计算机组成原理课后习题

第1章 计算机系统概述

一、选择题

1、CPU的组成中不包含 A 。

A．存储器 B．寄存器 C．控制器 D．运算器 2、电子计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循着一位科学家提出的基本原理。他就是 D 。

A．牛顿 B．爱因斯坦 C．爱迪生 D．冯·诺依曼 3、操作系统最先出现在 C 。

A．第1代计算机 B．第2代计算机 C．第3代计算机 D．第4代计算机 4、目前我们所说的个人台式商用机属于 D 。

A．巨型机 B．中型机 C．小型机 D．微型机 5、50多年来，计算机在提高速度、增加功能、缩小体积、降低成本和开拓应用等方面不断发展。下面是有关计算机近期发展趋势的看法：

①计算机的体积更小，甚至可以像钮扣一样大小。 ②计算机的速度更快，每秒可以完成几十亿次基本运算。

③计算机的智能越来越高，它将不仅能听、能说，而且能取代人脑进行思考。 ④计算机的价格会越来越便宜。 其中可能性不大的是 B 。

A．①和② B．③ C．①和③ D．④ 二、填空题。

1、第1代计算机的逻辑器件，采用的是电子管 ；第2代计算机的逻辑器件，采用的是 晶体管 ；第3代计算机的逻辑部件，采用的是 中、小规模集成电路 ；第4代计算机的逻辑部件，采用的是 超大规模集成电路 。

2、计算机的工作特点是 速度快 、 通用性 、 准确性 和 逻辑性 。 三、判断题。

1、利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。 （×） 2、兼容性是计算机的一个重要性能，通常是指向上兼容，即旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。 （×） 3、在微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化属于科学计算方面的应用。 （×） 4、决定计算机计算精度的主要技术指标是计算机的字长。 （√） 5、计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。 （×） 四、简答题

一、按照冯若依曼原理，现代计算机应具备哪些功能

1.输入/输入功能。计算机必须有能力把原始数据和解题步骤接收下来（输入），把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给使用者。

2.记忆功能。计算机应能够“记住”原始数据和解题步骤以及解题过程中的一些中间结果。

3.计算功能。计算机应能进行一些最基本的运算，这些基本运算组成人们所需要的一些计算。

4.判断功能。计算机在进行一步操作之后，应能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。

5.自我控制能力。计算机应能保证程序执行的正确性和各部件之间的协调性。 二、冯若依曼体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些不见组

成？他们各起什么作用

冯·诺依曼计算机体系的基本思想是存储程序，也就是将用指令序列描述的解题程序与原始数据一起存储到计算机中。计算机只要一启动，就能自动地取出一条条指令并直行之，直至程序执行完毕，得到计算结果为止。

按此思想设计的计算机硬件系统包含运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件。

运算器用来进行数据变换和各种运算。 控制器则为计算机的工作提供统一的时钟，对程序中的各基本操作进行时序分配，并发出相应的控制信号，驱动计算机的各部件按节拍有序地完成程序规定的操作内容。

存储器用来存放程序、数据及运算结果。

输入/输出设备接收用户提供的外部信息或用来向用户提供输出信息。

第二章 存储器系统

一、选择题

1.计算机的存储器系统是指（D）

A . RAM B. ROM

C. 主存储器 D.Cache,主存储器和外存储器 2.存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来（C）

A . 存放数据 B. 存放程序 C. 存放数据和程序 D.存放微程序 3.内存若为16MB，则表示其容量为（B）KB

A . 16 B. 16384 C. 1024 D.16000 4.存储周期是指（B）

A . 存储器的读出时间 B. 存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔 C. 存储器的写入时间 D. 存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔 5.存储单元是指（B）

A．存放一个二进制作息位的存储元 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.若一台计算机的字长为4个字节，则表明该机器（C） A．能处理的数值最大的为4位十进制数 B．能处理的数值最多由4位二进制数组成

C．在CPU中能作为一个整体处理32位的二进制代码 D．在CPU中运算的结果最大为2的32次方

7.机器字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的寻址范围是（A） A．0～16MB－１ B．０～１６M－１ C．０～８M－１ D．０～８MB－１

８.某计算机字长１６位，其存储容量为２MB，若按半字编址，它的寻址范围是（C） A．0～８M－１ B．０～４M－１ C．０～２M－１ D．０～１M－１

９.下列说法正确的是（C）

A．半导体RAM信息可读书可写，且断电后仍能保持记忆

B．动态的RAM属非易失性存储器，而静态的RAM存储信息是易失性的 C．静态RAM、动态RAM都属易失性存储器，断电后存储的信息将消失 D．ROM不用刷新，且集成度比动态RAM高，断电后存储的信息将消失

10.某一动态RAM芯片其容量为16K×1，除电源线、接地线和刷新线外，该芯片的最小引脚数目应为（B）

A．16 B．12 C.18 D.20 11.动态RAM的刷新是以( B)为单位进行的

A.存储单元 B.行 C.列 D.存储矩阵 12.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.左端口与右端口的地址码相同 C.左端口与右端口的数据码相同 D.左端口与右端口的数据码不同

13.双端口存储器所以能高速进行读/写操作,是因为采用了( B) A.高速芯片 B两套相互独立的读写电路 C.流水技术 D.新型器件 二、填空题

1.存储器的读出时间通常称为（存取时间），它定义为（从存储器接受读出请求到所要的信息出现在它的输出端的时间）。为便于读写控制，一般认为存储器设计时写入时间和读出时间相等，但事实上写入时间（小于）读出时间。

2.计算机中的存储器是用来存放（程序和数据）的，随机访问存储器的访问速度与（存储位置）无关。

3.计算机系统中的存储器分为（内存）和（外存）。在CPU执行程序时，必须将指令存放在（内存）中。

4.半导体存储器分为（静态随机存储器（SRAM））、（动态随机存储器（DRAM））只读存储器（ROM）和相联存储器等

5.动态存储单元以电荷的形式将信息存储在电容上，由于电路中存在（泄露电流）因此需要定期不断地进行（刷新）

6.地址译码分（单地址译码）方式和（双地址译码）方式。 7.静态存储单元是由晶体管构成的（双稳态电路），保证记忆单元始终处于稳定状态，存储的信息不需要（刷新）

8.模4交叉存储器是一种（高速）存储器，它有四个存储模块，每个模块有自己的（数据缓冲寄存器）和寄存器。 三、判断题

1.计算机的内存由RAM和ROM两种半导体存储器组成。（对） 2.个人微机使用过程中实然断电，则RAM中保存的信息全部丢失，而ROM中保存的信息不受影响。（对）

3.CPU访问存储器的时间是由存储器的容量决定的，存储器容量越大，访问存储器所需的时间越长。（错）

４.动态RAM和静态RAM都是临危授命性半导体存储器。（错） ５.因为单管动态随机存储器是破坏性读出，所以必须断地刷新。（错） 四、简答题

1、目前计算机中使用的半导体存储器包括哪几种类型？它们各有哪些特点？分别使用什么场合？人们所说的内存通常指哪几种类型？

微机中使用的半导体存储器包括半导体随机存储器（RAM）和半导体只读存储器（ROM），其中RAM又可以分为静态RAM（SRAM）和动态RAM(DRAM）。

RAM是可读、可写的存储器，CPU可以对RAM单元的内容随机地进行读/写访问。RAM多由MOS型电路组成。SRAM的存取速度快，但集成度低，功耗也较大，所以一般用来组成高速缓冲存储器和小容量内存系统，DRAM集成度高，功耗小，但存储速度慢，一般用来组成大容量内存系统。

ROM可以看作是RAM的一种特殊形式，其特点：存储器的内容只能随机读出而不能写入。这类存储器常用来存放那些不需要改变的信息，由于信息一旦写入存储器就固定不变了，即使断电，写入的内容也不会丢失，所以又称为固定存储器。

人们通常所说的内容是指RAM和ROM，其中的RAM 是动态RAM。

2、存储元，存储单元，存储体，存储单元地址这几个术语有何联系与区别

存储元：存储器的最小存储单元，它的作用是用来存放一位二进制代码0或1，任何具有两个稳定状态（双稳态）的物理器件都可以来做存储元。

存储单元：一般具有存储数据和读写数据的功能，一般以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节。每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。程序中的变量和主存储器的存储单元相对应。变量的名字对应着存储单元的地址，变量内容对应着单元所存储的数据。

存储体：由许多存储单元构成。

计算机在存储数据时，以存储单元为单位进行存取。机器的所有存储单元长度相同，一般由8的整数倍个存储元构成。同一单元的存储元必须并行工作，同时读出写入。由许多存储单元构成一台机器的存储体。由于每个存储单元在存储体中的地位平等，为区别不同单元，给每个存储单元赋予地址。

3、针对寄存器，主存，CACHE，光盘存储器，软盘，硬盘，磁带，回答以下问题？ 按存储容量排出顺序；按读写时间排出顺序

计算机系统中广义的存储器包括CPU内部寄存器、高速缓存（Cache)、内存储器和外存储器，其存储速度依次降低，存储成本也依次降低。

（1）寄存器组→Cache→软盘→主存→光盘存储器→硬盘→磁带。 （2）寄存器组→Cache→主存→硬盘→光盘存储器→软盘→磁带。 4、说明SARM的组成结构；与SRAM相比较，DRAM在电路组成上有什么不同

SRAM由存储体、读写电路、地址译码电路和控制电路组成，DRAM还需要有动态刷新电路。

与SRAM相比，DRAM在电路组成上有以下不同之处。

（1）地址线的引脚一般只有一半，因此，增加了两根控制线RAS(RAS取反)和CAS(CAS取反)，分别控制接收行地址和列地址。

（2）没有CS(CS取反)引脚，在存储器扩展时用RAS(RAS取反)控制线来代替。 五、综合题

1、 设有一个1MB容量的存储器，字长为32位，问：

（1） 按字节编址，地址寄存器，数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ （2）按半字编址，地址寄存器，数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ （3）按字编址，地址寄存器，数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ 答：

