计算机组成原理复习题答案

1、计算机组成原理复习题一、选择题：1. 双字节一般指（ C ）二进制数。A . 1 位B. 32 位C. 16 位D. 8 位2. 在主机中，能对指令进行译码的器件是（ D ）。A .存储器B. ALUC.运算器D.控制器3. 若一个数的编码是 10000000，它的真值是 -1 27 ，则该编码是（ D ）A .原码B.移码C.补码D.反码4. 在 I/O 控制方式中，主要由程序实现的是（ C ）。A . PPU方式B.DMA方式C.中断方式D.通道方式5. 在浮点数的表示范围中， （ B ）在机器数中不出现，是隐含的。A .阶码B.基数C.尾数D.符号6. 指令系统采用不同的寻址方式的主要目

2、的是（ D ）。B.简化指令译码电路D.扩大寻址范围C.运算结果为0D.运A. 提咼访问速度C.增加内存容量7. 若标志寄存器 Z=1 ，表明（ C ）A .运算结果为负B.运算结果为1算结果为正8. 寄存器间接寻址方式中，操作数在（ B ）中。DCPUA. 寄存器B.存储器C.堆栈9. DMAS口（ B ）。B.内有中断机制D .内无中断机制C.工作周期A 可以用于主存与主存之间的数据交换C .内有中断机制，可以处理异常情况10. 计算机主频的周期是指（ A ）A. 时钟周期B.指令周期D. 存取周期11. 运算器是由多种部件组成的，其核心部件是（ D ）A.数据寄存器B.累加器C.多数转换

3、器D.算术逻辑运算单元12. 使CPU与 I/O设备完全并行工作方式是（C ）方式。A.程序直接传送B .中断C.通道D.程序查询64KB若按照字节编址，它的13. 某计算机字长 32 位，存储容量为 寻址范围是（ B ）A. 8KB. 16KC. 32KD. 4K14. 目前我们所说的个人台式商用机属于 （ D ）D .微型机A.巨型机 B .中型机 C.小型机15. 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.存储器按内容选择地址16. CPU勺组成中不包含(A )。A.存储器 B .寄存器 C .控制器 D .运算器17. 在定点

4、二进制运算器中，减法运算一般通过 ( D ) 来实现。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18. 某RAM芯片，其存储容器为1024KX 16位，该芯片的地址线和数 据线数目分别为( A ) 。A.20 ，16 B . 20， 4 C .1024 ， 4 D . 1024， 1619. 在计算机系统中，记录系统运行状态的部件是 ( D ) 。A.程序计数器 B .指令寄存器 C .中断寄存器D.程序状态字20. 在主存和CPU之间增加Cache的目的是(C )。A.增加内存容量B.提高内存的可靠性C.解决CPU与内存之间的

5、速度匹配问题D .增加内存容量，同时加快存取速度21. 计算机的存储器采用分级方式是为了 ( B ) 。A.减少主机箱的体积B .解决容量、价格、速度三者之间的矛盾22微型机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用（ B ）方式。A.程序中断控制B 直接存储器访问 （DMA）C.程序直接控制D.通道控制23. 关于“同步控制”方式的描述正确的是（ D ）A.只适用于CPU内部的控制C .所有指令执行的时间相同24. 某计算机指令平均运算时间是B. 只适用于外围设备的控制D .由统一时序信号控制的方式10ns （1ns =10-9 s ），则该机的平均运算速度是（ C ）A. 1MPIS B.

6、10MPIS C.100MPIS D.1000MPIS25. CPJ向应中断的时间是（C ）。A .中断源提出请求B.取指周期结束C .执行周期结束D.间址周期结束26. 在浮点数表示中，其阶码常采用哪种编码表示（ D ）。A. 原码 B. 反码 C. 补码D. 移码27. 用8位字长的补码（其中1位符号位）表示定点小数N,能表示 的数值范围是（ C ）-7-8-7A.0 |N| 1-2B.-1 |N| 1-2C.-1 |N| 1-2D.-（1-2 -7 ） |N| 1-2-728. 以下哪个描述是 错误的（ A ）A. 中断的向应可以发生在一条指令执行完毕后，也可以发生在指令 执行过程中B.

