计算机组成原理考试1

一．选择题（每小题1分，共10分）

1．某寄存器中的值有时是地址，因此只有计算机的______才能识别它。 A 译码器 B 判断程序 C 指令 D 时序信号

2．用16位字长（其中1位符号位）表示定点整数时，所能表示的数值范围是______。 A [ 0，216 – 1 ] B [ 0，215 – 1 ] C [ 0，214 – 1 ] D [0，215 ]

3．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。

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 ；

4．某SRAM芯片，其容量为512×8位，包括电源端和接地端，该芯片引出线的最小数目 应为______。

A 23 B 25 C 50 D 19

5．以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最 高的是______。

A DRAM B SRAM C 闪速存储器 D EPROM

6．指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式，采用跳跃寻址方式，可以实现______。 A 堆栈寻址 ；

B 程序的条件转移 ； C 程序的无条件转移 ；

D 程序的条件转移或无条件转移 ；

7．异步控制常用于______作为其主要控制方式。

A 在单总线结构计算机中访问主存与外围设备时 ； B 微型机的CPU中 ； C 硬布线控制器中 ； D 微程序控制器中 ；

8．多总线结构的计算机系统，采用______方法，对提高系统的吞吐率最有效。 A 多端口存贮器 ； B 提高主存的速度 ；

C 交叉编址多模块存贮器 ； D 高速缓冲存贮器 ；

9．磁盘驱动器向盘片磁层记录数据时采用______方式写入。

A 并行 B 串行 C 并行—串行 D 串行—并行 10．IEEE1394所以能实现数据传送的实时性，是因为______。 A 除异步传送外，还提供等步传送方式 ； B 提高了时钟频率 ；

C 除优先权仲裁外，还提供均等仲裁，紧急仲裁两种总线仲裁方式 ；

二．填空题（每小题3分，共15分）

1． RISC CPU是克服CISC机器缺点的基础上发展起来的，它具有的三个基本要素是：（1）

1

一个有限的A.______；（2） CPU配备大量的B.______；（3） 强调C.______的优化。 2． 总线仲裁部件通过采用A.______策略或B.______策略，选择其中一个主设备作为总线的

下一次主方，接管C.______。

3.重写型光盘分A.______和B.______两种，用户可对这类光盘进行C.______信息。 4．多个用户公享主存时，系统应提供A.______。通常采用的方法是B.______保护和C.______ 保护，并用硬件来实现。

5．在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为A.______。就其所传送 信息的性质而言，在公共通路上传送的信息包括数据、B.______、C.______信息。

三．(9分)设[x]补=x0.x1x2…xn，求证：

0, 1> x ≥ 0 [x]补=2x0+x，其中x0=

1 , 0 > x > -1

四．（9分）如图B8.1表示用快表（页表）的虚实地址转换条件，快表放在相联存贮

器中，其容量为8个存贮单元，问：

（1）当CPU按虚地址1去访问主存时主存的实地址码是多少？ （2）当CPU按虚地址2去访问主存时主存的实地址码是多少？

（3）当CPU按虚地址3去访问主存时主存的实地址码是多少？

页号 该页在主存中的起始地址 虚拟地址 页号 页内地址 33 42000 1 15 0324 25 38000

7 96000 2 6 60000 7 0128

4 40000

3

48 0516 15 80000 5 50000 30 70000

图B8.1

五．

某微机的指令格式如下所示：

15 10 9 8 7 0 操作码 X D D: 位移量 X:寻址特征位

2

X=00：直接寻址；

X=01：用变址寄存器X1进行变址； X=10：用变址寄存器X2进行变址； X=11：相对寻址

设（PC）=1234 H,( X1)=0037H,( X2)=1122H(H代表十六进制数)，请确定下列指令的有效地址。

①4420H ②2244H ③1322H ④3521H ⑤6723H

六．

（10分）图B8.2给出了微程序控制的部分微指令序列，图中每一框代表一条微指

令。分支点a由指令寄存器IR5 ，IR6两位决定，分支点b由条件码标志c决定。现采用断定方式实现微程序的程序控制，已知微地址寄存器长度为8位，要求： （1）设计实现该微指令序列的微指令字顺序控制字段的格式。 （2）画出微地址转移逻辑图。

图B8.2

七．

（9分）某磁盘存贮器转速为3000转 / 分，共有4个记录面，每毫米5道，每道

记录信息为12288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道。问： （1）磁盘存贮器的容量是多少？

