计算机组成原理复习

一、单项选择题 (从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在答题纸相应位置处。答案选错或未选者，该题不得分。)

1、主存储器和CPU之间增加Cache的目的是________。A

A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B. 扩大主存储器的容量

C. 扩大CPU中通用寄存器的数量 D. 既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量 2、EPROM是指________。 D

A. 只读存储器 B. 随机存储器

C. 可编程只读存储器 D. 可擦写可编程只读存储器 3、寄存器间接寻址方式中，操作数处在__________。B

A. 通用寄存器 B. 内存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈 4、对某个寄存器中操作数的寻址方式称为__________寻址。C

A. 直接 B. 间接 C. 寄存器 D. 寄存器间接 5、在一个微周期中__________。D

A. 只能执行一个微操作 B. 能执行多个微操作，但它们一定是并行操作的 C. 能顺序执行多个微操作 D. 只能执行相斥性的操作

6、某DRAM芯片，其存储容量为256K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为_____。C A. 8，512 B. 512，8 C. 18，8 D. 19，8 7、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于__________。C

A. 基值寄存器内容加上形式地址(位移量) B. 堆栈指示器内容加上形式地址 C. 变址寄存器内容加上形式地址 D. 程序计数器内容加上形式地址 8、计算机操作的最小时间单位是__________。A

A. 时钟周期 B. 指令周期 C. CPU周期 D. 外围设备

9、在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有______，它一般用______ 来实现。C

A. 译码电路，与非门 B. 编码电路，或非门 C. 溢出判断电路，异或门 D. 移位电路，与或非门 10、下列说法中正确的是______。 D

A. 采用变形补码进行加减运算可以避免溢出

B. 只有定点数运算才有可能溢出，浮点数运算不会产生溢出 C. 只有带符号数的运算才有可能产生溢出 D. 将两个正数相加有可能产生溢出 11、扩展操作码是__________。 D

A. 操作码字段外辅助操作字段的代码

B. 操作码字段中用来进行指令分类的代码 C. 指令格式中的操作码

D. 一种指令优化技术，不同地址数指令可以具有不同的操作码长度 12、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是__________。B A. 实现存储程序和程序控制

B. 缩短指令长度、扩大寻址空间、提高编程灵活性

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C. 可以直接访问外存

D. 提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

13、在下列数中最小的数为______。C

A. (101001)2 B. (52)8 C. (101001)BCD D. (233)16 14、磁表面存储器不具备的特点是______。 C

A. 存储密度高 B. 可脱机保存 C. 速度快 D. 容量大 15、在微型机系统中外部设备通过______与主板的系统总线相连接。B A. 累加器 B. 设备控制器 C. 计数器 D. 寄存 16、计算机系统中采用补码运算的目的是为了______。C

A. 与手工运算方式保持一致 B. 提高运算速度 C. 简化计算机的设计 D. 提高运算的精度

17、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常采用__________。 C

A. 堆栈寻址模式 B. 立即寻址方式 C. 隐含寻址方式 D. 间接寻址方式 18、寄存器间接寻址方式中，操作数处在__________。B

A. 通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈 19、存储单元是指________。 B

A. 存放一个二进制信息位的存储元 B. 存放一个机器字的所有存储元集合 C. 存放一个字节的所有存储元集合 D. 存放两个字节的所有存储元集合 20、和外存储器相比，内存储器的特点是________。C

A. 容量大、速度快、成本低 B. 容量大、速度慢、成本高 C. 容量小、速度快、成本高 D. 容量小、速度快、成本低

21、某计算机字长16位，存储器容量64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是___。B A. 64K B. 32K C. 64KB D. 32KB

22、某DRAM芯片，其存储容量为512K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为____。D A. 8，512 B. 512，8 C. 18，8 D. 19，8

23、某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按字编址，它的寻址范围是______。D A. 1M B. 4MB C. 4M D. 1MB

24、在I/O设备、数据通道、时钟和软件这4项中，可能成为中断源的是_______。D A. I/O设备 B. I/O设备和数据通道 C. I/O设备、数据通道和时钟 D. I/O设备、数据通道、时钟和软件 25、采用DMA方式传递数据时，每传送一个数据就要占用一个________时间。C A. 指令周期 B. 机器周期 C. 存储周期 D. 总线周期 26、程序控制类指令的功能是__________。D