7、 DMA方式在数据传输过程中接管了 CPU勺总线控制权C. 中断的响应次序和其处理次序可以不一致D. 程序查询的输入输出控制方式不支持多个设备并行工作29. 在I/O的控制方式中，程序查询方式、中断方式和DMA方式的优先级从低到高的排列次序是（ B ）。A.程序查询方式、DMA方式、中断方式B.程序查询方式、中断方式、DMA方 式C. DMA方式、中断方式、程序查询方式 D.中断方式、程序查询方式、DMA方式30直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送入APCB 地址寄存器C 累加器 D ALU方式对电路故障最敏感。.计数器定时查询.以上都不对B . CPU执行一条31三种集中式总线控

8、制中， ( A ) A 链式查询BC 独立请求D32. 指令周期是指 ( C ) 。A. CPU从主存取出一条指令的时间指令的时间D .时C. CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间钟周期时间33计算机中表示地址时，采用 ( D )A 原码；B 补码； C 反码； D 无符号数。34. 计算机的存储系统是指( D )A RAMB ROM C 主存储器 D cache ，主存储器和外存储器35. 若RA芯片的容量是2M*8位,则该芯片引脚中地址线和数据线的数 据之和是( B )A 21B 29 C 18 D 不可估计36以下叙述 ( A ) 是错误的。A. 个更高级的中断请求一定可以中断

9、另一个中断处理程序的执行;B. DMA中有中断机制。C. DMA勺数据传送不需CPU控制；D. DMA和CPU必须分时使用总线；37. 如果X为负数，由X补求-X补是将(B)。A.X 补各值保持不变 B. X 补连同符号位一起各位变反，未 位加 1C.X 补除符号位外， 各位变反， 未位加 1 D. X 补符号位变反， 其它各位不变38. 在按字节编址的存储器中，每个编址单元中存放(B )A.1 位 B.8 位 C.16 位 D.32 位39( A ) 码是美国信息交换标准代码。B. CRCD. ABC(30) 10=( B ) 16B. 1ED. 30B.接收数据的模块D .发出总线请求的模

10、块)的内容访问主存，以读取指令。程序状态寄存器 PSD. 程序计数器 PC( D ) 。B.外围设备中的一个寄A.ASQC. BCD40将十进制数转换成十六进制数：A. 20C. 2E41. 主设备是： ( C ) 。A 发送数据的模块C.控制总线使用权的模块42. 在取指周期中，是按照( DA. 指令寄存器 IRB.C. 存储器数据寄存器 MDR43. 操作数的来源，去向可以是A. CPU内部的通用寄存器C. 内存储单元中的一个存储单元D. 以上都对存器44直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度，由快至慢的排序是（ C ） 。A 直接、立即、间接B 直接、间接、立即C 立即、直接、间接D

11、 立即、间接、直接45存放下一条欲执行指令的地址的寄存器是 （ B ） 。AMARB PC C MDR D IR二、填空题：1. 数值连同符号在计算机中的编码表示称之为该数据的 （机器数）， 其原来的数值称为 （真值）。2. 机器字长为32位，存储容量为1MB若按字编址访问，其地址线 需要（ 18 ）条。38 位二进制定点小数补码所能表示的十进制数范围是 （ 1 ）至（ 1 27），前者的二进制补码表示为（ 1.0000000），后者的二进制补码 表示为（0.1111111）。4. CP中，保存当前正在执行的指令的寄存器为（ 指令寄存器IR）, 保存下一条指令地址的寄存器为（程序计数器PC，保

12、存CPI访存地址 的寄存器为（地址寄存器AF）。5. 采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位 （不相同） ，则表明发生了溢出；若结果的符号位位（ 01），表示发生正溢出；若为（ 10），表示发生负溢出。6. 一条指令通常分为（ 操作码）和（地址码） 两部分。7. 定点运算器主要完成对（ 纯小数）数据与（纯整数） 数据的算术 和逻辑运算。8. 设字长8位（含1位符号位），真值X=-1011，则X原二（1, 0001011）。9. 在CPU的状态寄存器中，常设置以下状态位：（零）标志位（Z）， （ 负）标志位（ N），（ 溢出 ）标志位 （V） 和（ 辅助进位 ）标志位 （C）

13、。10. CPLP向应中断时要保护现场，包括对（断点）和（通用寄存器和 状态寄存器 ）的保护，前者通过（ 中断隐指令 ）实现，后者可通 过 （ 中断服务程序 ）实现。11运算器的技术指标一般用（ 主频 ）和（字长 ）表示。12. 高速缓存是设在（CPU和（主存）之间的一种存储器，主要是 为了解决两者之间的（ 速度 ）不匹配。13. 计算机软件可以分为（ 系统 ）软件和应用软件。财务软件属 于（ 应用 ）软件，杀毒软件属于（ 系统 ）软件。 114. 在计算机术语中，将运算器、控制器合在一起，称为（ 中央处理 器 ），而将（CPU和存储器合在一起，成为（主机）。15. 磁表面存储器主要技术指标有