（1）1M=2^10*2^10*8b=2^20*8b

所以，地址寄存器为20位，数据寄存器为8位，编址范围0~2^20-1，写成16进制为00000H~FFFFFH。 （2）由题意得：

半字为16b，1M=2^19*16b

所以，地址寄存器为19位，数据寄存器为16位，编址范围0~2^19-1，写成16进制为00000H~7FFFFH。

（3） 按字编址，字长为32，1M=2^18*32b

所以，地址寄存器为18位，数据寄存器为32位，编址范围0~2^18-1，写成16进制为00000H~3FFFFH。

2、 利用2716（2K*8位）、2114（1K*4位）和8205（或74LS138）等集成电路为8位微机设计一个容量为 4KB的ROM、2KB的RAM的存储子系统（ROM安排在内存的底端，RAM紧靠ROM）。要求写出设计步骤。 答：1）、 计算需要的各种芯片表

2716（2K*8位） 2*2^10*8=2KB 2114(1K*4位) 2^10*4=0.5KB

又因为是八位机，所以2114必须成对出现，两个2114容量为1KB。 所以2716是2个组成4KB的ROM 2114是4个组成2KB的RAM 2）、 写出多个芯片的地址分配

ROM1 0~2^11-1 0~2047 0~07FFH ROM2 2^11~2^12-1 2048~4095 0800H~0FFFH RAM1+RAM2 2^12~2^12+2^10-1 4096~5119 1000H~13FFH RAM3+RAM4 5120~5120+2^10-1 5120~6143 14FFH~17FFH

3、 用8K*8的RAM芯片和2K*8的ROM芯片设计一个10K*8的存储器，ROM和RAM的容量分别为2K和8K，ROM的首地址为0000H，RAM的末地址为3FFFH。 （1）ROM存储器区域和RAM存储器区域的地址范围分别为多少？ （2）画出存储器控制图及与CPU的连接图。 答：(1)

RAM 8K*8=8KB ROM 2K*8=2KB 10K*8=10KB=RAM+ROM

ROM的首地址为0000H 0~2*2^10-1 0~2047 0000H~07FFH RAM的末地址为3FFFH 16383-8*2^10+1~16383 8192~16383 2000H~3FFFH (2)

ROM地址范围

0000 0000 0000 0000

0000 0111 1111 1111 RAM地址范围

0010 0000 0000 0000

0011 1111 1111 1111 画图：因为是字扩展所以片选信号不在一起 RAM 8K*8=8KB

ROM 2K*8=2KB

RAM的地址线 13根 ，数据线8根 ROM的地址线 11根 ，数据线8根

4、 用户64K*8的RAM芯片和32K*16的ROM芯片设计一个256K*16的存储器，地址范围为000000H~3FFFFH(题目似乎有错)，其中ROM的地址范围为10000H~1FFFFH(题目似乎有错),其余为RAM的地址，问：

（1）地址线、数据线各为多少根？ （2）RAM、ROM芯片各用多少片？

（3）画出存储器扩展图和与CPU连接图。 答：由题意得:

（1）RAM 64K*8 需要地址线15根 ROM 32K*16 需要地址线15根 所以，地址线15根，数据线16根。 256K*16=512KB

RAM芯片必须成对出现。 (2)

ROM的地址范围为10000H~1FFFFH

ROM的容量 1FFFFH-10000H=FFFFH=65535=64K所以需要 ROM (64*2^10*16)/(64*2^10*8)=2片 RAM的容量为512K-64K=192K

RAM (192*2^10*16)/(32*2^10*16)=6片 (3) 如图所示：

5、 某机访存空间64KB，I/O空间与主存统一编址，I/O空间占用2KB，范围为FC00H~FFFFH。现用8K*8和2K*8两种静态RAM芯片构成主存储器，RD错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。WR 分别为系统提供的读写信号线，IO/M 为高是I/O操作，为低是内存操作。请画出该存储器逻辑图，并标明每块芯片的地址范围。 答：

存储器逻辑如图所示：

图 存储器的逻辑框图

RAM(1)芯片的地址范围是 0000H~1FFFH RAM(2)芯片的地址范围是 2000H~3FFFH

RAM(3)芯片的地址范围是 4000H~5FFFH RAM(4)芯片的地址范围是 6000H~7FFFH RAM(5)芯片的地址范围是 8000H~9FFFH RAM(6)芯片的地址范围是 A000H~BFFFH RAM(7)芯片的地址范围是 C000H~DFFFH RAM(8)芯片的地址范围是 E000H~E3FFH RAM(9)芯片的地址范围是 E400H~E7FFH RAM(10)芯片的地址范围是 E800H~EBFFH RAM(11)芯片的地址范围是 EC00H~EFFFH RAM(12)芯片的地址范围是 F000H~F3FFH RAM(13)芯片的地址范围是 F400H~F7FFH RAM(14)芯片的地址范围是 F800H~FBFFH

I/O空间的地址范围是 FC00H~FFFFH错误！未指定书签。

6、 某机CPU可输出数据线8条（D7~D0），地址线20条（A19~A0），控制线1条（WE ）。目前使用的存储空间为48KB，其中16KB为ROM，拟用8K*8位的ROM芯片；32KB为RAM，拟用16K*4位的RAM芯片。

（1）需要两种芯片各多少片？

（2）画出CPU与存储器之间的连线图（译码器自定）。 （3）写出ROM和RAM的地址范围。 答：

用8K*8位的ROM芯片组成16KB的ROM，需要ROM芯片2片；用16K*4位的RAM芯片组成32KB的RAM，需要RAM芯片4片。

CPU与存储器之间的连线图如图所示： 因为CPU地址线20条（A19~A0），在图所示中，为了保证地址不重叠，所以将地址线A16连3：8译码器的使能端E1 ，地址线A17连3：8译码器的使能端E2 ，地址线A18、A19和存储器控制线MREQ 同时为低时与门输出高电平连3：8译码器的使能端E3，所以只有A19 A18 A17 A16和存储器控制线MREQ 同时为低时存储器才能工作，其地址范围如下： ROM的地址范围为：ROM1 00000H~01FFFH ROM2 02000H~03FFFH RAM的地址范围为：RAM1+RAM2 04000H~07FFFH RAM3+RAM4 08000H~0BFFFH

图 CPU与存储芯片的连接图

第三章 数据在机器层次的表示

选择题

１.当－１

-n

A.1-x B.x C.2+x D.(2-2)-|x|

2.字长16位，用定点补码小数表示时，一个字所能表示的范围是 D 。

-15-15-15-15

A.0~(1-2) B.-(1—2)~(1-2) C.-1~+1 D.-1~(1-2)

3.某机字长32位，其中１位符号位，31位尾数。若用定点整数补码表示，则最小正整数为 A ；最大负数数值为 C 。

3131

A.+1 B.+2 C.-2 D.-1

4.字长12位，用定点补码规格化小数表示时，所能表示的正数范围是 C 。 -12-12-11-11-11-11-11A.2~(1-2) B.2~(1-2) C.1/2~(1-2) D.(1/2+2)~1-2) 5.关于ASCLL编码的正确描述是 B 。 A.使用8位二进制代码，最右边一位为1 B.使用8位二进制代码，最左边一位为0 C.使用8位二进制代码，最右边一位为0 D.使用8位二进制代码，最左边一位为1 填空题

1.8位二进制补码表示整数的最小值为 -128 ，最大值为 127 。 2.8位反码表示定点整数的最小值为 -127 ，最大值为 +127 。

3.若移码的符号位为1，则该数为 正 数；若符号位为0，则为 负 数。

4.码值80H：若表示真值0，则为 移码 ；若表示-128，则为 补码 ；若表示-127，则为 反码；若表示-0，则为 原码。

5.码值FFH：若表示真值127，则为 移码 ；若表示-127，则为原码 ；若表示－1，则为 补码 ；若表示-0，则为 反码 。

6.浮点数n=16,阶码4位，补码表示，尾数12位，补码表示，绝对值最小的负数是_-（2^-1+2^-11）*2^-8（规格化的绝对值最小负数） 或者2^-11*2^-8 （非规格化的绝对值最小负数） 。

7.最小的区位码是 0101H ，其对应的交换码是 2121H ，内码是 A1A1H ，在外存字库的地址是 0 。

8.已知某个汉字的国标码为3540H，其机内码为 B620 H。 9.将表3-8中的编码转换成十进制数值。 表3-8 各种编码数值 原码 0.1010 1.1111 1.1010

三 综合题 1

反码 0.1010 1.1111 1.1010 补码 0.1010 1.1111 1.1010

2简述CRC码的纠错原理

答：CRC码是一种纠错能力较强的编码，在进行校验时，将CRC码多项式与生成多项式G（x）相除，若余数为0，则表明数据正确，当余数不为0时，说明数据有错。只要选择适当的生成多项式G（x），余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以用余数作为判断出错位置的依据而纠正错码。

3.一个纠错码的全部码字为0000000000,0000011111,1111111111，它的海明距离为多少？可纠正几个错误?如果出现了码字0100011110，应纠正为什么？

答：码距是任意两个合法码之间至少有几个二进制位不相同，所以他们的码距为5。 可纠正4个错误。

错误码字0100011110，应纠正为0000011111.