A. 进行算术运算和逻辑运算 B. 进行主存与CPU之间的数据传送 C. 进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D. 改变程序执行的顺序 27、同步控制方式是__________。C

A. 只适用于CPU控制的方式 B. 只适用于外设控制的方式

C. 由统一时序信号控制的方式 D. 所有指令执行时间都相同的方式

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28、为了确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是_________。C A. 用程序计数器PC来产生后继续微指令地址 B. 用微程序计数器μPC来产生后继微指令地址

C. 通过微指令控制字段由设计者指定或者由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址 D. 通过指令中指令一个专门字段来控制产生后继微指令地址 29、异步控制方式常用于__________作为其主要控制方式。A

A. 在单总线结构计算机中访问主存与外设时 B. 微型机的CPU控制中 C. 组合逻辑控制的CPU中 D. 微程序控制器中 30、指令周期是指__________。C

A. CPU从主存取出一条指令的时间 B. CPU执行一条指令的时间 C. CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D. 时钟周期时间 31、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是__________。 B

A. 主存地址寄存器 B. 程序计数器 C. 指令寄存器 D. 状态寄存器 32、中央处理器是指__________。C

A. 运算器 B. 控制器 C. 运算器和控制器 D. 运算器、控制器和主存储器

33、计算机的外部设备是指______。D

A. 输入/输出设备 B. 外存设备

C. 远程通信设备 D. 除了CPU和内存以外的其他设备 34、为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用________。B A. 通用寄存器 B. 堆栈 C. 储存器 D. 外存 35、数据总线的宽度由总线的 定义。A

A. 物理特性 B. 功能特性 C. 电气特性 D. 时间特性 36、零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，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； D．累加器。 37、______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。C A．存储器； B．运算器； C．控制器； D．用户。 38、所谓单总线结构的计算机是指______。A A．地址线、数据线和控制线三组传输线。

B．I/O总线、主存总统和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； D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线。

39、某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是___。D A．128K； B．64K； C．64KB； D．128KB。

40、一个16K×8位的存储器，其地址线和数据线的总和是______。D A．48； B．46； C．17； D．22． 41、完整的计算机系统应包括______。 D

A. 运算器、存储器和控制器 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

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42、计算机系统中的存储器系统是指______。 D

A. RAM存储器 B. ROM存储器 C. 主存储器 D. 主存储器和外存储器 43、冯·诺依曼机工作方式的基本特点是______。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. 存储器按内部选择地址 44、在下列数中最小的数为______。 C

A. (101001)2 B. (52)8 C. (101001)BCD D. (233)16 45、在机器中，______的零的表示形式是唯一的。B

A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 原码和反码 46、计算机系统中采用补码运算的目的是为了______。 C

A. 与手工运算方式保持一致 B. 提高运算速度 C. 简化计算机的设计 D. 提高运算的精度 47、运算器虽有许多部件组成，但核心部分是______。 B A. 数据总线 B. 算数逻辑运算单元 C. 多路开关 D. 通用寄存器

48、在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______来实现。D A. 原码运算的二进制减法器 B. 补码运算的二进制减法器 C. 补码运算的十进制加法器 D. 补码运算的二进制加法器 49、在定点数运算中产生溢出的原因是______。C A. 运算过程中最高位产生了进位或借位

B. 参加运算的操作数超过了机器的表示范围 C. 运算的结果的操作数超过了机器的表示范围 D. 寄存器的位数太少，不得不舍弃最低有效位 50、下溢指的是______。 A

A. 运算结果的绝对值小于机器所能表示的最小绝对值 B. 运算的结果小于机器所能表示的最小负数 C. 运算的结果小于机器所能表示的最小正数 D. 运算结果的最低有效位产生的错误

51、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. 每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行

C. 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 D. 一条微指令由若干条机器指令组成

52、就微命令的编码方式而言，若微操作命令的个数已确定，则__________。B A. 直接表示法比编码表示法的微指令字长短 B. 编码表示法比直接表示法的微指令字长短 C. 编码表示法与直接表示法的微指令字长相等