14、（ 存储密度 ），（ 存储容量 ），平均 存取时间，数据传输率。1 6.总线按照使用的范围可分为三类： （片内）总线是指芯片内部的总 线，一般是单总线结构。系统总线是指计算机（ 各部件 ）之间的信息 传输线，一般是三总线结构：地址总线、数据总线、 （ 控制 ）总线。（通信）总线是指计算机系统之间或与其它系统之间的信息传输线。17. 在CPU与主存之间插入高速缓存，系统的运行速度不仅没有降低， 反而大大提高，主要原因是（ 程序访问的局部性原理 ）。18. CPU与主存、高速缓存之间进行数据交换的单位是（字），主存与高速缓存之间进行数据交换的单位是（ 块）。19. 一次中断处理过程可简单地归纳为

15、中断请求、 中断判优、（中断响 应）、（中断服务）、中断返回 5 个阶段。20.I/O 端口是接口中的一些（ 寄存器 ），可分别存放数据信息、地址 信息、（ 控制信息 ），相应的端口分别称为 数据端口、地址端口、 （控 制端口）。三、解释常用英文代号的中文意思1. PC 2.IR 3.ALU 4.MAR 5.MDR6.MIPS 7.CU 8.CPU 9.SRAM 10.DRAM11.CACHE12.DMA13.RISC14.CISC15.OP16.PSW17.INTR18.SP 19.PUSH20.POP21.DACK22.DREQ23.INTA24.BUS25.FlashMEMORY26.C

16、D-ROM27.EEPROM28.ACC29.CS30.I/O答： 1 程序计数器 2 指令寄存器 3 算术逻辑单元 4 存储器地址寄存器 5 存储器数据寄存器 6 每秒百万条指令 7 控制单元 8 中央处理器 9 静态随机存储器 10 动态随机存储器11 高速缓冲存储器 12 直接存储器访问 13 精简指令系统计算机14 复杂指令系统计算机 15 操作码 16 程序状态字 17 中断请求18堆栈指针19入栈操作20出栈操作21 DMA应答22 DMA青求23中断应答 24 总线 25 闪存 26 只读光盘 27 电可擦除只读存储器28 累加器 29 片选信号 30 输入/ 输出四、简答题1.

17、 冯诺依曼思想包含那些要点？ 答：（1 ）用二进制代码表示程序和数据；（2）计算机采用存储程序的工作方式；（3）计算机硬件由存储器 . 运算器.控制器.输入设备和输出设备组 成。2. 为什么要设置 I/O 接口？ 答：（1 ）设备寻址，实现不同设备的选择。 （2）数据缓冲，实现主机与外设的速度匹配。（3）数据的串 -并格式转换（4）数据的电平转换（5）传送来自CPU勺控制命令（ 6）接收来自设备的状态信息。3. 指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？ 答：计算机区分指令和数据有以下 2种方法：（ 1 ）通过不同勺时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取 指微程序）取出勺为指令，在执

18、行指令阶段（或相应微程序）取出勺 即为数据。（2）通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令， 由指令地址码部分提供存储单元地址勺取出勺是操作数。 4试比较字、字节、位。答：字一CPUS行一次处理时的数据，一个字一般是字节的整数倍；位一计算机所能表示的最小单位，用b表示；字节一存储容量的基本单位，用B表示，1个字节=8位；5. 试比较SRAM和DRAM答：P87-P886. 试比较同步通信和异步通信。答：同步通信： 指由统一时钟控制的通信， 控制方式简单， 灵活性差， 当系统中各部件工作速度差异较大时， 总线工作效率明显下降。 适合 于速度差别不大的场合。异步通信： 指没有统一时钟

19、控制的通信， 部件间采用应答方式进 行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度 差异较大时，有利于提高总线工作效率。7. 试从5个方面比较程序中断与 DMA方式的区别。答： P2108试解释计算机硬件系统中五大部分在计算机中的功能。答： P99. 什么叫中断？什么叫DMA它们各应用在什么场合？答： P194;P20210. 试解释立即寻址、直接寻址和寄存器寻址的区别。答： P311;P31311. 试解释指令寻址和数据寻址的区别。答： P31012. I/O 有哪些编址方式？各有何特点？答：常用的 I/O 编址方式有两种：I/O 与内存统一编址和 I/O 独立编址；特点： I

20、/O 与内存统一编址方式的 I/O 地址采用与主存单元地址完全一样的格式，1/0设备和主存占用同一个地址空间，CP可像访问主存一 样访问I/O设备，不需要安排专门的I/O指令。I/0 独立编址方式时机器为 I/0 设备专门安排一套完全不同于主存地 址格式的地址编码，此时I/O地址与主存地址是两个独立的空间，CPU 需要通过专门的I/O指令来访问I/O地址空间。13. 什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序 访问的局部性原理？答：程序运行的局部性原理指：在时间上看，在一小段时间内，最近 被访问过的程序和数据很可能会多次被访问； 在空间上看， 这些被访 问的程序和数据往往集中在一小