第四章 运算器及去处方法

选择题

1.两补码数相加，采用1位符号位，当 D 时表示结果溢出。 A.符号位有进位

B.符号位进位和最高位数位进位异或结果为0 C.符号位为1

D.符号位进位和最高位数位进位异或结果为1

2.乘法器的硬件结构通常采用 C 。

A.串行加法器和串行移位器 B.并行加法器和串行左移 C.并行加法器和串行右移 D.串行加法器和串行右移 3.下面浮点运算器的描述中正确地是 A、C 。 A.浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现 B.阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算 C.阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作 D.尾数部件只进行乘法和减法运算

4.从下列叙述中，选出正确的句子 B、C、F 。 A.定点补码运算时，其符号位不参加运算

B.浮点运算可由阶码运算和尾数运算两部分联合实现 C.阶码部分在乘除运算时只进行加、减操作 D.尾数部分只进行乘法和除法运算 E.浮点数的正负由阶码的正负符号决定

F.在定点小数一位除法中，为了避免溢出，被除数的绝对值一定要小于除数的绝对值 5.运算器的主要功能是进行 C 。 A.逻辑运算 B.算术运算 C.逻辑运算和算术运算 D.只作加法

6.运算器虽由许多部件组成，但核心部分是 B 。 A.数据总线 B.算术逻辑运算单元 C.多路开关 D.累加寄存器 填空题

１.补码加减法中， 符号位 作为数的一部分参加运算， 符号位产生的进位 要丢掉。 2.为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用 00 表示，负数的符号用 11 表示。

3.采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号为 不相同 ，则表明发生了溢出。若结果的符号位为 01 ，表示发生正溢出；若为 10 ，表示发生负溢出。 4.补码一位乘法运算法通过判断乘法是末位ＹN和补充位YN+1的值决定下步操作，当YNYN+1＝ 10 时，执行部分积加[－X]补，再右移一位；当YNYN+1= 01 时，执行部分积加[X]补，再右移一位。 5.原码一位乘法中，符号位与数值位 分开运算 ，运算结果的符号位等于 被乘数与乘数的符号位异或 。

6.浮点加减乘除运算在 阶码运算溢出 情况下会发生溢出。

7.一个浮点数，当其补码尾数右移一位时，为使其值不变，阶码应该 加１ 。 8.向左规格化的规则为：尾数 左移一位 ，阶码 减１ 。 9.向右规格化的规则为：尾数 右移一位 ，阶码 加１ 。

10.当运算结果的尾数部分不是 11.0xx...x或00.1xx...x 的形式时，则应进行规格化处理。当尾数符号位为 01或10 时，需要右规。当运算结果的符号位和最高有效位为11.1或00.1时，需要左规。

11.在浮点加法运算中，主要的操作内容及步骤是 对阶 、 尾数加法 、 结果规格化 。

12.在定点小数计算机中，若采用变形补码进行加法运算的结果为10.1110，则溢出标志位为 等于1 ，运算结果的真值为 -1.0010 。

13.定点运算器中，一般包括 ALU 、 寄存器 、 多路选择器 、 移位器 和

数据通路 等。

14.ALU的基本逻辑结构是 快速进位 加法器，它比行波进位加法器优越，具有先行进位逻辑，不仅可以实现高速运算，还能完成逻辑运算。

15.浮点运算器由 阶码运算器 和 尾数运算器 组成，它们都是定点运算器， 尾数运算器 要求能进行 加减乘除 运算。 三、简答题

1、简述采用双符号位检测溢出的方法。

答：双符号位检测溢出是采用两位二进制位表示符号，即正数的符号位为00，负数的符号位为11。在进行运算时，符号位均参与运算计算结果中如果两个符号位不同，则表示有溢出产生。

若结果的符号位为01，则表示运算结果大于允许聚会范围内的最大正数，一般称为正溢出；若结果的符号位为10，则表示运算结果是负数，其值小于允许取值范围内的最小负数，一般称为负溢出。两个符号位中的高位仍为正确的符号。

2、 简述采用单符号位检测溢出的方法。

答：采用单符号位检测溢出的方法有以下两种。

(1)利用参加运算的两个数据和结果的符号位进行判断：两个符号位相同的数相加，若结果的符号位与加数的符号位相反，则表明有溢出产生；两个符号位相反的数相减，若结果的符号位与被减数的符号位相反，则表明有溢出产生。其他情况不会有溢出产生。

+C1，(2)利用编码的进位情况来判断溢出：V=C0○其中C0为最高位（符号位）进位状态，

C1为次高位（数值最高位）。V=1，产生溢出；V=0，无溢出。

3、 简述定点补码一位除法中，加减交替法的算法规则。请问，按照该法则商的最大误差是

多少？

答：定点补码一位除法中，加减交替法的算法规则如下。 (1) 符号位参加运算，除数与被除数均用双符号补码表示。

(2) 被除数与除数同号，则被除数减去除数；被除数与除数异号，则被除数加上除数。商符号位的聚会见步骤(3)。

(3) 余数与除数同号，则被除数除数减去除数；被除数与除数异号，则被除数加上被余数左移一位加上除数。

(4) 采用校正法，包括符号位在内，就重复步骤(3)n+1次。这种方法操作复杂一点，但不会引起误差。

该算法采用最后一步恒置“1”的方法。包括符号位在内，应重复步骤(3)n次，这种方法操作简单易于实现，其引起的最大误差是2-n。

4、 简述运算器的功能。

答：运算器的主要功能是完成算术及逻辑运算，它由ALU和若干寄存器组成。ALU负责执行各种数据运算操作；寄存器用于暂时存放参与运算的数据以及保存运算状态。

5、 试述先行进位解决的问题及基本思想。

答：先行进位解决的问题是进位的传递速度。其基本思想是：让各位的进位与低位的进位无关，仅与两个参加操作的数有关。由于每位的操作数是同时给出的，各进位信号几番可以同时产生，和数也随之产生，所以先行位可以提高进位的传递速度，从而提高加法器的运算速度。

四、综合题

1.简述采用双符号位检测溢出的方法。

答：双符号位检测溢出是采用两位二进制位表示符号，即正数的符号位为00，负数的符号位为11.在进行运算时，符号位均参与运算，计算结果中如果两个符号位不同，则表示有溢出产生。

若结果的符号位为01，则表示运算结果大于允许取值范围内的最大正数，一般称为正溢出；若结果的符号位为10，则表示运算结果是负数，其值小于允许取值范围内的最小负数，一般称为负溢出。两个符号位中的高位仍为正确的符号。

2．简述采用单符号位检测溢出的方法。 采用但符号位检测溢出的方法有两种;

①利用参加运算的两个数据和结果的符号位进行判断：两个符号位相同的数相加，若结果的符号位与加数的符号位相反，则表明有溢出产生：两个符号位相反的数相减，若结果的符号位与被减数的符号位相反，则表明有溢出产生。其他情况不会有溢出产生。

4.简述运算器的功能。

答：运算器的主要功能是完成算术及逻辑运算，他有ALU和若干寄存器组成。ALU负责执行各种数据运算操作：寄存器用于暂时存放残余运算的数据以及保存运算状态。

5.试述先行进位解决的问题及基本思想

先行进位解决的问题是进位的传递速度。其基本思想是：让各位的进位与低位的进位无关，仅与两个参加操作的数有关。由于每位的操作是同时给出的，各进位信号几乎可以同时产生，和数也随之产生，所以先行进位可以提高进位的传递速度，从而提高加法器的运算速度.

四，计算题

4.x=—3，y=—3，用原码两位乘法求[x*y]原

5.x=—3，y=—3.用补码两位乘法求[x*y]补

6.x=+0.1011，y=—1，用补码两位乘法求[x*y]补

7、已知X=0.1101，Y=-0.1011，用原码一位乘法求[X*Y]原。 【解】|X|=00.1101，|Y|=0.1011

部分积 乘数 Yn 说明 00.0000 1011 1 Yn=1，+|X| + 00.1101 00.1101

→ 00.0110 1101 1 部分积右移一位，

+ 00.1101 Yn=1，+|X| 01.0011

→ 00.1001 1110 0 部分积右移一位， + 00.0000 Yn=0，+0 00.1001

→ 00.0100 1111 1 部分积右移一位， + 00.1101 Yn=1，+|X| 01.0001

→ 00.1000 1111 部分积右移一位。 由于Ps=Xs⊕Ys =0⊕1=1,所以,[X*Y]=1.10001111。

8、已知X=-0.1101，Y=0.0110，用原码两位乘法求[X*Y]原。 【解】|X|=000.1101,2|X|=001.1010，|Y|=00.0110

部分积 乘数 C 说明 000.0000 00.01 100

+ 001.1010 C=100，+2|X| 001.1010

→ 000.0110 00. 010 右移两位， + 000.1101 C=010，+|X| 001.0011

→ 000.0100 00.0 右移两位， 所以结果为：[X*Y]原=1.01001110。

9、已知X=-0.1101，Y=0.0110，用补码两位乘法求[X*Y]补。

【解】[X]补=111.0011,2[-X]补=001.1010，2[X]补=110.0110，[Y]补=00.0110

部分积 乘数 Yn+1 说明 000.0000 00.01 100

+ 001.1010 Yn+1=100，+2[-X]补

001.1010

→ 000.0110 00. 011 右移两位，

+ 110.0110 Yn+1=011，+2[X]补

110.1100

→ 111.1011 00.0 右移两位， 所以结果为：[X*Y]补=1.10110010。

10、已知X=-0.1101，Y=0.1011，用补码一位乘法求[X*Y]补。

11、已知X=-0.10110，Y=0.11111，用加减交替法原码一位除法计算[X/Y]原。

12、已知X=-0.10110，Y=0.11111，用加减交替法补码一位除法计算[X/Y]补。

13、已知X=-0.1001，Y=-0.1001，用补码不恢复余数除法求[X/Y]补。

14、已知X=0.100，Y=-0.101，用补码一位不恢复余数除法求[X/Y]补。

15、已知X=2

*0.11011011，Y=2*（-0.10101100），求X+Y。

【解】[X]补=0010,00.11011011;[Y]补=0100,11.01010100；

①对阶。 [△E]=[EX]补-[EY]补=0010+1100=1110，其真值为-2，即X的阶码比Y的阶码小2，X的尾数应右移2位，阶码加2得：[X]补=0100,0.0010111（0舍1入）。 ②尾数求和，即[MX]补+[MY]补。

[MX]补 00.11011011 + [MY]补 11.01010100 [MX +MY]补 00.00101111

③结果规格化及判断溢出。结果尾数是非规格化的数，需左规。因此将结果尾数左移2位，阶码减2，得：[X +Y]补=0010,00.10111100。 因阶码符号位为00，所以溢出。

④舍入。由于是左规，结果不需要舍入。 最后运算结果的真值为X+Y=2010*0.10111100。

16、已知下述[X]移，[Y]补，用移码运算求[X+Y]移和[X-Y]移。注意指出溢出情况。

17、设浮点数的阶码为4位（含阶符），尾数为6位（含尾符），X、Y中的指数项、小数项均为二进制真值。

（1）X=201*0.1101，Y=211*(-0.1010)，求X+Y=? （2）X=2010*0.1111，Y=2-100*0.1110，求X-Y=?