D. 编码表示法与直接表示法的微指令字长大小关系不确定 53、下列说法中正确的是__________。 B

A. 微程序控制方式和硬布线控制方式相比较，前者可以使指令的执行速度更快

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B. 若采用微程序控制方式，则可用μPC取代PC

C. 控制存储器可以用掩模ROM、EPROM或闪速存储器实现 D. 指令周期也称为CPU周期

54、系统总线中地址线的功用是 。 C A. 用于选择主存单元

B. 用于选择进行信息传输的设备

C. 用于指定主存单元和I/O设备接口电路的地址 D. 用于传送主存物理地址和逻辑地址

55、在单机系统中，多总线结构的计算机的总线系统一般由 组成。A

A. 系统总线、内存总线和I/O总线 B. 数据总线、地址总线和控制总线 C. 内部总线、系统总线和I/O总线 D. ISA总线、VESA总线和PCI总线 56、完整的计算机系统应包括______。 D

A. 运算器、存储器和控制器 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 57、为实现CPU与外部设备并行工作，必须引入的基础硬件是________。 A A. 缓冲器 B. 通道 C. 时钟 D. 相联寄存器 58、中断允许触发器用来________。 D

A. 表示外设是否提出了中断请求 B. CPU是否响应了中断请求 C. CPU是否在进行中断处理 D. 开放或关闭可屏蔽硬中断 59、周期挪用方式常用于________方式的输入/输出中。A

A. DMA B. 中断 C. 程序传送 D. 通道 60、通道是重要的I/O方式，其中适合连接大量终端及打印机的通道是________。C A. 数组多路通道 B. 选择通道 C. 字节多路通道 61、DMA方式______。 B

A．既然能用于高速外围设备的信息传送，也就能代替中断方式； B．不能取代中断方式；

C．也能向CPU请求中断处理数据传送； D．内无中断机制。

62、在中断周期中，由______将允许中断触发器置“0”。D

A．关中断指令； B．机器指令； C．开中断指令； D．中断隐指令。 63、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收数据； D．可以有多个同时向总线发送数据，但可以有一个同时从总线接收数据。 64、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； D．以上都不对。 65、打印机的分类方法很多，若按能否打印汉字来区分，可分为______。 A．并行式打印机和串行式打印机； B．击打式打印机和非击打式打印机； C．点阵式打印机和活字式打印机； D．激光打印机和喷墨打印机。

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二、填空题（请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分）

1．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制

补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 ，最小正数为 ，最大负数为 ，最小负数为 。

2．指令寻址的基本方式有两种，一种是 顺序 寻址方式，其指令地址由程序计数器给出，另一种是 跳跃 寻址方式，其指令地址由 指令本身 给出。

3．若用1K×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器，需要 128 片芯片。其中在CPU的

地址线中有 10 根参与片内寻址，其余位用做芯片组选择信号。

4．若用8K×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器，需要 16 片芯片。其中在CPU的

地址线中有 13 根参与片内寻址，其余位用做芯片组选择信号。

5．按序写出多重中断的中断服务程序包括 保护现场 、开中断 、设备服务、恢复现场 和 中断返回 几部分。

6. 操作控制器的功能是根据指令操作码和_时序信号_，产生各种操作控制信号，从而完成_取指令_和执行指令的控制。

7．计算机软件一般分为两大类：一类叫_系统软件_,另一类叫_应用软件_。操作系统属

于__系统软件_ 类；OFFICE2010属于 应用软件 类。

8. 一位十进制数，用BCD码表示需__4___位二进制码 ，用ASCII码表示需__7__位二进

制码。

9. 主存储器容量通常以KB表示，其中K=_210__。

10．中断发生时，由硬件更新程序计数器PC，而不是由软件完成，主要是为了__提高处

理机的速度_。 11．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自栈顶和次栈顶。 12．隐指令是指指令系统中没有的指令。

13. 采用32×32点阵字形的一个汉字字形占 128 字节。

14．提高存储器速度采用 高速缓冲存储器 、 多体交叉存储器 措施。 15．带符号数-86所表示的二进制补码为 10101010B 。

16．汉字的_输入编码（或输入码）、内码（或机内码）、字模码__是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。

17．运算器的两个主要功能是：__算术运算 、逻辑运算__。

18．PCI总线采用_集中式__仲裁方式，每一个PCI设备都有独立的总线请求和总线授权两条信号线与_中央仲裁器_相连。。 19．I/O端口有 独立寻址方式 和 统一寻址方式 两种寻址方式。

