09-10计算机组成原理复习题

09-10两个年级计算机科学与技术专业 《计算机组成原理》期末复习思考题

（仅供参考）

一．选择题

第1章 计算机系统概论

1.电子计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎么更新，依然具有“存储程序”的特点，最早提出这种概念的是（ ）。答案是：B A．巴贝奇（Charles Babage） B．冯·诺伊曼（von Neumann） C．帕斯卡（Blaise Pascal） D．贝尔（Bell）

2．有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为（ ）。答案是：C

A．硬件 B．软件 C．固件 D．辅助存储器 E．以上都不对

3． 输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为（ ）。答案是：D

A．操作系统 B．存储器 C．主机 D．外围设备 4．完整的计算机系统应包括（ ）。答案是：D

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系统 5．计算机系统中的存储系统是（ ）。答案是：D

A．RAM存储器 B．ROM存储器 C．主存 D．主存和辅存 6．用以指定待执行指令所在地址的是（ ）。答案是：C

A．指令寄存器 B．数据计数器 C．程序计数器 D．累加器

7．冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是（ ）。答案是：B

A．多指令流单数据流 B．按地址访问并顺序执行指令 C．堆栈操作 D．存储器按内容选择地址 8．下列各装置中，（ ）具有输入及输出功能。答案是：C

A．键盘 B．显示器 C．磁盘驱动器 D．打印机

9．计算机只懂机器语言，而人类熟悉高级语言，故人机通信必须借助（ ）。答案是：A

A．编译程序 B．编辑程序 C．连接程序 D．载入程序

10．计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为（ ）。答案是：A

A．ALU B．UP C．CPU D．CAD

11．只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为（ ）。答案是：C

A．目标程序 B．编译程序 C．解释程序 D．会变程序 12．“容量为640KB存储器”是指下列（ ）。答案是：D

1

A．640×103字节的存储器 B．640×103位的存储器 C．640×210

位的存储器 C．640×210

字节的存储器 13．由0、1代码组成的语言，称为（ ）。答案是：C

A．汇编语言 B．人工语言 C．机器语言 D．高级语言 14．计算机存储数据的基本单位为（ ）。答案是：A

A．比特（Bit） B．字节（Byte） C．字组（Word） D．以上都不对

15．一般8位的微型机系统以16位来表示地址，则该计算机系统有（ ）个地址空间。答案是：C

A．256 B．65535 C．65536 D．131072 16．一片1 MB的磁盘能存储（ ）的数据。答案是：D

A．106

字节 B．10-6

字节 C．109

字节 D．220

字节 17．计算机中（ ）负责指令译码。答案是：B

A．算术逻辑单元 B．控制单元 C．存储器译码电路 D．输入输出译码电路 18．能直接让计算机接受的语言是（ ）。答案是：D

A．C语言 B．BASIC C．汇编语言 D．机器语言 E．高级语言

19．80286是个人计算机中的（ ）器件。答案是：D

A．EPROM B．RAM C．ROM D．CPU

20．将高级语言程序翻译成机器语言程序需借助于（ ）。答案是：C

A．连接程序 B．编辑程序 C．编译程序 D．汇编程序 21．存储字长是指（ ）。答案是：B

A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合 B．存放在一个存储单元中的二进制代码位数 C．存储单元的个数 D．机器指令的位数

22．（ ）可区分存储单元中存放的是指令还是数据。答案是：C

A．存储器 B．运算器 C．控制器 D．用户

23．存放欲执行指令的寄存器是（ ）。答案是：D

A．MAR B．PC C．MDR D．IR

24．将汇编语言翻译成机器语言需借助于（ ）。答案是：C

A．编译程序 B．编辑程序 C．汇编程序 D．连接程序

25．在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（ ）。答案是：C

A．MAR B．IR C．PC D．MDR

2

第2章 计算机的发展及应用

1. 微型计算机的发展通常以（ ）为技术标志。D A．操作系统 B．磁盘 C．软件 D．微处理器

2.. 把电路中的所有元件如晶体管、电阻、二极管等都集成在一个芯片上的元件称为（ ）。B A．Transister B．Integrated Circit c．Computers D．Vacuum Tube 3.. ENIAC所用的主要元件是（ ）。C A．集成电路 B．晶体管 C．电子管 D．以上各项都不对

4. 所谓超大规模集成电路（VLSI）是指一片IC芯片上能容纳（ ）元件。D A．数十个 B．数百个 C．数千个 D．数万个以上 5. 目前被广泛使用的计算机是（ ）。A A．数字计算机 B．模拟计算机 C．数字模拟混合式计算机 C．特殊用途计算机 6. 个人计算机（PC）属于（ ）类计算机。C A．大型计算机 B．小型机 C．微型计算机 D．超级计算机 7. 通常计算机的更新划代以（ ）为依据。A A．电子器件 B．电子管 C．半导体 D．延迟线

8.. 对有关数据加以分类、统计、分析，这属于计算机在（ ）方面的应用。C A．数值计算 B．辅助设计 C．数据处理 D．实时控制

9. 邮局对信件进行自动分拣，使用的计算机技术是（ ）。C A．机器翻译 B．自然语言理解 C．模式识别 D．网络通信 10. 所谓第二代计算机是以（ ）为主要器件。C A．超大规模集成电路 B．集成电路 C．晶体管 D．电子管 11. 数控机床是计算机在（ ）方面的应用。D A．数据处理 B．人工智能 C．辅助设计 D．实时控制

12. 下列（ ）为“计算机辅助教学”的英文缩写。D A．CAD B．CAM C．CAE D．CAI

13. “计算机辅助设计”的英文缩写为（ ）。C A．CAI B．CAM C．CAD D．CAE

14. 目前大部分的微处理器使用的半导体工艺称为（ ）。B A．TTL B．CMOS C．ECL D．DMA 第3章系统总线

3

1．计算机使用总线结构便于增减外设，同时（ ）。C A．减少了信息传输量 B．提高了信息的传输速度 C．减少了信息传输线的条数

2．在三种集中式总线控制中，独立请求方式响应时间最快，是以（ ）为代价的。B A．增加处理机的开销 B．增加控制线数

C．增加处理机的开销和增加控制线数

3．微型计算机中控制总线提供的完整信息是（ ）。E A．存储器和I/O设备的地址码

B．所有存储器和I/O设备的时序信号和控制信号 C．来自I/O设备和存储器的响应信号 D．上述各项 E．上述B、C两项 F．上述A、B两项

4．总线中地址线的作用是（ ）。C A．只用于选择存储器单元 B．由设备向主机提供地址

C．用于选择指定存储器单元和I/O设备接口电路的地址 5．在三种集中式总线控制中，（ ）方式响应时间最快。C A．链式查询 B．计数器定时查询 C．独立请求

6．计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（ ）。C A．地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现 B．地址信息与数据信息不能同时出现 C．两种信息源的代码在总线中不能同时传送 7．所谓三总线结构的计算机是指（ ）。B A．地址线、数据线和控制线三组传输线 B．I/O总线、主存总线和DMA总线三组传输线 C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线