010100

18、设有两个十进制数：X=-0.875*2，Y=0.625*2.

(1)将X，Y的尾数转换为二进制补码形式。

(2)设阶码2位，阶符1位，数符1位，尾数3位。通过补码运算规则求出Z= X-Y的二进制浮点规格化结果。

【解】（1）[MX]补=1.001；[MY]补=0.101 （2）[X]补=001,1.001；[Y]补=010,0.101；

12

①对阶。 [△E]=[EX]补-[EY]补=001+110=111，其真值为-1，即X的阶码比Y的阶码小

1，X的尾数应右移1位，阶码加1得：[X]补=010,0.101（0舍1入）。 ②尾数求差，即[MX]补-[MY]补。

[MX]补 1.001 – [MY]补 0.101 Z补=[MX -MY]补 0.100

③结果规格化及判断溢出。结果尾数是规格化的数，因此得：Z补=010, 0.100。 因阶码符号位为0，所以溢出。

最后运算结果的真值为Z=X-Y=2010*0.100；规格化结果为Z=22*0.100。

19、设浮点数X，Y的阶码（补码形式）和尾数（原码形式）如下：

X：阶码0001，尾数0.1010；Y：阶码1111，尾数0.1001。设基数为2。

①求X+Y（阶码运算用补码，尾数运算用补码）。

②求X*Y（阶码运算用移码，尾数运算用原码一位乘）。

③求X/Y（阶码运算用移码，尾数运算用原码加减交替法）。

第五章 指令系统

一、选择题

1.关天二地址指令，以下论述正确的是（A）

A．二地十指令中，运算结果通常存放在其中一个地址码所提供的地址中 B．二地址指令中，指令的地码字段存放的一定是操作数 C．二地址指令中，指令的地址码字段存放的一定是寄存器号 D．指令的地址码字段存放的一定是操作数地址 2.在一地址指令中，下面论述正解的是（C）

A．仅能有一个操作数，它由地址码提供 B．一定有两个操作数，另一个是隐含的 C．可能有一个操作数，也可能有两个操作数 D．如果有两个操作数，另一个操作数是本身 3.先计算后再访问内存的寻址方或是（D） A．立即寻址 B．直接寻址 C．间接寻址 D．变址寻址

4.在相对寻址方式中,若指令中地址码为X,则操作数的地址为(B) A.X B.(PC)+X

C.X+段基址 D.变址寄存器+X

5.以下四种类型指令中，执行时间最长的是（C） A．RR型 B．RS型

C．SS型 D．程序控制指令

6.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是(D) A.可直接访问外存

B.提供扩展操作码并降低指令译码难度 C.实现存储程序和程序控制

D.缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性

7.在变址寄存器寻址方式中,若变址寄存器的内容是4E3C16,给出的偏移量是6316,则它对应的有效地址是(D)

A.6316 B.4D9F16 C.4E3C16 D.4E9F16

8.设相对寻址的转移指令占两个字节,第1字节是操作码,第2字节是相对位移量(用码表示).每当CPU从存储器取出第一个字节时,即自动完成(PC)+1→PC.设当前PC的内容为2003H,要求转移到200AH地址,则该转移指令第2字节的内容应为(①)。若PC的内容为2008H，要求转移到2001H地址，则该转移指令第2字节 的内容应为（②） A．05H B.06H C.07H D.F7H E.F8H F.F9H

9.人们根据特定需要预先为计算机机编制的指令序列称为（D） A．软件 B.文件 C．集合 D.程序

10.假设微处理器的主振频率为50MHZ，两个时钟周期组成一个机器周期，平均三个机器周期完成一条指令，则它的机器周期为（①）(C)ns,平均运算速度近似为（②）( D)MIPS ① A．10 B.20 C.40 D.100 ② A.2 B.3 C.8 D.15

11.下列叙述中,能反映RISC特征的有(CEFGHI) A.丰富的寻址方式

B.使用微程序程序控制器

C.执行每条指令所需的机器周期数的平均值小于2 D.多种指令格式 E.指令长度不可变 F.简单的指令系统

G.只有LOAD/STORE指令访问存储器 H．设置大量通用寄存器

I．在编译软件作用下的介指令流水线调度 12.能够改变程序执行顺序的是（D）

A．数据传输类指令 B.移位操作类指令 C．输入输入出类指令 D.转移类指令

13.堆栈寻址方式中， 设A为通用寄存器，SP为堆栈示器，MSP为SP指示器的栈顶单元，如果入栈操作的动作是：（A）→MSP，（SP）-1→SP,那么出栈的动作应是（B） A．（MSP）→A，（SP）+1→SP B.(SP)+1→SP,(MSP) →A C.(SP)-1→SP,(MSP) →A D.(MSP) →A,(SP)-1→SP 14.下面描述的RISC机器基本概念中不正确的是(A、C、D) A.RISC机器不一定是流水CPU B.RISC机器一定是流水CPU C.RISC机器有复杂的指令系统 D.CPU中配置很少的通用寄存器 二、填空题

1.通常指令编码的第一字段是（操作码） 2.指令的编码将指令分成（操作码）、（操作数地址码）等字段。 3.计算机通常使用（程序计数器PC）来指定指令的地址。 4.地址码表示（操作数的地址）。以其数量为依据，可以将指令分为（一地址指令）、（二地址指令）、（三地址指令）、（零地址指令）。

5.操作数的存储位置隐含在指令的操作码中，这种寻址方式是（隐含）寻址 6.操作数直接出现在地址码位置的寻址方式称为（立即）寻址。

7.寄存器间接寻址方式指令中，给出的是（操作数地址）所在的寄存器号。

8.存储器间接寻址方式指令中，给出的是（操作数地址）所在存储器地址，CPU需要访问内存（两次）才能获得操作数。

9.变址寻址方式中操作数的地址由（变址寄存器的内容）与（地址码中地址）的和产生 10.相对寻址方式中操作灵敏的地址由（当前PC值）与（地址码中给出的偏移量）之和产生。 11.指令系统是计算机硬件所能识别的，它是计算机（硬件和软件）之间的接口 12.计算机通常使用（程序计数器PC）来指定指令的地址。 三、判断题

1.执行批指令时，指令在内存中的地址存放在指令寄存器中(错) 2.内存地址寄存器用来指示从内存中取数据（错）

3.没有设置乘、除法指令的计算机系统中，就不能实现乘、除法运算（错） 4.处理大量输入/输出数据的计算机，一定要设置十进制运算指令（错）

5.为了实现其兼容性，新设计的RISC，是从原来CISC系统的指令系统中挑选一部分简单指令实现的（错）

6.采用RISC技术后，计算机的体系结构又恢复到早期的比罗简单的情况（错） 7.RISC没有乘、除指令和浮点运算指令（错） 四、简答题

1．简述立即寻址方式的特点。

答：立即寻址方式的特点是执行速度快，取指令的同时也取出数据，不需要寻址计算和访问内存，但操作数是固定不变的，因此适合于访问常数。 2．简述基址寻址方式和变址寻址方式的主要区别。

答：基址寻址用于程序定位，一般由硬件或操作系统完成。而变址寻址是面向用户的，用于对一组数据进行访问等。

3.简述相对寻址的特点；

答：相对寻址方式中，操作数的地址是程序计数器PC的值加上偏移量形成的，是一种特殊的变址寻址方式，偏移量用补码表示，可正可负。相对寻址方式可用较短的地址码访问内存。 4.在寄存器—寄存器型、寄存器—存储器型和存储器—存储器型三类指令中，哪类指令的执行时间最长？哪类指令的执行时间最短？为什么？

答：寄存器—寄存器型执行速度最快，存储器—存储器型执行速度最慢。因为前者操作数在寄存器中，后者操作数在存储器中，而访问一次存储器所需的时间一般比访问一次寄存器所需时间长。

5.一个较完善的指令系统应包括哪几类指令？

答：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、堆栈指令、字符串指令和特权指令等。

五、综合题

1.指令字长为16位，每个地址码6位，采用扩展操作码的方式，设计14条二地址指令，100条一地址指令，100条零地址指令。

2.假设某计算机指令字长度为32位，具有二地址、一地址零地址3种指令格式，

每个操作数地址规定用8位表示，若操作码字段固定为8位，现已设计出K条二地址指令，L条零地址指令，那么这台计算机最多能设计出多少条但地址指令？

解：因为操作码字段固定为8位，所以最多能设计28=256条指令，现已设计出K条二地址指令，L条零地址指令，所以这台计算机做多还能设计出（256-K-L）条单地址指令。 3、某计算机指令字长16位，地址码6位，指令有一地址和二地址两种格式，设共有N条

