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計算機組成原理試題及答案
導語：計算機組成原理主要是學習計算機的基本組成原理和內部工作機制，下面是小編收集整理的計算機組成原理試題及答案，歡迎參考！
一、選擇題(共20分，每題1分)
1.零地址運算指令在指令格式中不給出操作數地址，它的操作數來自______。 A.立即數和棧頂; B.暫存器; C.棧頂和次棧頂; D.累加器。
2.______可區分存儲單元中存放的是指令還是數據。
A.存儲器; B.運算器; C.控制器; D.用戶。
3.所謂三總線結構的計算機是指______。
A.地址線、數據線和控制線三組傳輸線。 B.I/O總線、主存總統和DMA總線三組傳輸線; C.I/O總線、主存總線和系統總線三組傳輸線;D.設備總線、主存總線和控制總線三組傳輸線.。
4.某計算機字長是32位，它的存儲容量是256KB，按字編址，它的尋址范圍是______。
A.128K; B.64K; C.64KB; D.128KB。
5.主機與設備傳送數據時，采用______，主機與設備是串行工作的。
A.程序查詢方式; B.中斷方式; C.DMA方式;D.通道。
6.在整數定點機中，下述第______種說法是正確的。
A.原碼和反碼不能表示 -1，補碼可以表示 -1; B.三種機器數均可表示 ;
C.三種機器數均可表示 -1，且三種機器數的表示范圍相同; D.三種機器數均不可表示 。
7.變址尋址方式中，操作數的有效地址是______。 A.基址寄存器內容加上形式地址(位移量); B.程序計數器內容加上形式地址; C.變址寄存器內容加上形式地址; D.以上都不對。
8.向量中斷是______。
A.外設提出中斷;
B.由硬件形成中斷服務程序入口地址;
C.由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中斷服務程序入口地址
D.以上都不對。
9.一個節拍信號的寬度是指______。
A.指令周期; B.機器周期; C.時鐘周期; D.存儲周期。
10.將微程序存儲在EPROM中的控制器是______控制器。
A.靜態微程序; B.毫微程序; C.動態微程序; D.微程序。
11.隱指令是指______。
A.操作數隱含在操作碼中的指令;
B.在一個機器周期里完成全部操作的指令;
C.指令系統中已有的指令;
D.指令系統中沒有的指令。
12.當用一個16位的二進制數表示浮點數時，下列方案中第_____種最好。
A.階碼取4位(含階符1位)，尾數取12位(含數符1位);
B.階碼取5位(含階符1位)，尾數取11位(含數符1 位);
C.階碼取8位(含階符1位)，尾數取8位(含數符1位);
D.階碼取6位(含階符1位)，尾數取12位(含數符1位)。
13.DMA方式______。
A.既然能用于高速外圍設備的信息傳送，也就能代替中斷方式;
B.不能取代中斷方式;
C.也能向CPU請求中斷處理數據傳送;
D.內無中斷機制。
14.在中斷周期中，由______將允許中斷觸發器置“0”。
A.關中斷指令; B.機器指令; C.開中斷指令; D.中斷隱指令。
15.在單總線結構的CPU中，連接在總線上的多個部件______。
A.某一時刻只有一個可以向總線發送數據，并且只有一個可以從總線接收數據; B.某一時刻只有一個可以向總線發送數據，但可以有多個同時從總線接收數據; C.可以有多個同時向總線發送數據，并且可以有多個同時從總線接收數據; D.可以有多個同時向總線發送數據，但可以有一個同時從總線接收數據。
16.三種集中式總線控制中，______方式對電路故障最敏感。
A.鏈式查詢; B.計數器定時查詢; C.獨立請求;
D.以上都不對。
17.一個16K×8位的存儲器，其地址線和數據線的總和是______。
A.48; B.46; C.17; D.22.