8．三种集中式总线控制中，（ ）方式对电路故障最敏感。A A．链式查询 B．计数器定时查询 C．独立请求

9．连接计算机与计算机之间的总线属于（ ）总线。C A．内 B．系统 C．通信

10．系统总线中的数据线、地址线和控制线是根据（ ）来划分。C A．总线所处的位置 B．总线的传输方向 C．总线传输的内容

11．总线通信中的同步控制是( )。B

4

A．只适合于CPU控制的方式 B．由统一时序控制的方式 C．只适合于外围设备控制的方式

12.在各种异步通信方式中，（ ）速度最快。C A． 全互锁 B． 半互锁 C． 不互锁

13．在同步通信中，一个总线周期的传输过程是（ ）。B A．先传送数据，再传输地址 B．先传送地址，再传输数据 C．只传输数据

14．总线中数据信号和地址信号分别用一组线路传输，这种传输方式称为（ ）。B A．串行传输 B．并行传输 C．复用传输

15．不同的信号共用一组信号线，分时传送，这种总线传输方式是（ ）传输。C A．猝发 B．并行 C．复用

16．总线的异步通信方式（ ）。A A．不采用时钟信号，只采用握手信号 B．既采用时钟信号，又采用握手信号 C．既不采用时钟信号，又不采用握手信号 17．总线的半同步通信方式（ ）。B A．不采用时钟信号，只采用握手信号 B．既采用时钟信号，又采用握手信号 C．既不采用时钟信号，又不采用握手信号 第4章 存储器

1．存取周期是指 。 A．存储器的写入时间

B．存储器进行连续写操作允许的最短间隔时间 C．存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间 答案：C

2.EPROM是指 。 A.只读存储器

B．可编程的只读存储器 C．可擦除可编程的只读存储器 答案：C

3.某一RAM芯片，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是A．21 B. 17

C．19 答案：C

。5

4.一个512KB的存储器，其地址线和数据线的总和是 。 A．17 B．19 C．27 答案：C

5.主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是 。 A． 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B． 扩大主存容量

C． 既扩大主存容量，有提高存取速度 答案：A

6．磁盘的盘面上有很多半径不同的同心圆，这些同心圆称为 。 A．扇区 B.磁道 C.磁柱 答案：B

7. 某一RAM芯片，其容量为32K×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是A．25 B. 40 C．23 答案：A

8.若主存每个存储单元为16位，则 。 A.其地址线为16根 B.其地址线数与16根无关 C.其地址线数与16根有关 答案：B

9.某存储器容量为32K×16位，则 。 A．其地址线为16根，数据线为32根 B. 其地址线为32根，数据线为16根 C. 其地址线为15根，数据线为16根 答案：C

10.下列叙述中 是正确的。 A.主存可由RAM和ROM组成 B.主存只能由ROM组成 C．主存只能由RAM组成 答案：A

11．和辅存相比，主存的特点是 。 A．容量小，速度快，成本高 B．容量小，速度快，成本低 C．容量大，速度快，成本高 答案：A

12.磁盘存储器的等待时间通常是指 。B

。6

A．磁盘旋转一周所需要的时间 B. 磁盘旋转半周所需要的时间 C．磁盘旋转2/3周所需要的时间 答案：B

13.活动头磁盘存储器的寻道时间通常是指 。 A．最大寻道时间

B.最大寻道时间和最小寻道时间的平均值 C．最大寻道时间和最小寻道时间之和 答案：B

14.在活动头磁盘存储器中，信息写入和读出磁盘是 进行的。 A．并行方式 B.串行方式 C.串并方式 答案：B

15.磁盘转速提高一倍，则 。 A．平均查找时间缩小一半 B．其存取速度也提高一倍 C．不影响查找时间 答案：C

16.相联存储器与传统存储器的主要区别是前者又叫按 寻址的存储器。 A．地址 B.内容 C.堆栈 答案：B

17.采用四体并行低位交叉存储器，设每个体的存储容量为32K×16位，存取周期为400ns，在下述说法中 是正确的。C

A.在0.1μs内，存储器可向CPU提供64位二进制信息 B．在0.1μs内，每个体可向CPU提供16位二进制信息 C. 在0.4μs内，存储器可向CPU提供64位二进制信息 答案：C

18.某计算机字长是16位，它的存储器容量是64KB，按字编址，它的寻址范围是 。 A．64KB B. 32KB C. 32K 答案：C

19.在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映射是由 。 A．操作系统管理的 B.程序员调度的 C．硬件自动完成的 答案：C

7

20.采用虚拟存储器的目的是 。 A．提高主存的速度 B．扩大辅存的存取空间 C．扩大存储器的寻址空间 答案：C

21.常用的虚拟存储器的寻址系统由 两级存储器组成。 A.主存—辅存 B．Cache—主存 C. Cache—辅存 答案：A

22.磁盘上的磁道是 。 A.记录密度不同的同心圆 B．记录密度相同的同心圆 C．一条阿基米德螺线 答案：A

23.程序员编程所用的地址叫做 。 A.逻辑地址 B.物理地址 C.真实地址 答案：A

24.虚拟存储管理系统的基础是程序员访问的局部性理论，此理论的基本含义是 。A.在程序的执行过程中，程序对主存的访问是不均匀的 B.空间局部性 C.代码的顺序执行 答案：A

25.在磁盘存储器中，查找时间是 。 A.使磁头移动到要找的柱面上所需的时间 B．在磁道上找到要找的扇区所需的时间 C．在扇区中找到要找的数据所需的时间 答案：A

26.活动头磁盘存储器的平均寻址时间是指 。 A．平均寻道时间

B．平均寻道时间加平均等待时间 C．平均等待时间 答案：B

27. 一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是 。 A．48 B．46 C．36 答案：B

8

28.由于磁盘上的内部同心圆小于外部同心圆，则对其所存储的数据量而言， 。 A.内部同心圆大于外部同心圆 B. 内部同心圆等于外部同心圆 C. 内部同心圆小于外部同心圆 答案：B

29.在下列因素中，与Cache的命中率无关的是 。 A. Cache块的大小 B. Cache的容量 C.主存的存取时间 答案：C

30. Cache的地址映像中，若主存中的任一块可映射到Cache内的任一块的位置上，称作 ＿＿＿ 。

A.直接映像 B.全相联映像 C.组相联映像 答案：B

31. Cache的地址映像中 比较多的采用”按内容寻址”的相联存储器来实现。 A.直接映像 B. 全相联映像 C. 组相联映像 答案：B

32.下列器件中存取速度最快的是 。 A. Cache B.主存 C.寄存器 答案：C

第5章 输入输出系统

1.中断服务程序的最后一条指令是 。(C)

A.转移指令 B.出栈指令 C.中断返回指令

2.微型机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用 方式。（C） A.程序查询 B.程序中断 C . DMA 3. 主机与设备传送数据时，采用 ，主机与设备是串行工作的。（A） A.程序查询方式 B.中断方式 C. DMA方式

4. 主机与I/O设备传送数据时，采用 ，CPU的效率最高。（C） A. 程序查询方式 B.中断方式 C.DMA方式 5.下述 种情况会提出中断请求。（B）

A.产生存储周期窃取 B.在键盘输入过程中，每按一次键 C.两数相加结果为零

6.中断发生时，程序计数器内容的保护和更新，是由 完成的。（A） A.硬件自动 B.进栈指令和转移指令 C.访存指令 7.中断向量地址是 。（C） A.子程序入口地址 B.中断服务程序入口地址

9

C.中断服务程序入口地址的地址

8.在中断响应周期，置“0”允许中断触发器是由 完成的。（A） A.硬件自动

B.程序员在编制中断服务程序时设置的 C.关中断指令

9.DMA方式中，周期窃取是窃取一个 。（A）

A.存取周期 B.指令周期 C.CPU周期 D.总线周期 10.当采用 输入操作情况下，除非计算机等待，否则无法传送数据给计算机。（A） A.程序查询方式 B.中断方式 C.DMA方式 11.带有处理机的终端一般称为 。(B) A.交互式终端 B.智能终端 C.远程终端 12.通道程序是由 组成。（B） A.I/O指令

B.通道控制字（或称通道指令） C.通道状态字

13.I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是 。（B） A.CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作 B.CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作 C.CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作 14.通道对CPU的请求形式是 。(A) A.中断 B.通道命令 C.跳转指令 D.自陷