（N<16）二地址指令，试问一地址指令最多可以有多少条？

4.某计算机指令系统字长为16位，采用操作扩展码，操作数地址需4位。该指令系统已有三地址指令M条，二地址指令N条，没有零地址。问：最多还有多少条一地址指令？

6.某计算机有变址寻址、间接寻址和相对寻址等寻址方式。设当前指令的地址码部分为001AH，正在执行的指令所在地址1F05H，变址寄存器中的内容为23A0H，其中H表示十六进制数。请填充：

7在一个单地址指令的计算机系统中有一个累加器，给定以下存储器数值：

8.假设机器字长为16位，主存容量为128K字节，指令长度为16位或32位，共有128条指令。请设计计算机指令格式，要求有直接、立即数、相对数、相对、基址、间接、变址六种寻址方式。

9现在要设计一个新处理机，但机器字长尚悬而味觉，有两种方案等待选择：一种是指令字长16位，另一种指令字长24位。该处理机的硬件特色是：有两个基址寄存器（20）位；有两个通用寄存器组，每组包括16个寄存器。请问：

（1）16位字长的指令和24字长的指令各有什么优缺点？那种方案好？ （2）若选用24位的指令字长，基地址寄存器还有保留的必要吗？ 10.指令格式如下所示，其中OP为操作码，试分析指令格式的特点。 11指令格式如下所示，其中OP为操作码字段，是分析格式的特点。 12一台处理机具有如下指令字格式：

1位 3位 3位 X OP 寄存器 地址

13RISC机中一些指令没有选入指令系统，但他们很重要，请使用指令集中的另外一条指令来替代它们。表5-15左半部分列出了6条指令功能，请在表的右半部分填入SPARC机的替

代指令及实现方法。

14假设以下各条指令在执行前均存放在地址为500的单元中，存储器按字节编制，字地址为偶数。每条指令执行前（R0）=100，（100）=200，（200）=500，（604）=200，MOV(OP)=1001(二进制)。MOV指令的功能是将源操作数传到目的地址，指令格式地址如下：

第6章 中央处理器

一、选择题

1、Intel C 是一个具有16位数据总线的32位CPU。

A．80286 B．80386DX C．80386SX D．80486DX2 2、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是 B 。

A．指令寄存器 B．程序计数器 C．地址寄存器 D．状态条件寄存器 3、状态寄存器用来存放 D 。

A．算术运算结果 B．逻辑运算结果 C．运算类型 D．算术、逻辑运算及测试指令来执行

4、在微程序控制器中，机器指令和微指令的关系是 C 。 A．每一条机器指令由一条微指令来执行 B．一条微指令由若干条机器指令组成

C．每一条机器指令由一段用微指令组成的微程序来解释执行 D．一段微程序由一条机器指令来执行 5、计算机主频的周期是指 B 。

A．指令周期 B．时钟周期 C．CPU周期 D．存取周期 6、一节拍脉冲持续的时间长短是 C 。

A．指令周期 B．机器周期 C．时钟周期 D．以上都不对 7、以硬连线方式构成的控制器也称为 A 。

A．组合逻辑型控制器 B．微程序控制器 C．存储逻辑型控制器 D．运算器 8、微程序存放在 A 中。

A．控制存储器 B．RAM C．指令寄存器 D．内存储器

9、微指令格式分为水平型和垂直型，水平型微指令的位数 B ，用它编写的微程序 D 。

A．较少 B．较多 C．较长 D．较短 二、简答题

1.问程序控制器有何特点？

答：微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三大部分组成。与组合逻辑控制器比较，微程序控制器具有规整性、可扩展性等优点，是一种用软件方法来设计硬件的技术。它可实现复杂指令的操作控制，且极具灵活性，可方便的增加和修改指令。 2.控制器的控制方式解决什么问题？有哪几种基本控制方式？

答：计算机的基本工作由指令控制。指令的操作不仅涉及CPU内部，还涉及内存和I/O接口。另外，指令的繁简程度不同，所需要的执行时间也有很大差异。如何根据具体情况实施不同的控制，就是控制方式所要解决的问题。控制器有三种控制方式：同步控制方式、异步控制方式和联合控制方式。

3.什么是指令周期、机器周期（CPU周期）和时钟周期？指令的解释有哪3种控制方式？ 答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间。CPU周期也称为机器周期，通常指从内存读取一个指令字的最短时间。时钟周期又称节拍周期，是处理操作的最基本单位。指令周期包含若干个CPU周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期。指令的解释有组合逻辑型、存储逻辑型和结合型3种控制方式。 三、综合体

２．若某机主频为200MHZ，每个指令周期平均为2.5个cpu周期，每个cpu周期包括两个主频周期，问：

（１）该机平均指令执行速度为多少MIPS?

主频为200MHZ，主频周期=1/200MHZ=0.005μs 一条指令执行周期为：2*2.5*1/200=0.025μs 平均指令执行速度=1/0.025=40MIPS （２）若主频不变，但每条指令平均包括5个cpu周期，每个cpu周期又包含4个主频周期，平均每条指令执行速度为多少MIPS?

每条指令包括5个CPU周期，每个CPU周期包含4个主频周期，一条指令执行时间为：4*5*0.005μs=0.1μs

平均指令执行速度= 1/0.5=10MIPS ３． （１）略 （２）

PC→MAR M→MDR MDR→IR PC+1→PC PC→BUS,BUS→MAR R MDR→BUS,BUS→IR +1PC MOVR0,R1 MOV(R0),R1 MOVR0,(R1) R0→BUS R0→BUS R1→MAR R0→MDR MDR→M BUS→R1 BUS→MAR M→MDR MDR→R1 R MDR→BUS,BUS→R1 R1→BUS, BUS→MAR R0→BUS,BUS→MDR R

三条MOV指令操作流程图

指令操作流程及微操作序列

PC→MAR PC→BUS MM→MDR R MDR→IR MDR→IR R2→A R2→A R1→MAR R1→MAR MM→MDR MM→MDR MDR→B MDR→BUS,BUS→B A+B→MDR +,移位器→BUS,BUS→MDR MDR→MM W ４．设某个一个任务需要8个加工部件加工才能完成，每个加工部件加工需要时间为T，先采用流水线加工方式，要完成一百个任务，共需要多少时间？ 答：（100+7）*T=107T

在饱和段流水线每T时间完成一个任务，流水线满负荷工作。

5．今有4级流水线，分别完成取指、指令译码并取数、运算、送结果四步操作。假设完成各步操作的时间依次为100ns、100ns、80ns、50ns。请问： （１）流水线的操作周期应设计为多少？

流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑，即流水线时钟周期性 ，故取100ns。 （２）若相邻两条指令发生数据相关，硬件上不采取措施，那么第2条指令要推迟多少时间进行？

遇到数据相关时，就停顿第2条指令的执行；

直到前面指令的结果已经产生，因此至少需要延迟2个时钟周期。

（３）如果再硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？ 如采用专用通路技术，就可使流水线不发生停顿。

第7章 系统总线

一、选择题

1、CPU芯片中的总线属于 A 总线。

A．内部 B．局部 C．系统 D．板级 2、下面所列的 D 不属于系统总线接口的功能。

A．数据缓存 B．数据转换 C．状态设置 D．完成算术及逻辑运算

3、在 A 的计算机系统中，外围设备可以和主存储器单元统一编址。 A．单总线 B．双总线 C．三总线 D．以上三种都可以

4、数据总线、地址总线、控制总线三类是根据 B 来划分的。 A．总线所处的位置 B．总线传送的内容 C．总线的传送方式 D．总线的传送方向 5、为协调计算机系统各部件工作，需有一种器件来提供统一的时钟标准，这个器件是 C 。 A．总线缓冲器 B．总线控制器 C．时钟发生器 D．操作命令产生器 6、系统总线中地址线的功能是 D 。 A．用于选择主存单元地址 B．用于选择进行信息传输的设备 C．用于选择外存地址

D．用于指定主存和I/O设备接口电路的地址 7、CPU的控制总线提供 D 。 A．数据信号流

B．所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号 C．来自I/O设备和存储器的响应信号 D．B和C

8、在菊花链方式下，越靠近控制器的设备 A 。

A．得到总线使用权的机会越多，优先级越高 B．得到总线使用权的机会越少，优先级越低 C．得到总线使用权的机会越多，优先级越高 D．得到总线使用权的机会越少，优先级越低

9、在计数器定时查询方式下，若计数从一次中止点开始，则 C 。

A．设备号小的优先级高 B．设备号大的优先级高 C．每个设备使用总线的机会相等 D．以上都不对 10、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 B．设备号大的优先级高 C．每个设备使用总线的机会相等 D．以上都不对 11、在独立请求方式下，若有几个设备，则 A 。 A．有几个总线请求信号和几个总线响应信号

B．有一个总线请求信号和一个总线响应信号 C．总线请求信号多于总线响应信号 D．总线请求信号少于总线响应信号

12、在链式查询方式下，若有n个设备，则 B 。

A．有几条总线请求信号 B．共用一条总线请求信号 C．有n-1条总线请求信号 D．无法确定 二、填空题 1、计算机中各个功能部件是通过 总线 连接的，它是各部件之间进行信息传输的公共线路。 2、CPU芯片内部的总线是 芯片 级总线，也称为内部总线。

3、 单向总线 只能将信息从总线的一端传到另一端，不能反向传输。

4、决定总线由哪个设备进行控制称为 总线裁决 ；实现总线数据的定时规则称为 总线协议 。

5、衡量总线性能的一个重要指标是总线的 数据传输速率 ，即单位时间内总线传输数据的能力。

6、总线协议是指 实现总线数据传输的定时规则 。

7、内部总线是指 A.CPU 内部连接各逻辑部件的一组 数据传输线 ， 三态缓冲门 或 多路开关 来实现。

8、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。 9、衡量总线性能的重要指标是 总线带宽 ，它定义为总线本身所能达到的最高 传输率 ，PCI总线的A可达 264MB/s 。

10、总线控制方式可分为 集中 式和 分布 式两种。 11、与并行传输相比，串行传输所需数据线位数 少 。

12、在菊花链方式下，越接近控制器的设备优先级越 越高 。

13、在计数器定时查询方式下， 设备号与计数值相同 的设备可以使用总线。 14、串行总线接口应具有进行 并行与串行 转换的功能。

15、总线控制主要解决 总线的使用权 问题。集中式仲裁有 链式查询方式 、 计数器定时查询方式 和 独立请求方式 。 16、总线仲裁部件通过采用 优先级 策略或 公平 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。 17、按照总线仲裁电路的 控制方式 不同，总线仲裁分为 集中式总裁和 分布式 总裁。 18、PCI总线采用 同步定时 协议和 集中式 总裁策略，具有 自动配置 能力，适合于低成本的小系统，在微型机系统中得到了广泛的应用。 三、简答题

1.比较单总线、双总线、三总线结构的性能特点

答：单总线的优点是允许I/O设备之间或I/O设备与内存之间直接交换信息,只需CPU分配总线使用权,不需要CPU干预信息的交换.单总线的缺点是由于全部系统部件都连接在一组总线上,所以总线负载很重,可能使其吞吐量达到饱和甚至不能胜任的程度.