（2）最高位密度与最低位密度是多少？ （3）磁盘数据传输率是多少？ （4）平均等待时间是多少？

（5）给出一个磁盘地址格式方案。

八． 九． 十．

（9分）画出程序中断方式基本接口示意图，简要说明IM, IR ,EI , RD, BS五个触

发器的作用。

(10分)。 （9分）。

本科生期末试卷八答案

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一． 选择题

1 C 2 B 3 C 4 D 5 C 6 D 7 A 8 A 9 B 10 C

二． 填空题

1.A.简单指令系统 B.通用寄存器 C.指令流水线 2.A.优先级 B.公平 C.总线控制权

3.A.磁光盘 B.相变盘 C.随机写入、擦除或重写 4.A.存储保护 B.存储区域 C.访问方式 5.A.总线 B.地址 C.控制

三． 证明：当1 > x ≥0时，即x为正小数，则 1 > [ x ]补 = x ≥0 因为正数的补码等于正数本身，所以 1 > x 0.x1x2?xn ≥0 ， x0 = 0

当1 > x > - 1时，即x为负小数，根据补码定义有： 2 > [ x ]补 = 2 + x > 1 （mod2） 即 2 > x0.x1x2?xn > 1 ，xn= 1 所以 正数： 符号位 x0 = 0 负数： 符号位 x0 = 1{

若 1 > x≥0 ， x0 = 0，则 [ x ]补 = 2 x0 + x = x 若 - 1 < x < 0， x0 = 1，则 [ x ]补 = 2 x0 + x = 2 + x 0, 1> x ≥ 0 所以有 [ x ]补 = 2 x0 + x ，x0 =

1 , 0 > x > -1 四． 解：（1）用虚拟地址为1的页号15作为快表检索项，查得页号为15的页在主存中 的起始地址为80000，故将80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加， 求得主存实地址码为80324。

（2） 主存实地址码 = 96000 + 0128 = 96128 （3） 虚拟地址3的页号为48，当用48作检索项在快表中检索时，没有检索到页号

为48的页面，此时操作系统暂停用户作业程序的执行，转去执行查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不存在，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其在主存中的起始地址写入快表。

五. 解:

1）X=00 , D=20H ,有效地址E=20H

2) X=10 , D=44H ,有效地址E=1122H+44H=1166H 3) X=11 , D=22H ,有效地址E=1234H+22H=1256H 4) X=01 , D=21H ,有效地址E=0037H+21H=0058H 5）X=11 , D=23H ,有效地址 E=1234H+23H=1257H 六． 解：（1）已知微地址寄存器长度为8位，故推知控存容量为256单元。所给条件中微程序有两处分支转移。如不考虑他分支转移，则需要判别测试位P1 ，P2（直接控制），故顺

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序控制字段共10位，其格式如下,AI表示微地址寄存器： P1 P2 A1,A2 ? A8 判别字段 下地址字段

（2）转移逻辑表达式如下：

A8 = P1·IR6·T4 A7 = P1·IR5·T4 A6 = P2·C0·T4

其中T4为节拍脉冲信号。在P1条件下，当IR6 = 1时，T4脉冲到来时微地址寄存器的第8位A8将置“1”，从而将该位由“0”修改为“1”。如果IR6 = 0，则A8的“0”状态保持不变，A7，A6 的修改也类似。

根据转移逻辑表达式，很容易画出转移逻辑电路图，可用触发器强制端实现。

图B8.3 七． 解：

（1）每道记录信息容量 = 12288字节

每个记录面信息容量 = 275×12288字节

共有4个记录面，所以磁盘存储器总容量为 ： 4 ×275×12288字节 = 13516800字节 （2）最高位密度D1按最小磁道半径R1计算（R1 = 115mm）： D1 = 12288字节 / 2πR1 = 17字节 / mm 最低位密度D2按最大磁道半径R2计算：

R2 = R1 + （275 ÷ 5） = 115 + 55 = 170mm D2 = 12288字节 / 2πR2 = 11.5 字节 / mm (3) 磁盘传输率 C = r · N

r = 3000 / 60 = 50 周 / 秒 N = 12288字节（信道信息容量）

C = r · N = 50 × 12288 = 614400字节 / 秒 （4）平均等待时间 = 1/2r = 1 / (2×50) = 10毫秒

（5）磁盘存贮器假定只有一台，所以可不考虑台号地址。有4个记录面，每个记录面有275

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个磁道。假定每个扇区记录1024个字节，则需要12288 ÷1024字节 = 12个扇区。由此可得如下地址格式：

14 6 5 4 3 0 柱面（磁道）号 盘面（磁头）号 扇区号 图 B 8.4 八． 解： 五个触发器的作用： 中断屏蔽触发器（Im）：CPU是否受理中断或批准中断的标志。Im标志为“0”时，CPU 可 受理外界中断请求。 中断请求触发器（IR）：暂存中断请求线上由设备发出的中断请求信号，IR标志为“1”时， 表示设备发出了中断请求。 允许中断触发器（EI）：用程序指令来置位，控制是否允许某设备发出中断请求。IE为“1” 时，某设备可以向CPU发出请求。 准备就绪的标志（RD）：一旦设备做好一次数据的接收或发送，便发出一个设备动作完毕

信号，使RS标志为“1”。

工作触发器（BS）：设备“忙”的标志。BS=1，表示启动设备工作。

图B8.3

九． 十．

十一．

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