15.CPU对通道的请求形式是 。(D) A.自陷 B.中断 C.通道指令 D.I/O指令

16.下列叙述中正确的是 。(C)

A.程序中断方式和MDA方式中实现数据传送都需中断请求 B.程序中断方式中有中断请求，DMA方式中没有中断请求 C.程序中断方式和DMA方式中都有中断请求，但目的不同

17.I/O的编址方式采用统一编址时，存储单元和I/O设备是靠 来区分的。(B) A.不同的地址线 B.不同的地址码 C.不同的控制线 18.I/O采用统一编址时，进行输入输出操作的指令是 。(B) A.控制指令 B.访存指令 C.输入输出指令

19.I/O采用不统一编址时，进行输入输出操作的指令是 。(C)

20.在 的计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不使用I/O指令。（A） A.单总线 B.双总线 C.三总线 D.以上三种总线 21.硬盘适合于用 方式实现输入输出操作。(A) A.DMA B.中断 C.程序查询 第六章 计算机的运算方法

1.设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式(含1位符号位)。 对应于十进制数（-27），寄存器内容为（ ）。答案：C

A．27H B．9BH C．E5H

2．对真值0表示形式唯一的机器数是（ ）。答案：B A．原码 B．补码和移码 C 反码 D 以上都不对

10

3.在小数定点机中，下述说法正确的是（ ）。答案：A A．只有补码能表示-1 B．只有原码不能表示-1 c．三种机器数均不能表示-1

4.某机字长8位．采用整数补码形式(其中1位符号位)则机器数所能表示的范围（ ）。答案（ ）：C A．-127 — +127 D．-128 — +128 C -128—+127

5.[X]补=1.000?0，它代表的真值是（ ）。答案：B A. -0 B. -1 C. +1

6.若9BH表示移码（含1位符号位），则对应的十进制数是（ ）。答案：A A. 27 B. -27 C. -101 D. 101 7.设寄存器内容为00000000，若它等于 -128，则为（ ）。答案：D A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 8.大部分计算机的减法是用（ ）实现。答案：C

A. 将被减数加到减数中 B. 从被减数中减去减数 C. 补数的相加 D. 从减数中减去被减数 9.在补码加减交替除法中，参加操作的数是（ ），商符（ ）。答案:B A. 绝对值的补码 在形成商值的过程中自动形成 B. 补码 在形成商值的过程中自动形成 C. 补码 由两数符号位异或形成 D. 绝对值的补码 由两数符号位异或形成

10.两补码相加，采用1位符号位，则当（ ）时，表示结果溢出。答案：D A. 最高位有进位

B. 最高位进位和次高位进位异或结果为0 C. 最高位为1

D. 最高位进位和次高位进位异或结果为1

11．在定点机中执行算术运算时会产生溢出，其原因是( )。答案：B A．主存容量不够 B．运算结果无法表示 C．操作数地址过大 D．以上都对

12.在浮点机中，判断补码规格化形式的原则是（ ）。答案：C A尾数的第一数值为l，数符任意 B．尾数的符号位与第一数值相同 C．尾数的符号位与第一数值位不同 D．阶符与数符不同

13.运算器的主要功能是进行( )。答案：C A．算术运其 B. 逻辑运算

C．算术逻辑运算 D. 初等函数运算

14.设机器数字长为16位(含1位符号位)，若用补码表示定点小数,则最大正数为（A. 1-215

B. 1-2-15

C. 215

-1 D. 215

15.计算机中表示地址时，采用（ ）。答案：D A.原码 B. 补码 C.反码 D. 无符号数

）。答案：B 11

16.浮点数的表示范围和精度取决于（ ）。答案：C A．阶码的位数和尾数的机器数形式 B．阶码的机器数形式和尾数的位数 C．阶码的位数和尾数的位数

D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式 17.在浮点机中( )是隐含的。答案：D A. 阶码 B. 数符

C.尾数 D. 基数

18.在补码定点加减运算器中，无论采用单符号位还是双符号位，必须有溢出判断电路，它一般用（ ）实现。答案：C

A.与非门 B. 或非门C. 异或门 D. 与或非门 19.采用规格化的浮点数是为了( )。答案：D

A. 增加数据的表示范围 B．方便浮点运算 C．防止运算时数据溢出 D．增加数据的表示精度 20.在各种尾数舍入方法中，平均误差最大的是( )。答案：A A．截断法 B. 恒置“1”法 C．0舍1入法 D. 恒置“0”法 21.浮点数舍入处理的方法除了0舍1入法外，还有( )法。答案：B A. 末位恒置“0” B．末位恒置“1” C. 末位加1 D. 末位减1 22.在浮点数加减法的对阶过程中，（ ）。答案：D A．将被加(减)数的阶码向加(减)数的阶码看齐 B．将加(减)数的阶码向被加(减)数的阶码看齐 C．将较大的阶码向较小的阶码看齐 D．将较小的阶码向较大的阶码看齐

23.在浮点数中，当数的绝对值太大，以至于超过所能表示的数据时，称为浮点数的（ ）。答案：B A．正上溢 B. 上溢 C．正溢 D. 正下溢

24.在浮点数中，当数的绝对值太小，以至于小于所能表示的数据时，称为浮点数的（ ）。答案：B A．正下溢 B. 下溢 C．负溢 D. 负上溢 第7章 指令系统

1.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（ ）。B A.可降低指令译码难度

B.缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性 C.实现程序控制

2.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数的地址，它的操作数来自（ ）。C A.立即数和栈顶 B.暂存器 C.栈顶和次栈顶

3.一地址指令中，为完成两个数的算术运算，除地址译码指明的一个操作数外,另一个操作数常采用（ ）。C

12

A.堆栈寻址方式 B.立即数寻址方式 C.隐含寻址方式

4.操作数在寄存器中的寻址方式称为（ ）寻址。B A.直接 B.寄存器直接 C.寄存器间接

5.寄存器间接寻址方式中，操作数在（ ）中。C A.通用寄存器 B.堆栈 C.主存单元

6.变址寻址方式中，操作数的有效地址是（ ）。C A.基址寄存器内容加上形式地址（位移量） B.程序计数器内容加上形式地址 C.变址寄存器内容加上形式地址

7.基址寻址方式中，操作数的有效地址是（ ）。A A.基址寄存器内容加上形式地址（位移量） B.程序计数器内容加上形式地址 C.变址寄存器内容加上形式地址

8.变址寻址和基址寻址的有效地址形成方式类似，但是（ ）。C A.变址寄存器的内容在程序执行过程中是不可变的

B.在程序执行过程中，变址寄存器、基址寄存器的内容都可变

C.在程序执行过程中，基址寄存器的内容不可变，变址寄存器中的内容可变

9.设变址寄存器为X，形式地址为D，某机具有先变址再间址的寻址方式，则这种寻址方式的有效地址为（ ）。C

A.EA=(X)+D B.EA= (X)+(D) C.EA= （(X)+D）

10.运算型指令的寻址和转移型指令的寻址不同点在于（ ）。A A.前者取操作数，后者决定程序转移地址 B.前者是短指令，后者是长指令 C.后者是短指令，前者是长指令

11.指令的寻址方式有顺序和跳跃两种，采用跳跃寻址方式可以实现（ ）。C A.程序浮动

B.程序的无条件转移和浮动 C.程序的条件转移和无条件转移

12.直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度，由快到慢的排序是（ ）。C A.直接、立即、间接 B.直接、间接、立即 C.立即、直接、间接