双总线结构中,通道是计算机系统中的一个独立部件,使CPU的效率大为提高,并可以实现形式多样而更为复杂的数据传送.双总线的优点是以增加通道这一设备为代价的,通道实际上是一台具有特殊功能的处理器,所以双总线通常在大,中型计算机中采用.

在三总线系统中,任一时刻只使用一种总线,但若使用多入口存储器,内存总线可与DMA总线同时工作,此时三总线系统可以比单总线系统运行得更快.但是三总线系统中,设备到设备不能直接进行信息传送,而必须经过CPU或内存间接传送,所以三总线的工作效率较低. 2.说明总线结构对计算机系统性能的影响

答：总线结构对计算机系统性能的影响 ??在一个计算机系统中,采用哪种总线结构,往往对计算机系统的性能有很大影响.下面从三个方面来讨论这种影响.??最大存储容量 初看起来,一个计算机系统的最大存储容量似乎与总线无关,但实际上总线结构对最大存储容量也会产生一定的影响.例如在单总线系统中,对主存和外设进行存取的差别,仅仅在于出现在总线上的地址不同,为此必须为外围设备保留某些地址.由于某些地址必须用于外围设备,所以在单总线系统中,最大主存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总数.??在双总线系统中,对主存和外设进行存取的判断是利用各自的指令操作码.由于主存地址和外设地址出现于不同的总线上,所以存储容量不会受到外围设备多少的影响.??指令系统 ??在双总线系统中,CPU对存储总线和系统总线必须有不同的指令系统,这是因为操作码规定了要使用哪一条总线,所以在双总线系统中,访存操作和输入/输出操作各有不同的指令.??另一方面,在单总线系统中,访问主存和1/O传送可使用相同的操作码,或者说使用相同的指令,但它们使用不同的地址.??吞吐量 ??计算机系统的吞吐量是指流入,处理和流出系统的信息的速率.它取决于信息能够多快地输入内存,CPU能够多快地取指令,数据能够多快地从内存取出或存入,以及所得结果能够多快地从内存送给一台外围设备.这些步骤中的每一步都关系到主存,因此,系统吞吐量主要取决于主存的存取周期. ??由于上述原因,采用双端口存储器可以增加主存的有效速度. ??早期总线的内部结构如图6.4所示,它实际上是处理器芯片引脚的延伸,是处理器与I/O设备适配器的通道.这种简单的总线一般也由50——100条线组成,这些线按其功能可以分为三类:地址线,数据线和控制线.地址线是单向的,用来传送主存和设备的地址;数据线是双向的,用来传送数据;控制线对每一根来说是单向的(CPU发向接口或接口发向CPU),用来指明数据传送的方向(存储器读,存储器写,I/O读,I/O写),中断控制(请求,识别)和定时控制等.??简单总线结构的不足之处在于:第一,CPU是总线的唯一控制者.即使后来增加了具有简单仲裁逻辑的DMA控制器以支持DMA传送,但仍不能满足多CPU环境的要求.第二,总线信号是CPU引脚信号的延伸,故总线结构紧密与CPU相关,通用性差.??当代流行的总线内部结构如下页图所示,___它是一些标准总线,追求与结构,CPU,技术无关的开发标准,并满足包括多个CPU在内的主控者环境需求.??在当代总线结构中,CPU和它私有的cache一起作为一个模块与总线相连.系统中允许有多个这样的处理器模块.而总线控制器完成几个总线请求者之间的协调与仲裁.??整个总线分成如下四部分: ??1 数据传送总线: 由地址线,数据线,控制线组成. ??2 仲裁总线: 包括总线请求线和总线授权线.??3 中断和同步总线:用于处理带优先级的中断操作,包括中断请求线和中断认可线.??4 公用线: 包括时钟信号线,电源线,地线,系统复位线以及加电或断电的时序信号线等.??6.1.5 总线结构实例 ??大多数计算机采用了分层次的多总线结构.在这种结构中,速度差异较大的设备模块使用不同速度的总线,而速度相近的设备模块使用同一类总线.显然,这种结构的优点不仅解决了总线负载过重的问题,而且使总线设计简单,并能充分发挥每类总线的效盲目..可以看出,它是一个三层次的多总线结构,即有CPU总线,PCI总线和ISA总线. ??CPU总线 也称CPU-存储器总线,它是一个64位数据线和32位地址线的同步总线.总线时钟频率为66.6MHZ(或60MHZ),CPU内部时钟是此时钟频率的倍频. 此总线可连接4—128MB的主存.主存扩充容量是以内存条形式插入主板有关插座来实现的.CPU总线还接有L2级cache.主存控制器和cache控制器芯片用来管理CPU对主存和.ache的存取操作.CPU是这条总线的主控者,但必要时可放弃总线控制权.从传统的观点看,可以把CPU总线看成是CPU引脚信号的延伸. ????PCI总钱 用于连接高速的 1/O设备模块,如图形显示器适配器,网络接口控制器,硬盘控制器等.通过\桥\芯片,上面与更高速的CPU总线相连,下面与低速的ISA总线相接.PCI总线是一个32(或64位)的同步总线,32位(或64位)数据/地址线是同一组线,分时复用.总线时钟频率为33.3MHZ,总线带宽是132MB/s. PCI总线采用集中式仲裁方式,有专用的PCI总线仲裁器.主板上一般有3个PCI总线扩充槽. ??ISA总线 Pentium机使用该总线与低速 1/O设备连接.主板上一般留有 3-4个ISA总线扩

充槽,以便使用各种16位/8位适配器卡.该总线支持7个DMA通道和15级可屏蔽硬件中断.另外,ISA总线控制逻辑还通过主板上的片级总线与实时钟/日历,ROM,键盘和鼠标控制器(8042微处理器)等芯片相连接.??我们看到,CPU总线,PCI总线,ISA总线通过两个\桥\芯片连成整体.桥芯片在此起到了信号速度缓冲,电平转换和控制协议的转换作用.有的资料将CPU总线-PCI总线的桥称为北桥,将PCI总线-ISA总线的桥称为南桥.通过桥将两类不同的总线粘合在一起的技术特别适合于系统的升级代换.这样,每当CPU芯片升级时只需改变CPU总线和北桥芯片,全部原有的外围设备可自动继续工作. ??_ Pentium个人机总线系统中有一个核心逻辑芯片组,简称PCI芯片组,它包括主存控制器和cache控制芯片,北桥芯片和南桥芯片.这个芯片组叫Intel430系列,440系列,他们在系统中起者字关重要的作用.

3.计算机系统中采用总线结构有何优点？

答： 1、简化了硬件的设计。便于采用模块化结构设计方法，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作cpu插件、存储器插件以及I/O插件等，将它们连入总线就可工作，而不必考虑总线的详细操作。??2、简化了系统结构。整个系统结构清晰。连线少，底板连线可以印制化。??3、系统扩充性好。一是规模扩充，规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件。二是功能扩充，功能扩充仅仅需要按照总线标准设计新插件，插件插入机器的位置往往没有严格的限制。??4、系统更新性能好。因为cpu、存储器、I/O借口等都是按总线规约挂到总线上的，因而只要总线设计恰当，可以随时随着处理器的芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件，新的插件插到底板上对系统进行更新，其他插件和底板连线一般不需要改。??5、便于故障诊断和维修。用主板测试卡可以很方便找到出现故障的部位，以及总线类型。??采用总线结构的缺点是利用总线传送具有分时性。当有多个主设备同时申请总线的使用是必须进行总线的仲裁。

4.简述在物理层提高总线性能的主要方法。

答：在物理层提高总线的性能主要是提高总线信号速度，其主要措施有：增加总线宽度，增加传输的数据长度，缩短总线长度，降低信号电平，采用差分信号，采用多条总线等等。 5.简述在逻辑层提高总线性能的主要方法。

答： 在逻辑层可通过改进总线协议来提高总线的性能。具体措施有：简化总线传输协议，采用总线复用技术，采用消息传输协议。

第八章

一、选择题

1.主机从外部获取信息的设备称为（C）

A．外部存储器 B.外部设备 C．输入设备 D.输出设备

2.在显示器的规格中，数据640×480,1024×768等表示（D）

A．显示器屏幕的大小 B.显示器显示字符的最大列数和行数 C. 显示器的颜色指标 D.显示器的显示分辨率 3.下面不属于外设的有(B)

A输入设备 B内存储器 C.输出设备 D.外存储器 4.下面不属于输出设备的有(B)

