《计算机组成原理》（答案已补全）

《计算机组成原理》模拟题1

一、名词解释

1．总线

2．指令系统

3．微指令

4．溢出

二、填空题

1．按冯·诺依曼设计原则，其硬件是由（）、（）、（）、（）和（）组成。

2．计算机系统是由（）和（）两大部分构成。

3．计算机最主要的三大性能指标是（）、（）、和（）。

4．一个完善的指令系统应满足（）、（）、（）、和（）的要求。

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5．堆栈的硬件是由（）和（）构成，存取是按（）原则。

6．通常控制器的设计可分为（）和（），前者采用的核心器件是（），后者采用的核心器件是（）。

7．主机与外设的连接方式有（）、（）和（）。

8．目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是（）和（）。

三、简答题

1．简述中断的处理过程。它与程序查询方式有何不同点？ 2．按通道的工作方式，通道分哪几类？简述其特点。 3．画图说明存储系统的层次结构，并说明各种存储器的特点。 参考答案：

1．答案要点：中断的处理过程大致可分为五个步骤：

1） 中断请求 2）中断排队 3）中断响应 4）中断处理 5）中断返回 与程序查询方式的不同点：

1）在程序中断方式下，CPU和外设可并行工作；而程序查询方式下，CPU与外设是串行工作的。

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2）程序中断方式适合于对外界随机事件的处理。而程序查询方式不具备这样的 能力。

2．答案要点：按通道的工作方式，通道可分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。

特点：字节多路通道：1）有多个子通道，设备间可（分时）并行操作。2）数据以字节为单位交叉传送。3）适合于连接大量的低速设备。

选择通道：1）被选中的外设采用独占方式使用通道。2）数据以成组（数据块）方式进行传输。3）适合于连接高速外设。

数组多路通道：是将前二者的优点结合在一起的一种通道结构。数组多路通道含有多个子通道，可同时执行多个通道程序，数据以成组方式进行传送。既具有多路并行操作能力，又有很高的数据传输率，可用来连接多台中高速的外设。

3．答案要点：存储系统的层次结构如图所示：

磁鼓 磁盘 辅助存储器 磁带 I/O控制 高速缓存 CPU 主存储器 存储器的特点：1）高速缓存：存放当前要执行的程序和数据。速度快，可与CPU速度匹配；存储容量较小。成本高。

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2）主存储器：存放正在执行的程序和数据，CPU可直接访问，容量较大，速度较高，每位价格介于高速缓存和辅存之间。

3）辅助存储器：存放当前暂不参与运行的程序和数据文件，CPU不能直接访问；容量极大而速度较低，单位成本低。 四、计算题

已知x = -0.10101,y = +0.11011，符号用双符号位表示。 求 1．[X ]原=？ [Y]原=？

2．[X ]补=？ [Y]补=？

3．[X+Y]补 =？ [X-Y]补 =？ 并分别讨论其溢出情况。

1）写出补码一位乘的运算步骤。 2）与原码乘法运算有何不同？ 3）写出补码乘法运算器的基本部件。

参考答案：

已知x = -0.10101,y = +0.11011，符号用双符号位表示。 答案要点：1．[X ]原=11.10101 [Y]原=00.11011 2．[X ]补=11.01011 [Y]补=00.11011

3．[X+Y]补 =[X ]补 +[Y]补= 11.01011+00.11011=00.00110 结果的两个符号位相同，无溢出。

[X-Y]补 =[X ]补 +[-Y]补= 11.01011+11.00101=10.10000结果的两个符号位不相同，为10，产生下溢。

2）与原码乘法运算有何不同？

答案要点：① 补码乘法：运算结果的符号位无需单独处理；而原码乘法：结果的符号位需单独处理。

② 原码乘法：位于乘数寄存器末位的乘数作为判断位；而补码乘法则是以乘数寄存器最末两位作判断位。

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③ 若乘数的有效尾数n位。原码乘法须做n次加法，n次移位；而补码乘法则需n+1次加法，n次移位。

3）写出补码乘法运算器的基本部件。

答案要点：所用的基本部件：① 存放部分积累加和的寄存器；② 存放乘数（具备移位功能）和被乘数的寄存器；③加法器；④ 移位器；⑤ 计数器。

五、设计题

采用32K×32 的RAM芯片，构成128K×64的存储器。 1． 画出存储器的逻辑框图。

2． 图中标明信号线的种类、方向、条数。 参考答案：

答

案

要

点

：

六、综合应用题

在模型机的数据通路上，对于指令ADD X(R1)，(R2)+，回答下列问题：

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参考答案：

答

案

要

点

：

图略；该存储器占用的地址空间：000000H----3FFFFFH（按字编址）

六、综合应用题

在模型机的数据通路上，对于指令ADD –(R1)，@(R2)+，回答下列问题： 1．写出指令的执行流程。

2．写出取源操作数周期的全部数据通路。

3．与MOV–(R1)，@(R2)+的执行流程比较有何相同点？ 参考答案：

答案要点：1、2）指令的执行流程及目的周期的数据通路：

↓

FT0：M→MBR→IR ↓ FT1：PC+1→PC

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↓

ST0：R1-1→R1 ； R1→A（或B）选择器，S0-3，M，C0，DM，CPR1 ↓

ST1：R1→MAR ； R1→A（或B）选择器，S0-3，M，DM，CPMAR ↓

ST2：M→MBR→C ； R/W，SMBR，MBR→B选择器，S0-3，M，DM，CPC ↓

DT0：R2→MAR ↓ DT1：M→MBR→D ↓ DT2：R2+1→R2 ↓

DT3：D→MAR ； ↓

DT4：M→MBR→D ； ↓

ET0：C+D→MBR ↓ ET1：MBR→M ↓ ET2：PC→MAR

3）与MOV -（R1），@（R2）+的执行流程比较有何相同点：

答案要点：取指流程和取源操作数流程跟MOV –(R1)，@(R2)+完全相同。此外，其目的周期与MOV –(R1)，@(R2)+也大致相同，只是增加了一步取目的操作数流程。

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