13.一条指令中包含的信息有（ ）。C A.操作码、控制码 B.操作码、向量地址 C.操作码、地址码

13

14.为了缩短指令中地址码的位数，应采用（ ）寻址。B A.立即数 B.寄存器 C.直接

15.设机器字长为 16位，存储器按字节编址，CPU读取一条单字长指令后，PC值自动加（ ）。B A.1 B.2 C.4

16.设机器字长为16位，存储器按字节编址，设PC当前值为1000H，当读取一条双字长指令后，PC值为（ ）。C

A.1001H

B.1002H C.1004H 17.转移指令的主要操作是（ ）。A A.改变程序计数器PC的值 B.改变地址寄存器的值

C.改变程序计数器的值和堆栈指针SP的值 18.子程序调用指令完整的功能是（ ）。C A.改变程序计数器PC的值 B.改变地址寄存器的值

C.改变程序计数器的值和堆栈指针SP的值 19.子程序返回指令完整的功能是（ ）。C A.改变程序计数器的值 B.改变堆栈指针SP的值 C.从堆栈中恢复程序计数器的值

20.通常一地址格式的算术运算指令，另一个操作数隐含在（A.累加器 B.通用寄存器 C.操作数寄存器

21.下列三种类型的指令，（ ）执行时间最长。C A.RR型 B.RS型 C.SS型

22.操作数地址存放在寄存器中的寻址方式是（ ）。B A.寄存器寻址 B.寄存器间接寻址 C.变址寄存器寻址

23.（ ）对于实现程序浮动提供了较好的支持。C A.间接寻址 B.变址寻址 C.相对寻址

24.（ ）便于处理数组问题。B A.间接寻址 B.变址寻址 C.相对寻址

A 14

）中。

25.( )有利于编制循环程序。C A.基址寻址 B.相对寻址 C.寄存器间址

26.在下列寻址方式中，（ ）寻址方式需要先计算，再访问主存。B A.立即 B.变址 C.间接

第8章 CPU的结构和功能 一．选择题

1．CPU响应中断的时间是（ ）

A．一条指令执行结束 (或指令执行周期结束) B．外设提出中断 C．取指周期结束 A

2控制器的全部功能是（ ）。 A．产生时序信号

B．从主存取出指令并完成指令操作码译码

C．从主存取出指令、分析指令并产生有关的操作控制信号 C

3．指令周期是（ ）。

A．CPU执行一条指令的时间 B．CPU从主存取出一条指令的时间

C．CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 C

4．下列说法中（ ）是正确的。 A．指令周期等于机器周期 B．指令周期大于机器周期 C．指令周期是机器周期的两倍 B

5．中断标志触发器用于（ ） A. 向CPU发中断请求 B．指示CPU是否进入中断周期 C．开放或关闭中断系统 B

6允许中断触发器用于（ ） A．向CPU发中断请求 B．指示正有中断在进行 C．开放或关闭中断系统

15

C

7 CPU是指（ ）。 A．控制器

B．运算器和控制器 C．运算器、控制器和主存 B

8向量中断是（ ） A．外设提出中断

B．由硬件形成中断服务程序入口地址

C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序的入口地址 C

9．程序计数器位数取决于（ ） A．存储器的容量 B．机器字长 C．指令字长 A

10．响应中断请求的条件是（ ） A．外设提出中断

B．外设工作完成和中断系统允许时

C．外设工作完成和中断标记触发器为“1”时 B

11．中断隐指令是指（ ）。 A．操作数隐含在操作码中的指令

B．在一个机器周期里完成全部操作的指令 C．指令系统中没有的指令，由硬件执行的指令 C

12．中断向量可提供（ ）。 A．被选中设备的地址 B．传数据的起始地址 C．中断服务程序入口地址 C

13．指令寄存器的位数取决于（ ）。 A.存储器的容量 B.指令字长 C.机器字长 B

14．在中断周期中，由（ ）将允许中断触发器置“0” A.关中断指令 B.中断隐指令 C.开中断指令

16

B

15．CPU中的通用寄存器位数取决于（ ） A存储器容量 B．指令的长度 C 机器字长 C

16．程序计数器PC属于（ ） A．运算器 B．控制部件 C．存储器 B

]7．CPU不包括（ ） A．地址寄存器 B．指令寄存器IR C．地址译码器 C

18. CPU中的译码器主要用于（ ） A．地址译码 B. 指令译码

C. 选择多路数据至ALU B

19．CPU中的通用寄存器( ) A．只能存放数据，不能存放地址 B．可以存放数据和地址

C．可以存放数据和地址，还可以代替指令寄存器 B

20．中断系统是由（ ）实现的。 A．硬件 B 固件 C 软硬件结合 C

21．超标量流水技术（ ） A．缩短原来流水线的处理器周期 B 在每个时钟周期内同时并发多条指令

C 把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令 B

22．超流水线技术是（ ）

17

A．缩短原来流水线的处理器周期 B. 在每个时钟周期内同时并发多条指令

C. 把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令 A

23．CPU响应中断的时间（ ） A 中断源提出请求 B．取指周期结束 C．执行周期结束 C

24．中断周期前是（ ），中断期后是（ ） A．取指周期，执行周期 B．执行周期，取指周期 C．间指周期，执行周期 B

25．由编译程序将多条指令组合成一条指令，这种技术称做（ ） A超标量技术 B．超梳水线技术 C. 超长指令字技术 C

26．R1SC机器（ ）。 A．不一定采用流水技术 B．一定采用流水技术 C CPU配备很少的通用寄存器 B

27．在CPU的寄存器中，（ ）对用户是完全透明的。 A．程序计数器 B．指令寄存器 C．状态寄存器 B

第9章 控制单元的功能 1. 同步控制是（ ）。B A. 只适用于CPU控制的方式 B. 由统一时序信号控制的方式 C. 所有指令执行时间都相同的方式 2. 异步控制常用于（ ）。A A. CPU访问外围设备时 B. 微程序控制器中 C. 微型机的CPU控制中

18

3. 在下列说法中（ ）是错误的。A A. 计算机的速度完全取决于主频 B. 计算机的速度不完全取决于主频

C. 计算机的速度与主频、机器周期内平均含时钟周期数及机器的平均指令执行速度有关 4. 在控制器的控制方式中，局部控制（ ）。B A. 和异步控制相同，都不存在基准时标系统

B. 属于同步控制，它与中央控制的基准时标是保持同步的

C. 属于同步控制并有独立的时标系统，与中央控制的基准时标系统无关 5. 计算机操作的最小单位时间是（ ）。A A. 时钟周期 B. 指令周期 C. CPU周期

6. 计算机主频的周期是指（ ）。B A. 指令周期 B. 时钟周期 C. 存取周期

7. 一个节拍信号的宽度是指（ ）。C A. 指令周期 B. 机器周期 C. 时钟周期

8. 由于CPU内部操作的速度较快，而CPU访问一次存储器的时间较长，因此机器周期通常由（ ）来确定。B

A. 指令周期 B. 存取周期 C. 间址周期

9. 在取指令操作之后，程序计数器中存放的是（ ）。C A. 当前指令的地址 B. 程序中指令的数量 C. 下一条指令的地址

10. 直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送人（ ）。A A. PC B. 地址寄存器 C. 累加器

11. 取指令操作（ ）。C A. 受上一条指令的操作码控制 B. 受当前指令的操作码控制

C. 是控制器固有的功能，无需在操作码控制下完成 12. 以下叙述中错误的（ ）。B

A. 去指令操作是控制器固有的功能，不需要在操作码控制完成 B. 所有指令的取指令操作都是相同的

C. 在指令长度相同的情况下，所有指令的取指令操作都是相同的 13. 以下叙述中错误的是（ ）。B A. 指令周期的第一个操作是取指令

B. 为了进行取指令操作，控制器需要得到相应的指令

19

C. 取指令操作时控制器自动进行的

14. 在单总线结构的CPU中，连接在总线上的多个部件（ ）。B

A. 某一时刻只有一个可以向总线发送数据，并且只有一个可以从总线接收数据 B. 某一时刻只有一个可以向总线发送数据，但可以有多个同时从总线接收数据 C. 可以有多个同时向总线发送数据，并且可以有多个同时从总线接受数据 15. 在单总线结构的CPU中（ ）。C A. ALU的两个输入端都可以与总线相连