20．主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、存储周期 、存储器带宽 。 21. 由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在_字向__和_位向_两方面进行扩充才能满足实际需求。

22. 指令寻址的基本方式有两种，_顺序寻址__方式和__跳跃寻址__方式。

23. 存储器和CPU连接时，要完成_地址线__的连接；_数据线__的连接和_控制线_的连接，方能正常工作。

24．直接内存访问（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（或输入输出设备）__之间进行。

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25．主存储器的性能指标主要是_存储容量、存取时间、存储周期 和 存储器带宽。 26．若用4K×4位的RAM芯片组成16K×8位的存储器，需要 8 片芯片。其中在CPU的地址线中有 12 根参与片内寻址，其余位用做芯片组选择信号。

27．一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须 增加 。尾数右移1位，

阶码 加1 。 三、名词解释题

1．微操作命令和微操作

答：微操作命令是控制完成微操作的命令；微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。

2. 垂直型微指令

答：垂直型微指令是指一次只能执行一个微命令的微指令。

3．指令字长

答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。 4．字长 答：字长决定了计算机的运算精度、指令字长度、存储单元长度等，可以是8/16/32/64/128

位（bit）等。 5．行频

答：行频又称水平扫描频率，是电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线条数，以kHz为单

位。

6．中断隐指令

答：CPU 响应中断之后，经过某些操作，转去执行中断服务程序。这些操作是由硬件直接实现的，称为中断隐指令。中断隐指令并不是指令系统中的一条真正的指令，它没有操作码。 7.指令周期

答：指令周期是指取指令、分析取数到执行指令所需的全部时间。 8．CPU

答：“中央处理单元”（CPU：Central Processing Unit）包括运算器和控制器，是计

算机的信息处理的中心部件。 9．CPU 周期

答：CPU 周期（机器周期）是完成一个基本操作的时间。 10．堆栈

答：堆栈是一种按特定顺序进行存取的存储区，这种特定顺序可归结为“后进先出”（LIFO）

或“先进后出”（FILO）。 11．主机

答：存储器、运算器和控制器在信息处理操作中起主要作用，是计算机硬件的主体部分，

通常被称为“主机”。 12. 水平型微指令

答：水平型微指令是指一次能定义并能并行执行多个微命令的微指令。 13．DMA

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答：DMA 传送方式是在外设和主存之间开辟一条“直接数据通道” ，在不需要CPU干预也不需要软件介入的情况下在两者之间进行的高速数据传送方式。 14．寻址方式

答：数据寻址方式是根据指令中给出的地址码字段寻找真实操作数地址的方式。 15．ALU

答：算术逻辑运算部件（ALU：Arithmetic Logic Unit），是运算器的核心组成，功能

是完成算数和逻辑运算。 16．寻址

答：指的是寻找操作数的地址或下一条将要执行的指令地址。寻址技术包括编址方式和

寻址方式。 17．基址寻址

答：基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。 18．快速缓冲存储器

答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度，在CPU和主存之间增设的高速存储器，它对用户是透明的。只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的，从而提高了访存速度。 19．中断

答：中断是指这样一个过程：当计算机执行正常程序时，系统中出现某些异常情况或特殊请求，CPU暂停它正在执行的程序，而转去处理所发生的事件；CPU处理完毕后，自动返回到原来被中断了的程序继续运行。

四、简答题

1．什么是I／O 接口？ I／O 接口有哪些特点和功能？ 接口按控制方式有哪些类型？ 答：（1）I／O 接口是主机和外设之间的交接界面，通过接口可以实现主机和外设之间

的信息交换。

（2）接口的基本功能有：实现主机和外设的通信联络控制；进行地址译码和设备选

择；实现数据缓冲；完成数据格式的变换；传递控制命令和状态信息。 （3）接口按控制方式分类，有程序查询接口、程序中断接口、DMA接口。 2．外部设备有哪些主要功能？ 可以分为哪些大类？ 各类中有哪些典型设备？

答：(1)外部设备的主要功能有数据的输入、输出、成批存储以及对信息的加工处理等。

(2)外部设备可以分为五大类：输入输出设备、辅助存储器、终端设备、过程控制设备和脱机设备。 (3)其典型设备有键盘、打印机、磁盘、智能终端、数／模转换器和键盘、软盘数据站等。

