统总线是用来连接系统内各大功能模块或设备。【答案】：D

15．总线从设备是（）。 A．掌握总线控制权的设备 B．申请作为从设备的设备 C．被主设备访问的设备 D．总线裁决部件

【分析】：主设备：获得总线控制权的设备。从设备：被主设备访问的设备。【答案】：C

2005年：

12．波特率表示传输线路上（）。 A．信号的传输速率

B．有效数据的传输速率 C．校验信号的传输速率 D．干扰信号的传输速率【分析】：波特率是码元传输速率，每秒通过信道传输的码元数。（传的是信号）。比特率是信息位传输速率，每秒钟通过信道传输的有效信息量。（传的是信息）【答案】：A

13．不同信号在同一条信号线上分时传输的方式称为（）。 A．总线复用方式 B．并串行传输方式 C．并行传输方式

D．串行传输方式【分析】：串行传输是指数据的传输在一条线路上按位进行。并行传输是每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。不同信号在同一条信号线上分时传输的方式称为总线复用方式。【答案】：A

17．按照传输定时的方法划分，总线数据通信方式可分为和两类。【分析】：按照传输定时的方法划分，总线数据通信方式可分为：① 同步通信：所有的设备都从一个

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公共的时钟信号中获得定时信息。② 异步通信：使用一个在CPU和设备之间的“握手”信号，去除了公共的时钟信号，从而使得操作变成异步的，有非互锁、半互锁、全互锁三种方式。【答案】：同步通信异步通信

三、改错题：历年真题：

（2002年）3．按时序控制方式分，总线可分为串行总线和并行总线。

【分析】：对总线的分类有不同的分类标准：按传送格式分为：串行总线、并行总线；按时序控制方式分为：同步总线（含同步扩展总线）、异步总线；按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。

【答案】：按时序控制方式分，总线可分成同步总线和异步总线。

（2003年）23．串行通信只能采用异步方式。【分析】：串行通信是指数据的传输是在一条传输线路上按位进行，它可以采用异步方式，也可以采用同步方式。采用异步方式时，发送与接收设备之间采用“握手”信号来进行同步，而采用同步方式时，发送与接收设备都从同一个公共的时钟信号中获得定时信息。【答案】：串行通信可以采用异步方式，也可以采用同步方式。

（2004年）23．总线周期是指：任意总线设备为获取总线控制权而等待的时间与占用总线的时间之和。【分析】：总线访问延迟：是主设备为获得总线控制权而等待的时间。总线周期：是主设备占用总线的时间。

【答案】：总线周期是指主设备占用总线的时间。

四、简答题：历年真题：

（2000年）1．何谓存储总线？何谓I/O总线？各有何特点？（4分）【答案】：

存储总线是连接CPU和主存储器之间的专用总线，速度高。

1/O总线是连接主机（CPU）与1/O设备之间的总线，可扩展性好。

（2001年）4．总线的分类方法主要有哪几种？请分别按这几种法说明总线的分类。【答案】：① 按传送格式分为：串行总线、并行总线；② 按时序控制方式分为：同步总线（含同步扩展总线）、异步总线；③ 按功能分为：系统总线、CPU内部总线、各种局部总线。

（2002年）4．何谓串行传输，有何优缺点?适用什么场合？【答案】：

串行传输是指数据的传输在一条线路上按位进行。优点：线路成本低。缺点：传送速度慢。

适用场合：主机与低速外设间的传送、远距离通信总线的数据传送、系统之间的数据传送。

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