B. ALU的一个输入端与总线连，其输出端也可与总线相连

C. ALU只能有一个输入端与总线连，其输出端需通过暂存器与总线相连 16. 在中断周期中，将允许中断触发器置“0”的操作由（ ）完成。A A. 硬件 B. 关中断指令 C. 开中断指令

17. 在控制器的控制方式中，机器周期内的时钟周期个数可以不相同，这属于（ ）。A A. 同步控制 B. 异步控制 C. 联合控制

18. 计算机执行乘法指令时，由于其操作比较复杂，需要更多的时间，通常采用（ ）控制方式。C A. 延长机器周期内节数的 B. 异步

C. 中央与局部控制相结合 19. 在间址周期中，（ ）。C A. 所有指令的间址操作都是相同的

B. 凡是存储器间接寻址的指令，它们的操作都是相同的

C. 对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令，它们的操作是不同的 20. 下列说法中（ ）是正确的。C A. 加法指令的执行周期一定要访存 B. 加法指令的执行周期一定不访存

C. 指令的地址码给出储存器地址的加法指令，在执行周期一定访存

第10章 控制单元的设计

1. 在微程序控制器中，控制部件向执行部件发出的某个控制信号称为__________。 A.微指令 B.微操作 C.微命令 答案：C

2.微指令执行的顺序控制问题，实际上是如何确定下一条微指令地址的问题，通常用的一种方法是断定方法，其基本思想是__________。C A.用微程序计数器来产生后继微指令地址

B.在指令中指定一个专门字段来产生后继微指令地址

C.由设计者在微指令代码中指定，或者由设计者指定的判别测试字段控制产生后继微指令地址 3.在微指令的控制方式中，若微指令命令个数已确定，则__________。C A.直接控制方式和编码控制方式不影响微指令的长度 B.直接控制方式的微指令字长比编码控制方式的微指令字长短 C.编码控制方式的微指令字长比直接控制方式的微指令字长短 4.微指令格式中__________。

20

答案：

主存地址空间分配如下：

(1)系统程序区（即1片2K×8ROM芯片地址码范围）：A000H～A7FFH; (2)用户程序区

①左端2片1K×4RAM芯片地址码范围）：A800H～ABFFH; ②右端2片1K×4RAM芯片地址码范围）：AC00H～AFFFH; 第 7 章 指令系统

1.某机指令格式如下图所示：

OP

X A 0 ～ 5 6 7 8 ～ 15 图中X为寻址特征位，且

当X=0时，不变址；

X=1时，有变址寄存器X1进行变址； X=2时，有变址寄存器X2进行变址； X=3时，相对寻址。

设（PC）=1234H，[X1]=0037H，[ X2]=1122H，确定下列指令的有效地址（指令和地址均采用十六进制表示）：

（1）4420；（2）2244；（3）1322；（4）3521。 答：（1）0020H；（2）1166H；（3）1256H；（4）0058H

2.一种一地址指令的格式如下所示：

OP

其中I为间址特征，X为寻址模式，A为形式地址。设R为通用寄存器，也可作为变址寄存器。在表7.2中填写适当的寻址方式名称。

表7.2 寻址表

寻址方式名称 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ I 0 0 0 0 1 1 1 1 X 00 01 10 11 00 01 10 11 有效地址EA EA=A EA=(PC)+A EA=(R)+A EA=R EA=(A) EA=((PC)+A) EA=((R)+A) EA=（R） I X A 答：①直接寻址 ②相对寻址 ③变址寻址

④寄存器直接寻址 ⑤间接寻址 ⑥先相对后间址 ⑦先变址再间址 ⑧寄存器间接寻址 3.某机机器字长、指令字长和存储字长均为16位，指令系统共能完成50种操作，采用相对寻址、间接、直接寻址。试问：

⑴指令格式如何确定？各种寻址方式的有效地址如何形成？ ⑵能否增加其他寻址方法？说明理由。

31

答：（1）根据题意指令格式为

6 2 8

OP X A

其中，OP为操作码，6位，可完成50种操作；

X为寻址模式，取2位，可定义4种寻址方式，定义如下： X=00直接寻址，EA=A； X=01相对寻址，EA=(PC)+A； X=10间接寻址，EA=（A）。

（2）由于上述指令格式中寻址模式X=11尚未使用，故可增加一种寻址方式，如立即寻址，此时A即为操作数。

第10章 控制单元的设计

1.比较组合逻辑控制器和微程序控制器的设计思想。

答：两种控制器的相同之处是：均有PC、IR、时序电路、中断系统及状态条件。不同之处主要是微操作命令序到形成部件不同，组合逻辑控制器的核心部件是门电路，微程序控制器的核心部件是控制存储器ROM。 2.写出采用组合逻辑控制器完成SUB α（α为主存地址）指令的微操作命令及节拍安排。 答案如下： 取指周期

T0 PC→MAR，1→R(读命令) T1 M(MAR)→MDR,(PC)+1→PC T2 MDR→IR,OP (IR)→ID 执行周期

T0 Ad(IR)→MAR,1→R (即α→MAR) T1 M (MAR)→MDR T2 (ACC)-（MDR）→ACC

3.写出采用微程序控制器完成SUB α指令的微操作命令及节拍安排。 答案如下： 取指周期

T0 PC→MAR，1→R T1 Ad (CMDR)→CMAR

T2 M (MAR)→MDR，(PC)+1→PC T3 Ad (CMDR)→CMAR T4 MDR→IR

T5 OP(IR)→微地址形成部件→CMAR 执行周期

T0 Ad (IR)→MAR，1→R(即α→MAR) T1 Ad (CMDR)→CMAR T2 M (MAR)→MDR T3 Ad (CMDR)→CMAR T4 (ACC) －（MDR）→ACC T5 Ad (CMDR)→CMAR

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A.垂直型微指令采用较长的微程序结构去换取较短的微指令结构 B.垂直型微指令采用较短的微程序结构去换取较长的微指令结构 答案：A

5.在微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是__________。B A.每一条机器指令由一条微指令来执行

B.每一条机器指令由若干条微指令组成的微程序来解释执行 C.若干条机器指令组成的程序可由一个微程序来执行 6.在微程序控制器中，机器指令与微指令的关系。B A.每一条机器指令由一条机器指令来执行

B.每一条机器指令由若干条微指令组成的微程序来解释并执行 C.若干条机器指令组成的程序可由一个微程序来执行 7.下列叙述中__________是正确的。

A.水平型微指令能充分利用数据通路的并行结构 B.微处理器的程序称为微程序 C.多字节指令可加快取指令的速度 答案：A

8.在微程序控制器中，微指令的控制方式可采用直接控制和编码控制两种，在微操作命令个数相同的前提下，__________。

A.两种控制方式的微指令位数一样

B.隐式编码的微指令位数多于显示编码的微指令位数 C.直接控制方式的微指令位数最长 答案：C

9.下列叙述中__________是正确的。 A.控制器产生的所有控制信号称为微指令 B.微程序控制器比硬连线控制器更加灵活 C.微处理器的程序称为微程序 答案：B