3. CPU 响应中断应具备哪些条件？ 答：(1) CPU 接收到中断请求信号；

(2)CPU 允许中断； (3)一条指令执行完毕。 4．什么是微指令和微操作？微程序和机器指令有何关系？微程序和程序之间有何关系？ 答：(1)微指令是控制计算机各部件完成某个基本微操作的命令。

(2)微操作是指计算机中最基本的、不可再分解的操作。

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(3)微指令和微操作是一一对应的，微指令是微操作的控制信号，微操作是微指令的操作过程。 (4)微指令是若干个微命令的集合。微程序是机器指令的实时解释器，每一条机器指令都对应一个微程序。

(5)微程序和程序是两个不同的概念。微程序是由微指令组成的，用于描述机器指令，实际上是机器指令的实时解释器，微程序是由计算机的设计者事先编制好并存放在控制存储器中的，一般不提供给用户；程序是由机器指令组成的，由程序员事先编制好并存放在主存放器中。

5. 运算器由哪几部分组成？

答：运算器的基本结构应包括以下几个部分：

(1) 能实现算术和逻辑运算功能的部件ALU； (2) 存放待加工的信息或加工后的结果信息的通用寄存器组； (3) 按操作要求控制数据输入的部件：多路开关或数据锁存器； (4) 按操作要求控制数据输出的部件：输出移位和多路开关；

(5) 计算器与其它部件进行信息传送的总线以及 总线接收器与发送器；总线接收器

与发送器通常是由三态门构成的。

6. 什么是程序查询I／O 传送方式？ 试举例说明其工作原理，它有哪些优缺点？ 答：程序查询方式是主机与外设间进行信息交换的最简单方式，程序查询方式的核心问题在于需要不断地查询I／O 设备是否准备就绪。

CPU 利用程序查询方式从硬盘上读取一个数据的过程是：CPU 首先启动键盘工作，然后测试键盘状态，若键盘数据未准备就绪，则输入缓冲寄存器的内容不可以使用，继续查询；若键盘数据已准备就绪，则执行输入指令取走该数据。这种方式的优点是控制简单，节省硬件，缺点是系统效率低。

7．中断为什么要判优？ 有哪些具体的判优方法？ 各有什么优缺点？ 答：(1)当多个中断源同时发出中断请求时，CPU 在任何瞬间只能响应一个中断源的请求，

所以需要把全部中断源按中断的性质和轻重缓急安排优先级，以保证响应优先级别最高的中断请求。

(2)中断判优的方法可分为：软件判优法和硬件判优法。前者简单，可以灵活地修改中断源的优先级别，但查询、判优完全是靠程序实现的，不但占用CPU 时间，而且判优速度慢。后者可节省CPU 时间，速度快，但是需要硬件判优电路，成本较高。 8．零地址指令的操作数来自哪里？ 一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用什么寻址方式获得？ 各举一例说明。

答：(1)双操作数的零地址指令的操作数来自堆栈的栈顶和次栈顶。

(2)双操作数的一地址指令的另一个操作数通常可采用隐含寻址方式获得，即将另一操作数预先存放在累加器中。

(3)比如：零地址指令压栈、出栈指令和一地址的加法指令。 9．实现DMA 传送需要哪些硬件支持？

答：DMA 传送需要DMA 控制器的支持。DMA 控制器中主要有下面各部分。

主存地址计数器：用来存放待交换数据的主存地址。 传送长度计数器：用来记录传送数据块的长度。

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数据缓冲寄存器：用来暂存每次传送的数据。

DMA请求触发器：每当外设准备好数据后给出一个控制信号，使DMA 请求触发器置位。

控制／状态逻辑：用于指定传送方向，修改传送参数，并对DMA 请求信号和CPU 响应信号进行协调和同步。

中断机构：当一个数据块传送完毕后触发中断机构，向CPU 提出中断请求，CPU 将进行DMA 传送的结束处理。

10．指令长度和机器字长有什么关系？半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表示什么？ 答：指令长度与机器字长没有固定关系，指令长度可以等于机器字长，也可以大于或小 于机器字长。通常，把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。

11．冯·诺依曼型计算机的基本特点是什么？ 答：冯?诺依曼原理的基本思想是：

(1)采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成。

(2)将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。

(3)指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。 (4)计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能。