A.CRT显示器 B.触摸屏

C.激光打印机 D。绘图机 二、填空题

1.按功能分类，外部设备大不致可分为（输入设备）、（输出设备）、（数据通信设备）、（外存设备）和（过程通信设备）五类

2．按照工作原理，打印机可分为（机打）式和（非机打）式两大类，激光打印机和喷墨打印机均属于后者

3．鼠标器主要有（机械）式和（光电）式，后者需要特制的网格板与鼠标配合使用。 三、简答题

1.非编码键盘有几种常见的扫描方法？简要介绍这几种扫描方法？ 答：非编码键盘是由软件完成键盘识别功能的，它利用简单的硬件和一套专用键盘编码程序来识别按键的位置，然后由CPU将位置码通过查表程序转换成相应的编码信息。非编码键盘的速度较低，但结构简单的，并且通过软件能为某些键的重定义提供很大的方便。

2.什么是激光打印机？它由哪几部分组成？是怎样实现打印的？

答：激光打印机是精密机械系统，它利用光、电、热的物理、化学原理通过相互作用输出文字或图像，这些复杂的过程都由一个电子控制系统来实现，称为电子显像系统。

激光打印机是由激光器、声光调制器、高频驱动、扫描器、同步器及光偏转器等组成，其 作用是把接口电路送来的二进制点阵信息调制在激光束上，之后扫描到感光体上。感光体与 照相机构组成电子照相转印系统，把射到感光鼓上的图文映像转印到打印纸上，其原理与复 印机相同。激光打印机是将激光扫描技术和电子显像技术相结合的非击打输出设备。它的机 型不 同，打印功能也有区别，但工作原理基本相同，都要经过：充电、曝光、显影、转印、消电 、清洁、定影七道工序，其中有五道工序是围绕感光鼓进行的。当把要打印的文本或图像输 入到计算机中，通过计算机软件对其进行预处理。然后由打印机驱动程序转换成打印机可以 识别的打印命令（打印机语言）送到高频驱动电路，以控制激光发射器的开与关，形成点阵 激光束，再经扫描转镜对电子显像系统中的感光鼓进行轴向扫描曝光，纵向扫描由感光鼓的自身旋转实现。

感光鼓是一个光敏器件，有受光导通的特性。表面的光导涂层在扫描曝光前，由充电辊充上均匀电荷。当激光束以点阵形式扫射到感光鼓上时，被扫描的点因曝光而导通，电荷由导电基对地迅速释放。没有曝光的点仍然维持原有电荷，这样在感光鼓表面就形成了一幅电位差潜像（静电潜像），当带有静电潜像的感光鼓旋转到载有墨粉磁辊的位置时，带相反电荷的墨粉被吸附到感光鼓表面形成了墨粉图像。

当载有墨粉图像的感光鼓继续旋转，到达图像转移装置时，一张打印纸也同时被送到感光鼓与图像转移装置的中间，此时图像转移装置在打印纸背面施放一个强电压，将感光鼓上的墨粉像吸引到打印纸上，再将载有墨粉图像的打印纸上送入高温定影装置加温、加压热熔，墨粉熔化后浸入到打印纸中，最后输出的就是打印好的文本或图像。

3.CRT显示器由哪几部分组成？它是怎样工作的？

答：CRT显示器(学名为“阴极射线显像管”)是就是这样一种装置，它主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。其中我们印象最深的肯定是玻璃外壳，也可以叫做荧光屏，因为它的内表面可以显示丰富的色彩图像和清晰的文字。

显示器是一种复杂的设备，其扩展性和可靠性也十分惊人，在这一方面，电子控制起了很大的作用，任何机械都会有磨损，唯有用电子元件才能延长寿命，甚至能适应数千小时的工作。电子枪是显像管的核心，它发出的电子束击中光敏材料（荧光屏），刺激荧光粉就能产生图像。实际上，电子枪和大体积、功率强劲的二极管没有什么区别，其原理也适用于电视机和示波器。 1、生成图像

CRT分为几个部分：Deflection Coil（偏转线圈）用于电子枪发射器的定位，它能够产生一个强磁场，通过改变强度来移动电子枪。线圈偏转的角度有限，当电子束传播到一个平坦的表面时，能量会轻微地偏移目标，仅有部分荧光粉被击中，四边的图像都会产生弯曲现象。为了解决这个问题，显示器生产厂把显像管制造成球形，让荧光粉充分地接受到能量，缺点是屏幕将变得弯曲。电子束射击由左至右，由上至下的过程称为刷新，不断重复地刷新能保持图像的持续性。

2、混合颜色

旧式的显示器只有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色，即是传说中的Monochrome Monitor（单色显示器）。新一代显示器有三只电子枪，每个电子枪都有独立的偏转线圈，分别发出RGB（Red、Blue、Green，红、蓝、绿）三束光线，混合光线可以产生1600万种颜色，或者说真彩色。某些显示器能用一个电子枪发出三束光线，经过混合亦能生成其它颜色。生成彩色图像电子枪要扫描屏幕三次，其过程比黑白图像复杂得多。 3、回转变压器（Flyback Transformer） 回转变压器类似发动机点火线圈，在特定时间发出一个低能量信号给回转磁线圈，并生成磁场。当低能量源关闭后，磁线圈的能量转移到高能量输出中，最后传到电子枪发出电子束。依照CRT尺寸的不同，产生的能量也各有差异，通常在10000伏至50000伏之间。当电子枪完成一条线的扫描后，回转变压器会放出能量，关闭电子枪并消去磁场，强制光束发到屏幕的其它位置，就能画出下一条线。在显示器开启时，不要直接触摸CRT，它带有上万伏的电压，你会被击伤并导致死亡。 4、垂直和水平同步

垂直和水平是CRT中两个基本的同步信号，水平同步信号决定了CRT画出一条横越屏幕线的时间，垂直同步信号决定了CRT从屏幕顶部画到底部，再返回原始位置的时间，垂直同步也可以称为刷新率。显卡把这两个参数提供给显示器，显示器用它们来驱动内部振荡电路，确定显示器与当前显卡的设置相同。标准电视机的水平同步信号=512线×30帧/秒=15.75kHz，显示器的水平同步信号可任意调节，幅度在15.75kHz－95Khz之间。把水平同步信号反转能够得出扫描一条线的时间，即1/17.75Khz=63.5微秒。在垂直折回脉冲使电子枪关闭后，电子枪会返回原来位置，电视机扫描一帧图像要返回525次。因为CRT的频繁开关和扫描切换，在屏幕上实际表现出来的线数比525要少一些，约为428－399条线。 5、交错和非交错

还记得motion blur（模糊移动）这个新型3D特效吗？它从电视机诞生起已经开始应用了，能使我们见到低帧数（30fps）的影像平滑过渡。显示器表现的是静态画面，并以连续的画面来组成动画，由于电脑画面是随机的，无法预先录制，在玩3D游戏时就会感到画面的过渡出现停顿感。为了追求显示画面的速度，需要采用的二种不同扫描方式。电视机采用的是交错（Interlace）扫描，机器本身刷新速度不足，每一帧都要刷新两次，由于人眼的视觉暂停原理，会感到画面是连续播入的，缺点是人眼能发现两次刷新的不同，感到屏幕有闪烁，长时间观看容易使眼睛疲劳。显示器的隔行扫描与之相近，但有少许不同。

电视机能稳定运行在30Hz，或30帧/秒，但早期CRT并不能保持刷新率不变，磁偏转线圈常常影响着电子束的发射，有时还会减弱电子束，以及荧光粉的发热时间的限制，导致上半部分屏幕比下半部分屏幕更亮，所以我们不能再沿用电视机的技术，必须有所突破。后来，人们采用了分线刷新的方法，第一次扫奇数行、第二次扫偶数行，缺点是每做一样工作要刷新两个周期，显示器的反应较慢，当然，画面闪烁是少不了的。不过，也因此而增加了显示器的刷新速度，以30fps的频率实现60fps图像亦变为可能，避免了显像管负荷过重而烧毁。幸运的是，在荧光粉发热时间和稳定性增加，以及电子枪得到重大改进的今天，上述发生早期CRT应用的问题亦不复再现。要提醒大家一句，荧光粉的寿命有限，不要把显示器调得过亮，能量过大不仅会产生画面模糊（鬼影），还会加速显像管的老化。

当技术发展到一定阶段，提高垂直同步信号变得不再困难，屏幕可以连续进行刷新，即non－interlaced（非交错）扫描，既能保证显示的速度，又能保持画面的稳定性，是新型显示器必备的功能。 6、金属隔板技术

点状阴罩（Shadow Masks）指电子枪和荧光屏之间放置一个金属隔板，上面有许多小洞让电子通过。其作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的点，分离显示器的色彩。在阴罩技术方面，有两点最重要：一是如何使用更薄的金属来制造隔板，并缩小点与点之间的位置（Dot Pitch，点距），让它与屏幕上的点一一对应；二是如何修正电子束的颜色，让它更符合要求。

阴罩的主要缺点是金属板会随着能量的变化而产生弯曲，特别是在高亮度的情况下，需要更多的能量来战胜阴罩的阻抗，弯曲会更加严重。金属板变形使电子束偏离原定目标，显示的画面会模糊不清。为此，人们只好不断寻找合适制造阴罩的金属，目前效果最好的是INVAR（不胀铜），它是镍/铁合金，膨胀率几乎为零。阴罩的第二个缺点是屏幕弯曲会产生刺眼的眩光，用AGC（Anti Glare Coatings，防眩光涂层）能解决这个问题。