10.将微程序存储在EPROM 中的控制器是__________控制器。 A.静态微程序 B.毫微程序 C.动态微程序 答案：C

11.微指令操作控制字段的每一位代表一个控制信号，这种微程序的控制（编码）方式是 __________。

A.字段直接编码 B.直接编码 C.混合编码 答案：B

12.下列叙述中__________是正确的。 A.只有直接编码的微指令是水平型微指令 B.采用微操作码字段的微指令是水平型微指令

C.直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接和字段混合编码都属水平型微指令 答案：C

13.垂直型微指令的特点是__________。 A.微指令格式垂直表示 B.控制信号经过编码产生 C.采用微操作码

21

答案：C

14.水平型微指令的特点是__________。 A.一次可以完成多个操作 B.微指令的操作控制段不进行编码 C.微指令的格式简短 答案：A

15.在采用增量计数器法的微指令中，下一条微指令的地址__________。 A.在当前的微指令中 B.在微指令地址计数器中 C.在程序计数器 答案：B

16.在控制器的控制信号中，相容的信号是__________的信号。 A.可以相互替代 B.可以相继出现 C.可以同时出现 答案：C

7.以硬连线方式构成的控制器又称为__________控制器。

A.组合逻辑型 B.存储逻辑型 C.微程序型 答案：A

18.微程序放在__________中。

A.存储器控制器 B.控制存储器 C.主存储器 答案：B

19.将微程序存储在ROM 中不加修改的控制器属于__________。 A.动态微程序控制器 B.静态微程序控制器 C.PLA 控制器 答案：B

20.在微指令的编码方式中，在微命令数相同的情况下__________。 A.直接编码和字段直接编码不影响微指令字长 B.直接编码的微指令比字段直接编码的微指令长 C.字段直接编码的微指令比直接编码的微指令长 答案：B 答案：CA

22.计算机存放微指令的存储器包含在__________中。

A.主存储器 B.高速缓冲存储器 C.CPU 答案：C 二．问答题

第1章计算机系统概论

1.解释英文缩写的含义：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MAR、MDR、I/O。 答案是：CPU(Central Processing Unit) 中央处理器，包括控制器和运算器。（Program Counter） 程序计数器 （Instruction Register） 指令寄存器 （Control Unit） 控制单元 （Arithmetic Logic Unit） 算术逻辑单元

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PC IR CU ALU

ACC（Accumulator） 累加器

MAR（Memory Adress Register） 存储器地址寄存器 MDR（Memory Data Register） 存储器数据寄存器 I/O（Input/Output equipment） 输入输出设备

2.什么是指令？什么是程序？

答案是：指令是机器完成某种操作的命令，典型的指令通常包括操作码和地址码两部分。操作码用来指出执行什么操作（如加、传送），地址码用来指出操作数在什么地方。程序是有序指令的集合，即用来解决某一特定问题的指令序列。 3.计算机的硬件指标有哪些？

答案是：（1）机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。通常为8、16、32、64位等。

（2）存储容量：包括主存容量和辅存容量。是存放二进制代码的总合，可用位（bit）或字节（byte）为单位来表示，常用单位是：KB、MB、GB和TB。

（3）运算速度：可用MIPS（每秒执行百万条指令数）、CPI（每执行一条指令所需的时钟周期数）或FLOPS（每秒浮点运算次数）来表示运算速度。 第3章 系统总线 1.解释下列概念

总线 系统总线 总线仲裁

答：（1）总线是连接多个部件（模块）的信息传输线，是各部件共享的传输介质。

（2）系统总线是指CPU、主存、I/O（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。按传输内容的不同，又分数据总线、地址总线和控制总线。

（3）总线仲裁即总线判优，主要解决在多个主设备申请占用总线时，由总线控制器仲裁出优先级别最高的设备，允许其占用总线。

2．总线管理包括哪些内容？简要说明各种管理措施。

答：总线管理主要包括判优控制和通信控制。判优控制又分集中式和分布式两种，集中式总线判优逻辑有链式查询、计数器查询和独立请求三种方式。

链式查询方式只需1根总线请求线（BR）、1根总线忙线（BS）和1根总线同意线（BG），BG线像链条一样，串连所有的设备，设备的优先级是固定的，结构 简单，容易扩充设备，但对电路故障十分敏感，一旦第i个设备的接口电路有故障，则第i个设备以后的设备都不能进行工作。

计数器定时查询方式的总线请求（BR）和忙（BS）线是各设备共用的，但还需log2N（N为设备数）根设备地址线实现查询。设备的优先级可以不固定，控制比链式查询复杂，电路故障不如链式查询方式敏感。 独立请求方式控制线数量多，N个设备共有N根总线请求线和N根总线同意线。总线仲裁线路更复杂，但响应时间快，且设备优先级的次序控制灵活，可以预先固定，也可通过程序来改变优先次序，还可在必要时屏蔽某些设备的请求。

通信控制有四种方式：同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。同步通信采用公共时钟，有统一的传输周期。异步通信没有公共时钟，采用应答方式通信，没有固定的传输周期。半同步通信既有公共时钟，又允许速度不同的模块和谐工作，采用插入等待周期的措施来协调通信双方的配合问题。分离式通信总线上的每个模块都可以成为主模块，将总线传输周期分为两个子周期，每个子周期可供不同模块占用，总线上无空闲等待时间，最充分地发挥了总线的有效占用。 3.什么是总线标准？为什么要制定总线标准？

答：总线标准是国际公布或推荐的互联各个模块的标准，这个标准为各模块互联提供一个标准界面（接口），这个界面对它两端的模块都是透明的，即界面的任一方只需根据总线标准的要求来完成自身一方接口的功能，而不必考虑对方与界面的接口方式。

制定总线标准使系统设计简化，便于模块生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化，便于维

23

护等，较好地解决了系统、模块、设备与总线之间不适应、不通用及不匹配等问题。 第4章 存储器

1.存储器的主要功能是什么？如何衡量存储器的性能？为什么要把存储系统分成若干个不同的层次?主要有哪些层次？

答案：存储器的主要功能是存放程序和数据。通常用存储容量、存取周期以及存储器的带宽（每秒从存储器读出或写入二进制代码的位数）三项指标来反应存储器的性能。为了扩大存储器容量和提高访存速度，将存储系统分成若干不同层次，有Cache—主存层次和主存-辅存层次。前者为使存储器与CPU速度匹配，在CPU和主存之间增设Cache高速缓冲存储器，其容量比主存小，速度比主存快，用来存放CPU近期要用的信息，CPU可直接从Cache中取到信息，从而提高了访存速度。后者为扩大存储器容量，把主存和辅存统一成一个整体，从整体上看，速度取决于主存，容量取决于辅存，称为虚存。CPU只与主存交换信息，但程序员可用指令地址码进行编程，其位数与虚存的地址空间对应。 第5章 输入输出系统 1.什么是中断？

答案：CPU正在执行程序的过程中，产生外部中断请求或出现内部异常，CPU暂停现行程序的运行而转入相应事件的处理，待处理完后再返回到原程序断点处继续执行。这一过程称为中断。 2.I/O与主机交换信息有哪几种控制方式？各有何特点？ 答案是：主机与I/O交换信息的控制有：

⑴程序查询方式。其特点是主机与I/O串行工作。这种方式CPU效率很低。

⑵ 程序中断方式。其特点是主机与I/O并行工作。这种方式消除了“踏步”现象，提高了CPU的效率。 ⑶ DMA方式。其特点是主机与I/O并行工作，主存和I/O之间有一条直接数据通路，CPU的效率更高。 ⑷ 通道方式。通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU把部分权力下放给通道，由它实现对外围设备的统一管理和外围设备与主存之间的数据交换，大大提高了CPU的效率，但它是以花费更多的硬件为代价的。 ⑸ I/O处理机方式。它是通道方式的进一步发展，CPU将I/O操作及外围设备的管理权全部交给I/O处理机，其实质是多机系统，因而效率有更大的提高。