(5)冯?诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。 12．计算机系统的主要技术指标有哪些？

答：计算机系统的主要技术指标有：机器字长、数据通路宽度、主存储器容量和运算速度等。

(1)机器字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器的位数决定的。 (2)数据通路宽度是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。 (3)主存储器容量是指主存储器所能存储的全部信息。

(4)运算速度与机器的主频、执行什么样的操作、主存储器本身的速度等许多因素有关。

13．异步通信与同步通信的主要区别是什么，说明通信双方如何联络。

答： 同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序，统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。 14．为什么外围设备要通过接口与CPU相连？接口有哪些功能？ 答：外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有：

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（1）一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设备的选择。

（2）I/O设备种类繁多，速度不一，与 CPU速度相差可能很大，通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。

（3）I/O设备可能串行传送数据，而CPU一般并行传送，通过接口可实现数据串并格式转换。

（4）I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。 （5）CPU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。 （6）I/O设备需将其工作状况（“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等）及时报告CPU，通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。 可见归纳起来，接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能（包括缓冲、数据格式及电平的转换）。

15．I／O 数据传送可以采用哪些方式？ 它们各有什么特点及应用场所？ 试比较之。 答：主机和外设之间的信息传送控制方式，经历了由低级到高级、由简单到复杂、由集中管理到各部件分散管理的发展过程，按其发展的先后次序和主机与外设并行工作的程度，可以分为４ 种。程序查询方式是主机与外设间进行信息交换的最简单方式，输入和输出完全是通过CPU 执行程序来完成的。这种方式控制简单，但外设和主机不能同时工作，系统效率很低，因此，仅适用于外设的数目不多、对I／O 处理的实时要求不高、CPU 的操作任务比较单一、并不很忙的情况。程序中断方式无需等待查询，外设在做好输入输出准备时，向主机发中断请求，主机接到请求后就暂时中止原来执行的程序，转去执行中断服务程序对外部请求进行处理，在中断处理完毕后返回原来的程序继续执行。程序中断不仅适用于外部设备的输入输出操作，也适用于对外界发生的随机事件的处理。由于完成一次程序中断还需要许多辅助操作，因此主要适用于中、低速外设。

16．试比较独立编址方式和统一编址方式的优缺点。

答：(1)独立编址方式使用专门的输入/输出指令（IN/OUT）。

统一编址就是把外设寄存器和主存单元统一编址。在这种方式下，不需要专门的I/O指令，就用一般的数据传送类指令来实现I/O操作。

(2)独立编址方式优点：I/O指令和访存指令容易区分，外设地址线少，译码简单，主存空间不会减少。缺点：控制线增加了I/O Read和I/O Write信号。

(3)统一编址方式优点：总线结构简单，全部访存类指令都可用于控制外设，可直接对外设寄存器进行各种运算。缺点：占用主存一部分地址，缩小了可用的主存空间。

17．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依据判断出错位置从而纠正错码。 18．主存储器有哪些性能指标？它们的含义是什么？

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答：存储器的性能指标是对存储器进行设计、使用和提高时的主要依据，存储器性能指标也称为存储器参数。 （1）存储容量是指一个功能完备的存储器所能容纳的二进制信息总量，即可存储多少位 二进制信息代码。

（2）存储器速度：存储器取数时间和存储器存取周期。

（3）数据传输率：单位时间可写入存储器或从存储器取出信息的最大数量，称为数据传 输率或称为存储器传输带宽。

（4）可靠性存储器的可靠性是指在规定时间内存储器无故障的情况，一般用平均无故障 时间MTBF来衡量。

（5）价格：又称成本，它是衡量主存储器经济性能的重要指标。 19. 简述通道操作的基本过程。

答：通道完成一次数据传输的主要过程分为以下３ 步：

(1)在用户程序中使用访管指令进入管理程序，由CPU 通过管理程序组织一个通道程序，并启动通道。

(2)通道执行CPU 为它组织的通道程序，完成指定的数据输入输出工作。

(3)通道程序结束后向CPU 发中断请求。CPU 响应这个中断请求后，第二次进入操作系统，调用管理程序对中断请求进行处理。

20. 一个容量为16K × 32 位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？ 当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位。