Aperture Grills（栅条式金属板）的原理和阴罩差不多，只是圆孔换成了垂直的栅条，增加了电子束的穿透率。由于栅条是垂直的，可以使用柱面显像管，在垂直方向实现完全平面。缺点是金属板过热会导致栅条间隔变小，显示图像模糊。除此之外，栅条的微小振动也会导致画面颤抖。Sony的Trinitron（特丽珑）采用了两条水平金属线来固定栅条的位置，虽然在高亮度时可以见到约隐约现的金属线，但并不影响画面的完整。

slot mask（槽状阴罩）是NEC和Panasonic开发的新技术，它结合了传统阴罩和栅条金属板的优点，以重直长方形栅条代替了旧式的圆点，增加了电子束的穿透率。不过，它仍然无法避免金属板的变形，唯有沿用原有的球状显像管。另外，槽的形状还要尽量接近电子束的外形，防止荧光粉受到过多的能量照射。

4.液晶显示器有哪几类？简要介绍它们的工作原理？

答：常见的液晶显示器分为TN—LCD、STN—LCD、DSTN—LCD和TFT—LCD四种，其中前三种基本的显示原理都相同，只是分子排列顺序不同而已；而TFT—LCD采用的是与TN系列LCD截然不同的工作原理。目前电脑上采用的都是这种液晶显示器。其工作原理是采用两夹层，中间填充液晶分子，夹层上部为FET晶体管。夹层下部为共同电板，在光源设计上要用“背透式”照射方式，在液晶的背部设置类似日光灯的光管。光源照射时由下而上透出借助液晶分子传导光线，透过FET晶体管层，晶体分子会扭转排列方向产生透光现象，影像透过光线显示的屏幕上，到下一次产生通电之后分子的排列顺序又会改变，再显示出不同影像。 5.LCD与CRT有什么不同？

答：虽然产品购造和显示原理都不尽相同，液晶显示器（LCD） 和传统显示器（CRT）的共同目的都是达到优良的显示效果，现在我们对CRT和TFT液晶显示器作一比较。 结构和产品体积：传统的CRT型显示器必须通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管就不能太短，当屏幕增大时也必须加大体积，TFT则通过显示屏上的电子板来改变分子状态，以达到显示目的，即使屏幕加大，它只需将水平面积增大即可，而体积却不会有很大增加，而且要比CRT显示器轻很多，同时TFT由于功耗只用于电板和驱动IC上，因而耗电量较小。 辐射和电磁干扰：传统的显示器由于采用电子枪发射电子束打到屏幕产生辐射源。虽然现在有一些先进的技术可将辐射降到最小，但仍然不能完全根除。TFT液晶显示器则不必担心这一点。至于电磁波的干扰，TFT液晶显示器只有来自驱动电路的少量电磁波，只要将外壳严格密封就可使电磁波不外泄，而CRT显示器为了散热不得不在机体上打出散热孔，所以必定会产生电磁干扰。

屏幕平坦度和分辩率：TFT液晶一开始就采用纯平面的玻璃板，所以平坦度要比大多数CRT显示器好得多，当然现在有了纯平面的CRT彩显。在分辨率上，TFT却远不如CRT显示器，虽然从理论上讲它可提供更高的分辩率，但事实却不是这样。

显示效果：传统CRT显示器是通过电子枪打击荧光粉因而显示的亮度比液晶的透光式显示要好得多，在可视角度上CRT也要比TFT好一些，在显示反映速度上，CRT与TFT相差无几。

第九章 输入\\输出系统

一、选择题

1.在关断状态，不可响的中断是 C 。 A.硬件中断 B.软件中断 C.可屏蔽中断 D.不可屏蔽中断 2.禁止中断的功能可以由 B 来完成。

A.中断触发器 B.中断允许触发器 C.中断屏蔽触发器 D.中断禁止触发器 3.有关中断的论述不正确的是 A 。

A.CPU及I/O设备可实现并行工作，但设备之间不可并行工作 B.可以实现多道程序、分时操作、实时操作等

C.对高速外设（如磁盘）采用中断可能引起数据丢失 D.计算机的中断源可来自主机，也可来自外设 4.以下论述正确的是 D 。

A.CPU响应中断期间仍执行原程序

B.在中断过程中，若双有中断源泉提出中断，CPU立即响应 C.在中断响应中，保护断点、保护现场应由用户编程完成 D.在中断响应中，保护断点是由中断响应自动完成的 5.中断系统是由 C 实现的。

A.仅用硬件 B.仅用软件 C.软、硬件结合 D.以上都不对

6.在中断响应过程中，保护乘虚计数器PC的作用是 B 。 A.使CPU能找到中断处理程序的入口地址

B.使中断返回时，能回到断点处继续原程序的执行 C.CPU和外围设备并行工作 D.为了实现中断嵌套

7.在统一编址方式下，下面的说法 C 是对的。 A.一个具体地址只能对应输入/输出设备 B.一个具体地址只能对应内存单元

C.一个具体地址既可对应输入/输出设备又可对应内存单元 D.一个具体地址只对应I/O设备或者只对应内存单元

8.在独立编址方式下，存储单元和I/O设备是靠 D 来区分的。 A.不同的地址代码 B.不同的地址总线 C.不同的指令或不同的控制信号 D.上述都不对 9.下面论述正确的是 A 。

A.具有专门输入/输出指令的计算机外设可以单独编址 B.统一编址方式下，不可访问外设

C.访问存储器的指令，只能访问存储器，不能访问外设 D.只有输入/输出指令才可以访问外设

10.I/O接口中数据缓冲器的作用是 A 。 A.用来暂存外围设备和CPU之间传送的数据 B.用来暂存外围设备的状态 C.用来暂存外围设备的地址 D.以上都不是

11.中断向量是 B 。 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指示器 D.中断返回地址

12.中断允许触发器用来控制 C。

A.外设提出中断请求 B.响应中断

C.开放或关闭中断系统 D.正在进行中断处理 13.下面情况下，可能不发生中断请求的是 B 。 A.DMA操作结束 B.一条指令执行完毕 C.机器出现故障 D.执行“软中断”指令

14.微型机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用 B 方式。 A.程序中断控制 B.直接存储器存取（DMA） C.程序直接控制 D.通道控制

15.常用于大型计算机的控制方式是 C 。 A.程序查询方式 B.中断方式 C.DMA方式 D.通道方式

16.数组多路通道数据的传送是以 C 。 A.字节 B.字 C.数据块 D.位 17.字节多路通道可适用于 A 。

A.高速传送数据块 B.多台低速和中速I/O设备 C.多台高速I/O设备 D.单台高速I/O设备

18.选择通道上可连接若干设备，其数据传送是以 A 为单位进行的。 A.字节 B.数据块 C.字 D.位

19.CPU对通道的请求形式是 C 。 A.自陷 B.中断 C.通道命令 D.I/O设备 20.通道程序是由 D 组成。

A.I/O指令 B.通道指令（通道控制字） C.通道状态字 D.以上都是 二、填空题

1.每一种外设都是在它自己的 设备控制器 控制下进行工作，而①则通过 主机 和 适配器 相连并受控制。 2.在微型计算机中，实现输入/输出数据传送的方式分为程序直接控制方式、 程序中断 方式和 直接存储存取（DMA） 方式3种。

3.输入/输出系统由 输入/输出设备 、 输入/输出接口 以及相关软件组成。 4.统一编址方式是将 输入/输出设备中的各寄存器 和 内存单元 统一进行编址。

5.统一编址方式下，访问输入/输出设备使用的是 访问内存 指令实现，输入/输出设备和内存的访问将使用 相同 的控制总线。

6.单独编址方式下，输入/输出操作便用 专门的输入/输出 指令实现，输入/输出设备和内存的访问将使用 不同 的控制总线。

7.输入/输出操作实现的CPU与I/O设备的数据传输实际上是CPU与 I/O设备接口中的寄存器 之间的数据传输。

8.CPU响应中断时最先完成的两个步骤是 关中断 和 保护现场信息 。 9.外部中断是由 主机外部的中断信号 引起的，如输入/输出设备产生的中断。

10.禁止中断由CPU内部设置一个可以由程序设定的 中断允许触发器 实现，当其为 “1” 时允许CPU响应中断，否则禁止CPU响应中断。

11.中断屏蔽是靠为每个中断源设置一个 中断屏蔽触发器 实现的，当其为“1” 时禁止该中断源的中断请求，否则允许通过。

12.CPU响应中断时需要保存当 前现场，这里现场指的是 断点地址 和 状态寄存器 的内容，它们被保存到 堆栈 中。

13.在中断服务器程序中，保护和恢复现场之前需要 关 中断。 14.使用禁止中断或屏蔽中断可以保证正在执行的程序的 完整性 。

15.CPU内部中断允许触发器对 不可屏蔽 中断不起作用，如掉电就属于此类中断。 16.在中断服务中，开中断的目的是允许 多级中断 。

17.中断处理过程可以 嵌套 。 优先级高 的设备可以中断 优先级低 的中断服务程序。

18.中断屏蔽的作用有两个： 一是改变中断处理的优先级别；二是屏蔽一些不允许产生的中断 。

19.直接存储器存取(DMA)方式中，DMA控制器从CPU完全接管对 总线 的控制，数据交换不经过CPU，而直接在内存和 I/O设备 之间进行。

20.DMA技术的出现使得 外围设备 可以通过 DMA控制器 直接访问 内存 ，与此同时，CPU可以继续执行程序。

21.DMA的含义是 直接存储器访问 ，用于解决 数据块传送 问题。

22.CPU对外围设备控制方式按CPU的介入程度，从小到大分别为 通道方式 、 DMA方式 、 中断方式 、 程序方式 。

23.在数据传送方式中，若主机与设备串行工作，则采用 程序查询 方式；若主机与设备并行工作，则采用 中断 方式；若主程序与设备并行工作，则采用 DMA 方式。

24.数组多路通道允许 单 个设备进行 数据传输 操作，数据传送单位是 数据块 。 25.字节多路通道可允许 多个 设备进行数据传输操作，数据传送单位是 字节 。 26.通道是一个具有特殊功能的 处理器 ，它有自己的 指令和程序 ，专门负责数据输入/输出的传输控制，CPU只负责 数据处理 功能。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/defw.html