3.以I/O设备的中断处理过程为例，说明一次程序中断的全过程。

答：以I/O设备的中断处理过程为例，一次程序中断大致可分为五个阶段。

（1） 中断请求。CPU启动I/O后，I/O进入自身准备阶段，当其准备就绪时，便向CPU提出中断请求。 （2） 中断判优。当同时出现多个中断请求时，中断判优逻辑（硬件排队或软件排队）选择出优先级最高的中断请求，待CPU处理。

（3） 中断响应。如果允许中断触发器为“1”，请求中断的设备又未被屏蔽，系统便进入中断响应周期。在该周期内，CPU自动执行一条中断隐指令，将程序断点及程序状态字保存起来，同时硬件关中断，并把向量地址送PC。

（4） 中断服务。中断响应周期结束后，CPU转入取指周期，此时按向量地址取出一条无条件转移指令（或按向量地址查入口地址表），转至该向量地址对应的中断服务程序入口地址，便开始执行中断服务程序（包括保护现场、与I/O传送信息和恢复现场）。

（5） 中断返回。中断服务程序的最后一条指令即是中断返回指令，执行该指令即返回到程序断点，至此一次程序中断结束。

4.什么是关中断？关中断有什么意义？

答：在CPU中有一个允许中断触发器，当其为“1”状态时，允许CPU响应中断；当其为“0”即为关中断，意味着不允许CPU响应任何中断。可用关中断指令或硬件关中断。 第7章 指令系统

1.指令字中有哪些字段？各有何作用？如何确定这些字段的位数？

答：指令字中有三种字段：操作码字段、寻址特征字段和地址码字段。操作码字段指出机器完成的某种操作，其位数取决于指令系统的操作种类。寻址特征字段指出该指令以何种方式寻找操作数的有效地址，其

24

位数取决于寻址方式的种类。地址码字段和寻址特征字段共同指出操作数或指令的有效地址，其位数与寻址范围有关。

2.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：这三类指令中寄存器-------寄存器型指令执行速度最快，存储器--------存储器指令执行速度最慢。因为前者两个操作数都在寄存器中，后者两个操作数都在存储器中，而访问一次存储器所需的时间比访问一次寄存器所需时间长得多。 第8章 CPU的结构和功能

1. 什么是指令周期？指令周期是否有一个固定值？为什么？

答案：指令周期是CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间，也即CPU完成一条指令的时间。由于各种指令操作功能不同，因此各种指令的指令周期是不同的，指令周期的长短主要和指令在执行阶段的访存次数和执行阶段所需要完成的操作有关。

2. 根据CPU访存的性质不同，可将CPU的工作周期分为哪几类？

答案：根据访存性质不同，CPU的工作周期可分为取指周期、间址周期、执行周期和中断周期四类。它们访存的目的分别是取指令、取有效地址、取（或存）操作数以及将程序断点保存起来。 3.什么是中断隐指令？它有哪些功能？

答案：中断隐指令是指令系统中没有的指令，它由CPU在中断响应周期内由硬件自动完成。其功能是保护程序断点、硬件关中断、向量地址送PC（硬件向量法）或中断识别程序入口地址送PC（软件查询法）。 CPU在处理中断过程中，有几种方法找到中断服务程序的入口地址？举例说明。 答案：CPU在处理中断过程中有两种方法找到中断服务程序的入口地址。

（1）硬件向量法是由硬件电路产生对应某中断源的向量地址，在向量地址内可设一条无条件转移指令，转向中断服务程序的入口地址。只需在中断响应周期将向量地址送至PC，在CPU进入下一取值周期时，就可取出无条件转移指令，执行该指令即可转至中断服务程序。也可以在向量地址内直接存放服务程序的入口地址，通过访问向量地址的存储单元，采用间址的方法找到服务程序的入口地址。

（2）软件查询法是是在主存中存有一段中断识别程序，它通过程序判断是哪个中断源提出请求，并转入相应的入口地址。只要在中断响应周期将中断识别程序的首地址送至PC，在CPU进入下一取值周期时，就可取出中断识别程序的第一条指令，逐条执行指令，便可找到相应的服务程序入口地址。 第9章 控制单元的功能 1. 2.

什么是计算机的主频，主频和机器周期有什么关系？ 控制器中常采用哪些控制方式，各有什么特点？

答案：一台机器时钟信号的频率即为主频，主频的倒数称为时钟周期，机器周期内包含若干个时钟周期。 答案：控制器常采用同步控制、异步控制和联合控制。同步控制即微操作序列由基准时标系统控制，每一个操作出现的时间与基准时标保持一致。异步控制不存在基准时标信号，微操作的时序是由专用的应答线路控制的，即控制器发出某一个微操作控制信号后，等待执行部件完成该操作时所发回的“问答”或“终了”信号，再开始下一个微操作。联合控制是同步控制和异步控制相结合的方式，即大多数微操作在同步时序信号控制下进行，而对那些时间难以确定的微操作，如涉及到I/O操作，则采用异步控制。 第10章 控制单元的设计

1.按照下图所示组合逻辑控制器框图，根据指令处理过程，结合有关部件说明控制器的工作原理。

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组合逻辑控制器框图

答：完成一条指令要经过取指阶段和执行阶段。取指阶段完成的任务是：根据PC给定的地址发出读命令，访存后取出相应的指令送至IR，在经指令译码器ID给出信号，控制微操作命令序列形成部件，并修改PC。执行阶段完成的任务是：微操作命令序列形成部件同时还接受状态控制条件、中断系统以及时序电路发来的时序信号，在译码输出的共同作用下，按指令操作码的含义，发出一系列微操作命令信号，控制相应部件操作，实现指令功能。

2. 按照下图所示微程序控制器框图，根据指令处理过程，结合有关部件说明控制器的工作原理。

答案：完成一条指令要经过取指和执行两个阶段。首先将取指操作微程序的首地址送至CMAR，读出该条微指令，并送至CMDR。此时微指令的操作控制字段发出各种微命令，同时由下地址字段指出下一条微指令的地址，然后重复取微指令、执行微指令的操作，直到按PC指出的存储单元中的指令读至IR，并自动修改

26

后继指令地址。这一过程为取指阶段。接着根据指令的操作码，经过微地址形成部件，产生对应该机器指令的微程序首地址并发至CMAR，然后从控制存储器中读出微指令并送至CMDR。此时操作控制字段发出各种微命令，且下地址字段指出下一条微指令地址，然后重复取微指令、执行微指令的操作，直到对应该机器指令的操作全部执行完毕，并指出取指微程序的首地址。这一过程为执行机器指令的阶段。

可见，每完成一条机器指令，需相应完成两个微程序：一个是取指微程序，另一个是对应该机器指令操作的微程序。而且所有的微命令都是由控制存储器中的微指令发出的。

三．计算题 第4章 存储器

1.磁盘组有6片盘片，每片有两个记录面，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为4tpm(道/毫米)内层位密度为40bpm，转速为2400rpm,问： （1）共有多少存储面可用？ （2）共有多少柱面？ （3）盘组总存储容量是多少？ （4）数据传输率是多少？

答案：（1）共有10个存储面可用，最上、下两个面不可用。 （2）有效存储区域为（16.5-11）cm=5.5cm=55mm

因为，道密度=4tpm

所以，共有4tpm×55mm=220道，即220个圆柱面。 （3）内层磁道周长为2ΠR=2×3.14×11cm=69.08cm=690.8mm 每道信息量=40bpm×690.8mm=27632b 每面的信息量=27632b×220=6079040b 盘组总容量=6079040b×10=60790400b （4）磁盘数据传输率C=Nr bps