答：地址线14 根，数据线32 根，共46 根。

若选用不同规格的存储芯片，则需要： 1K×4位芯片128片； 2K×8位芯片32片； 4K×4位芯片32片； 16K×1位芯片32片； 4K×8位芯片16片； 8K×8位芯片8 片。

五、计算与分析题

1．用16K × 1位的DRAM芯片构成64K × 8位的存储器。要求：(1)画出该芯片组成的存储器逻辑框图。(2)设存储器读 / 写周期均为0.5μs，CPU在1μs内至少要访存

一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍，所需实际刷新时间是多少？

2．用原码乘法计算X*Y，X=0.11011，Y=-0.11111。须列出相应的步骤。

3. 某半导体存储器容量15KB ，其中固化区8KB ，可选EPROM 芯片为4K ×8 ；可随机读／写区7KB ，可选SRAM 芯片有：4K × 4 、2K × 4 、1K × 4 。地址总线A15 ～ A0 （A0 为最低位） ，双向数据总线D7 ～ D0 （D0 为最低位） ，R／W控制读／写，MREQ为低电平时允许存储器工作信号。请设计并画出该存储器逻辑图，注明地址分配、片选逻辑、片选信号极性等。

4．设某机为定长指令字结构，指令长度12位，每个地址码占3位，试提出一种分配方

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案，使该指令系统包含：4条三地址指令，8条二地址指令，180 条单地址指令。若还需设置无地址指令，最多可有多少条指令。

5. 用补码加减交替法计算X ÷ Y 。X=0.10101 ,Y =0.11011。须列出相应步骤。 6. 设计算机准备传送的信息是：1010110010001111，生成多项式为X5+X2+1，计算校验位，写出CRC码。 7. 设某机为定长指令字结构，指令长度12位，每个地址码占3位，能否构成：三地址指令4条，单地址指令255条，零地址指令64条？为什么？

8．用补码乘法计算X*Y，X=-0.11010，Y=-0.01110。列出计算步骤。

9．已知某机字长8位，现采用半导体存储器作主存，其地址线为16位，若使用1K ×4 的SRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并采用存储模板结构形式。 (1) 若每块模板容量为4K ×8 ，共需多少块存储模板？ (2) 画出一个模板内各芯片的连接逻辑图。 10. 某机字长为16位，主存容量为64K 字，指令格式为单字长单地址，共有64条指令。试说明：

(1) 若只采用直接寻址方式，指令能访问多少主存单元？

(2)为扩充指令的寻址范围，可采用直接／间接寻址方式，若只增加一位直接／间接标志，指令可寻址范围为多少？ 指令直接寻址的范围为多少？

(3)采用页面寻址方式，若只增加一位Z／C（零页／现行页）标志，指令寻址范围为多少？ 指令直接寻址范围为多少？

(4)采用(2) 、(3)两种方式结合，指令的寻址范围为多少？ 指令直接寻址范围为多少？ 11.现有如下存储芯片：2K×1 的ROM 、4K× 1 的RAM 、8K ×1 的ROM 。若用它们组成容量为16KB 的存储器，前4KB为ROM ，后12KB 为RAM ，CPU 的地址总线16位。 (1)各种存储芯片分别用多少片？

(2)正确选用译码器及门电路，并画出相应的逻辑结构图。 (3)指出有无地址重叠现象。

12.设有8位数据信息01101101，写出求其汉明校验码的过程。

13.在某堆栈计算机中，用一地址指令PIUSH、POP）及零地址指令ADD、MPY写出计算下式：Z=(A*(B+C+D)*E+F*F)*(B+C+D)的程序。 14.某计算机的CPU 内部结构如图所示。两组总线之间的所有数据传送通过ALU 。ALU 还具有完成以下功能的能力： F ＝ A ； F ＝ B

F ＝ A ＋ １ ； F ＝ B ＋ １ F ＝ A － １ ； F ＝ B － １

写出转子指令（JSR）的取指和执行周期的微操作序列。JSR 指令占两个字，第一个字是操作码，第二个字是子程序的入口地址。返回地址保存在存储器堆栈中，堆栈指示器始终指向栈顶。

15.已知X 和Y ，分别求[X/2]补[-X]补，[Y/4]补[-Y]补。并试用它们的变形补码计算出X ＋ Y ，并指出结果是否溢出。

(1)X=0.11011，Y=0.11111 (2)X=0.11011，Y=-0.10101

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