18.在間址周期中，______。
A.所有指令的間址操作都是相同的;
B.凡是存儲器間接尋址的指令，它們的操作都是相同的;
C.對于存儲器間接尋址或寄存器間接尋址的指令，它們的操作是不同的;
D.以上都不對。
19.下述說法中______是正確的。
A.EPROM是可改寫的，因而也是隨機存儲器的一種; B.EPROM是可改寫的，但它不能用作為隨機存儲器用; C.EPROM只能改寫一次，故不能作為隨機存儲器用; D.EPROM是可改寫的，但它能用作為隨機存儲器用。
20.打印機的分類方法很多，若按能否打印漢字來區分，可分為______。
A.并行式打印機和串行式打印機; B.擊打式打印機和非擊打式打印機; C.點陣式打印機和活字式打印機;D.激光打印機和噴墨打印機。
二、填空(共20分，每空1分)
1.設浮點數階碼為8位(含1位階符)，尾數為24位(含1位數符)，則32位二進制補碼浮點規格化數對應的十進制真值范圍是：最大正數為 A ，最小正數為 ，最大負數為
2.指令尋址的基本方式有兩種，一種是尋址方式，其指令地址由出，另一種是 C 尋址方式，其指令地址由 D 給出。
3.在一個有四個過程段的浮點加法器流水線中，假設四個過程段的時間分別是T1 = 60ns﹑T2 = 50ns﹑T3 = 90ns﹑T4 = 80ns。則加法器流水線的時鐘周期至少為。如果采用同樣的邏輯電路，但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為 B 。
4.一個浮點數，當其尾數右移時，欲使其值不變，階碼必須1位，階碼。
5.存儲器由m(m=1，2，4，8?)個模塊組成，每個模塊有自己的 寄存器，若存儲器采用編址，存儲器帶寬可增加到原來的 D 倍。
6.按序寫出多重中斷的中斷服務程序包括
三、名詞解釋(共10分，每題2分)
1.微操作命令和微操作
2.快速緩沖存儲器
3.基址尋址
4.流水線中的多發技術
5.指令字長
四、計算題(5分)
設機器數字長為8位(含1位符號位)，設A=139，B=?，計算[A?B]補，并還原成6432真值。
五、簡答題(共20分)
1.異步通信與同步通信的主要區別是什么，說明通信雙方如何聯絡。(4分)
2.為什么外圍設備要通過接口與CPU相連?接口有哪些功能?(6分)
六、問答題(共15分)
1.設CPU中各部件及其相互連接關系如下圖所示。圖中W是寫控制標志，R是讀控制標志，R1和R2是暫存器。(8分)
(1)假設要求在取指周期由ALU完成 (PC) + 1→PC的操作(即ALU可以對它的一個源操作數完成加1的運算)。要求以最少的節拍寫出取指周期全部微操作命令及節拍安排。
(2)寫出指令ADD # α(#為立即尋址特征，隱含的操作數在ACC中)在執行階段所需的微操作命令及節拍安排。
2.DMA接口主要由哪些部件組成?在數據交換過程中它應完成哪些功能?畫出DMA工作過程的流程圖(不包括預處理和后處理) 七、設計題(10分)
設CPU共有16根地址線，8根數據線，并用MREQ作訪存控制信號(低電平有效)，用WR作讀寫控制信號(高電平為讀，低電平為寫)。現有下列芯片及各種門電路(門電路自定)，如圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：
(1)存儲芯片地址空間分配為：最大4K地址空間為系統程序區，相鄰的4K地址空間為系統程序工作區，最小16K地址空間為用戶程序區;
(2)指出選用的存儲芯片類型及數量;
(3)詳細畫出片選邏輯。
DnD0DnD0
74138譯碼器G1，G G 2A，2B為控制端C, B, A為變量控制端 ?? YY0為輸出端7
ROM: 2K×8位
8K×8位 32K×8位
RAM: 1K×4位
2K×8位 8K×8位 16K×1位 4K×4位
(1)主存地址空間分配：
6000H～67FFH為系統程序區; 6800H～6BFFH為用戶程序區。
(2)合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片? (3)詳細畫出存儲芯片的片選邏輯圖。
答案：
一、選擇題(共20分，每題1分)
1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.B 7.C 8.C 9.C 10.A 11.D 12.B 13.B 14.D 15.B 16.A 17.D 18.C 19.B 20.C
二、填空(共20分，每空1分)
1.A.A.2127(1-223) B.2129 C.2128(-21-223) D.-2127 2.A. 順序 B.程序計數器 C.跳躍 D. 指令本身 3.A.90ns B.280ns 4.A.A.增加 B.加1 5.A.地址 B.數據 C.模m D.m 6.A.保護現場 B.開中斷 C.設備服務 D.恢復現場
三、名詞解釋(共10分，每題2分)
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實現的最基本操作。