N为每条磁道的容量=27632b r为磁盘每秒转速=2400rpm=40r/s 所以，C=Nr=27632b×40r/s=1105280bps

2.某磁盘存储器转速为3000rpm,共有4个记录盘面，道密度为5tpm,每道记录信息12288B,最小磁道直径为230mm，共有275道，求： （1）磁盘存储器的存储容量。

（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度。 （3）磁盘数据传输率。 （4）平均等待时间。

答案：（1）每道记录信息容量=12288B 每个记录面信息容量=12288B×275

4个记录面信息容量=12288B×275×4=13516800B (2)最高位密度D1按最小磁道半径R1=115mm计算。 D1=12288B/2пR1=17Bpm

最低位密度D2按最大磁道半径R2计算。 R2=R1+(275/5)=115mm+55mm=170mm D2=12288B/2пR2=11.5Bpm (3)磁盘数据传输率C= Nr N为每道信息容量=12288B r=3000rpm=50r/s

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C=Nr=12288B×50=614400Bps

(4)平均等待时间=1/2×(1/r)=(1/2)×(1/50)s=(1/100)s=10ms(转半周的时间)。

3.已知接收到的海明码为 0100111（按配偶原则配置）试问要求传送的信息是什么?（请写出判断（校验）过程） 答案：0101

4.求 1011 按 “偶校验” 配置的海明码.（写出配置过程） 答案：0110011

第6章 计算机的运算方法 （一）浮点数的机器表示

1．设浮点数字长16位，其中阶码4位(含1位阶符)，尾数12位(含1位数符)，将(51／128)10转换为二进制规格化浮点数及机器数(其中阶码采用移码，基值为2，尾数采用补码)。 答案：(51／128)10=0.0110011=2×0.1100110

阶码采用移码、基值为2、尾数采用补码的机器数为0，111；0.11001100000。

2．设浮点数字长16位，其中阶码4位(含1位阶符)，尾数12位(含1位数符)，将(—43／128)十转换成二进制规格化浮点数及机器数(其中阶码采用移码，基值为2，尾数采用补码)。 答案：(—43／128)十=-0.0101011=2-1×（-0.1010110） 按题要求的机器数形式为0,111；1.01010100000。

3.设浮点数字长16位，其中阶码8位(含1位阶符)，尾数8位（含一位数符），阶码采用移码表示，基值为2，尾数用补的表示，计算： (1)机器数为81DOH的十进制数值；

答案：（1）81D0H=1000 0001 1101 0000，十进制数为2×（-0.011）= （-0.75）十

4.没浮点数字长16位，其中阶码5位(含1位阶符)，尾数11位(含1位数符)，写出（-29／1024)十对应的浮点规格化数的原码、补码、反码和阶码用移码、尾数用补码的形式。 答案：设x=（-29／1024)十=-0.0000011101=2[x]原=1,0101；1.1110100000 [x]补=1,1011；1.0001100000 [x]反=1,1010；1.0001011111

阶码用移码，尾数用补码的机器数形式是 0,1011；1.0001100000

（二）定点数的算术运算(补码运算)

1．己知十进制数x＝-41，y=+101,设机器数字长8位(含1位符号位)计算[x+y] 补和[x-y]补，并给出相应的Z(零标志)、V(溢出标志)和C(进位标志)。 答案：[x+y] 补=0,0111100，Z=0，V=0，C=1 [x-y]补=0,1110010，Z=0，V=1，C=1

2.已知十进制数x＝25／32，y=-21/64，设机器数字长8位(含1位符号位)，计算[x+y] 补和[x-y]补，并给出相应的零标志Z，溢出标志V和进位标志C。 答案：[x+y] 补=0,0111010，Z=0，V=0，C=1 [x-y]补=1.0001110，Z=0，V=1，C=0

3.己知二进制数x=-0.1011,y=-0.1101用补码一位乘（Booth算法）计算[x·y] 补。要求列出计算过程。 答案：[x·y] 补=0.10001111

4.己知二进制数x=-0.1100,y=0.1001,按补码Booth算法计算x·y，要求列出详细过程。 答案：按补码Booth算法做，[x·y] 补=1.10010100，则x·y=-0.01101100

5.己知二进制数x=-0.1001,y=0.1101,用补码加减交替法计算[x÷y] 补，并给出商的真值。

-101

1

-1

×（-0.1110100000）

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答案：[x÷y] 补=1.0101，x÷y=-0.1011 (三)浮点数的加减运算

1．设浮点数x=2×0.110101，y=2×（-0.101010），若阶码取3位，尾数取6位(均不包括符号位)，按补码运算步骤计算x+y。

答案：[x+y] 补=0,011；1.000110，x+y=2×（-0.111010）

2．已知x＝[2×(19／32)]，y＝[2×(-45／64)]，若阶码取3位，尾数取6位(均不包括符号位)，试按补码浮点运算步骤计算[x+y]补，并还原成真值。 答案：[x+y] 补=0,101；1.001100

x+y=2×（-0.110100）=2×（-13/16） （四）三级时序系统相关的计算题

1.设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求： ⑴该机的平均指令周期和机器周期。 ⑵每个指令周期包含几个机器周期？

⑶如果机器B的主频为12MHz,，且指令周期包含机器周期数和机器周期包含时钟周期数与A机相同，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS？

答案：根据机器A的主频为8MHz,得时钟周期为1/8MHz=0.125us （1） 机器周期=0.125us×4=0.5us；平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5us （2） 每个指令周期包含2.5/0.5=5个机器周期

（3） 在指令周期包含机器周期数和机器周期包含时钟周期数相同的前提下，两机平均指令执行速度与它们的主频的关系是：

A机的平均指令速度/B机的平均指令速度=A机主频/B机主频 则B机的平均指令执行速度=（0.4MIPS×12MHz）/8MHz=0.6MIPS

2.某CPU主频8MHz，设每个机器周期包含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度为1MIPS。 （1） 求该机平均指令周期。

（2） 求每个指令周期包含的平均机器周期数。

（3） 若改用时钟周期为0.01us的CPU芯片，求平均指令执行速度。 答案：（1）根据平均指令执行速度为1MIPS，则平均指令周期为1/1MIPS=1us。

（2）根据主频为8MHz,得出时钟周期为1/8MHz=0.125us,一个机器周期为0.125us×4=0.5us,一个指令周期包含的平均机器周期数为1/0.5us=2.

（3）改用时钟周期为0.01us的CPU芯片，则一个机器周期为0.01us×4=0.04us,一条指令的执行时间为0.04us×2=0.08us，故平均指令执行速度为1/0.08us=12.5MIPS。 3. (1) (2)

若某机主频为200MHz，每个指令周期平均包含2个机器周期，每个机器周期包含2个时钟周期 求该机平均指令执行速度。

若频率不变，但每个指令周期平均包含5个机器周期，每个机器周期包含4个时钟周期，求平均指

101

5

5

6

011

010

100

令执行速度。

答案：（1）时钟周期=1/200MHz=0.005us。则一条指令的执行时间为0.005us×2×2=0.02us，故该机平均指令执行速度为1/0.02us=50MIPS。

（2）一条指令的执行时间为0.005×4×5=0.1us，故该机平均指令执行速度为1/0.1us=10MIPS。 四．综合应用题 （一）第4章 存储器

1.请写出图4.1中2K×8位ROM芯片、两片1K×4位RAM芯片的地址码范围。并说明哪是系统程序区？哪是用户程序区？

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图4.1 1题图 答案：

主存地址空间分配如下：

（1） 系统程序区（即1片2K×8ROM芯片地址码范围）：8000H～87FFH; （2） 用户程序区（即2片1K×4RAM芯片地址码范围）：8800H～8BFFH;

2.请写出图4.2中2K×8位ROM芯片、左端两片1K×4位RAM芯片和右端两片1K×4位RAM芯片的地址码范围。

图4.2 2题图

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