2.快速緩沖存儲器
答：快速緩沖存儲器是為了提高訪存速度，在CPU和主存之間增設的高速存儲器，它對用戶是透明的。只要將CPU最近期需用的信息從主存調入緩存，這樣CPU每次只須訪問快速緩存就可達到訪問主存的目的，從而提高了訪存速度。
3.基址尋址
答：基址尋址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的內容。
4.流水線中的多發技術
答：為了提高流水線的性能，設法在一個時鐘周期(機器主頻的倒數)內產生更多條指令的結果，這就是流水線中的多發技術。
5.指令字長
答：指令字長是指機器指令中二進制代碼的總位數。
四、(共5分)
計算題 答：[A+B]補=1.1011110， A+B =(-17/64)
[A-B]補=1.1000110， A-B =(35/64)
五、簡答題(共20分)
1.(4分)答：
同步通信和異步通信的主要區別是前者有公共時鐘，總線上的所有設備按統一的時序，統一的傳輸周期進行信息傳輸，通信雙方按約定好的時序聯絡。后者沒有公共時鐘，沒有固定的傳輸周期，采用應答方式通信，具體的聯絡方式有不互鎖、半互鎖和全互鎖三種。不互鎖方式通信雙方沒有相互制約關系;半互鎖方式通信雙方有簡單的制約關系;全互鎖方式通信雙方有完全的制約關系。其中全互鎖通信可靠性最高。
2.(6分，每寫出一種給1分，最多6分)
答：外圍設備要通過接口與CPU相連的原因主要有：
(1)一臺機器通常配有多臺外設，它們各自有其設備號(地址)，通過接口可實現對設備的選擇。
(2)I/O設備種類繁多，速度不一，與 CPU速度相差可能很大，通過接口可實現數據緩沖，達到速度匹配。
(3)I/O設備可能串行傳送數據，而CPU一般并行傳送，通過接口可實現數據串并格式轉換。
(4)I/O設備的入/出電平可能與CPU的入/出電平不同，通過接口可實現電平轉換。
(5)CPU啟動I/O設備工作，要向外設發各種控制信號，通過接口可傳送控制命令。
(6)I/O設備需將其工作狀況(“忙”、“就緒”、“錯誤”、“中斷請求”等)及時報告CPU，通過接口可監視設備的工作狀態，并保存狀態信息，供CPU查詢。
可見歸納起來，接口應具有選址的功能、傳送命令的功能、反映設備狀態的功能以及傳送數據的功能(包括緩沖、數據格式及電平的轉換)。
4.(5分)答：
(1)根據IR和MDR均為16位，且采用單字長指令，得出指令字長16位。根據105種操作，取操作碼7位。因允許直接尋址和間接尋址，且有變址寄存器和基址寄存器，因此取2位尋址特征，能反映四種尋址方式。最后得指令格式為：
7 2 7
其中 OP 操作碼，可完成105種操作;
M 尋址特征，可反映四種尋址方式; AD形式地址。
這種格式指令可直接尋址27 = 128，一次間址的尋址范圍是216 = 65536。
(2)雙字長指令格式如下：
7 2 7
其中 OP、M的含義同上;
AD1∥AD2為23位形式地址。
這種格式指令可直接尋址的范圍為223 = 8M。
(3)容量為8MB的存儲器，MDR為16位，即對應4M×16位的存儲器。可采用雙字長指令，直接訪問4M存儲空間，此時MAR取22位;也可采用單字長指令，但RX和RB取22位，用變址或基址尋址訪問4M存儲空間。
六、 (共15分)問答題
1.(8分)答：
(1)由于 (PC) + 1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作為ALU的一個源操作數，靠控制ALU做+1運算得到 (PC) + 1，結果送至與ALU輸出端相連的R2，然后再送至PC。
此題的關鍵是要考慮總線沖突的問題，故取指周期的微操作命令及節拍安排如下：
T0 PC→MAR，1→R
T1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R2
T2 MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件 T3 R2→PC
(2)立即尋址的加法指令執行周期的微操作命令及節拍安排如下：
T0 Ad(IR)→R1 ;立即數→R1
T1 (R1) + (ACC)→R2 ;ACC通過總線送ALU T2 R2→ACC ;結果→ACC
2.(7分)答：DMA接口主要由數據緩沖寄存器、主存地址計數器、字計數器、設備地址寄存器、中斷機構和DMA控制邏輯等組成。在數據交換過程中，DMA接口的功能有：(1)向CPU提出總線請求信號;(2)當CPU發出總線響應信號后，接管對總線的控制;(3)向存儲器發地址信號(并能自動修改地址指針);(4)向存儲器發讀/寫等控制信號，進行數據傳送;(5)修改字計數器，并根據傳送字數，判斷DMA傳送是否結束;(6)發DMA結束信號，向CPU申請程序中斷，報告一組數據傳送完畢。DMA工作過程流程如圖所示。
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