21、片存储区； 在访问顺序上， 指令顺序 执行比转移执行的可能性大（大约5:1 ）。存储系统中Cache-主存 层次采用了程序访问的局部性原理。14. 说明中断向量地址和入口地址的区别和联系 答：中断向量地址和入口地址的区别：向量地址是硬件电路 （向量编码器） 产生的中断源的内存地址编 号，中断入口地址是中断服务程序首址。中断向量地址和入口地址的联系：中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器 （入口地址 的地址），通过它访存可获得中断服务程序入口地址。15. 在计算机中为什么要采用二进制？ 答：（1）二进制在物理上容易实现。 （ 2）二进制运算规则比较简单。16. 总线的带宽和总线宽度有什么

22、区别？答： P46.17. Cache与主存之间的地址映射方式有几种？各有什么特点？答：P117-119.18. 在中断过程中，保护现场有什么含义？答： P200.19. 程序查询方式与程序中断方式均通过“程序”传送数据，两者的 区别是什么？ 答：（1）程序的具体含义不同。在程序中断方式中，数据传送通过中 断服务程序来实现；在程序查询方式中，数据传送通过 I/O 设备状态 查询程序 （包括测试指令、转移指令、传送指令 ）来实现。（2）CPU! I/O设备工作方式不同。在程序中断方式中， CPU! I/O设 备是并行工作的，CP的工作效率较高；在程序查询方式中，CP与I/O 设备是串行工作的，C

23、P的工作效率较低。20. 微程序控制器的基本思想有哪些？ 答：（ 1）每一条机器指令对应一个微程序，微程序保存在控制存储 器中；（ 2）每一个微程序由若干条微指令组成，一条微指令对应若 干条微命令；（ 3）逐条执行每一条微指令，产生相应的控制信号， 相应地完成了一条机器指令的全部操作。五、计算分析题1. 什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为 32位，存取周期为200ns,则存储器的带宽是多少？ 解：存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。 存储 器带宽二 1/200ns X 32 位二 160M位/ 秒二 20MB/S2. 某计算机的 I/O 设备采用异步串行传送方式传送字

24、符信息。 字符信 息的格式为一位起始位、七位数据位、一位校验位和一位停止位。若 要求每秒钟传送 480个字符,那么该设备的波特率为多少？比特率是 多少？解：480 X 10=4800 位/ 秒=4800 波特；480 X 7=3360 位 / 秒=3360 比特3 用变形补码计算, 并使用变形补码来判断结果是否溢出？若溢 出是何种溢出。（1）已知 X=00.010110, Y=00.100101，计算X + Y补（2）已知 X=11.101101, Y =11.010011，计算X-Y补解：（1） X + Y补二X补+Y补=00.010110+00.100101=00.111011,无溢 出。

25、（2）X-Y补=X补+-Y补= 11.101101+00.101101=00.011010,无 溢出。4. 设浮点数格式为：阶码 5位（含 1 位阶符）,尾数 11 位（含 1 位 数符）。写出 51/128 、-27/1024 所对应的机器数。要求如下：(1) 阶码和尾数均为原码。(2) 阶码和尾数均为补码。(3) 阶码为移码，尾数为补码。解：据题意画出该浮点数的格式:阶符1位阶码4位数符1位尾数10位将十进制数转换为二进制：x仁51/128= 0.0110011B二20.110 011Bx2= -27/1024二-0.0000011011B=2-5*(-0.11011B)则以上各数的浮点规

26、格化数为：(1) x1浮=1,0001；0.110 011 000 0x2浮=1,0101；1.110 110 000 0(2) x1浮=1,1111；0.110 011 000 0x2浮=1,1011；1.001 010 000 0(3) x1浮=0,1111；0.110 011 000 0x2浮=0,1011；1.001 010 000 05. 设机器数字长为8位(含1位符号位)，用补码运算规则计算下列 各题，判断是否溢出。(1) A=9/64, B=-13/32，求 A+B(2) A=19/32, B=-17/128，求 A-B。(3) A=-3/16 , B=9/32，求 A+B(4)

27、 A=-87, B=53,求 A-B。解：(1) A=9/64二 0.001 0010B, B= -13/32= -0.011 0100BA补=0.001 0010, B 补=1.100 1100A+B补二 0.0010010 + 1.1001100 = 1.1011110OV= sAsBSf - sAsBsf =0,无溢出A+B= -0.010 0010B = -17/64(2) A=19/32= 0.100 1100B, B= -17/128= -0.001 0001BA补=0.100 1100, B补= 1.110 1111 , -B补=0.001 0001A-B补=0.1001100

28、+ 0.0010001= 0.1011101OV= SAS_eSf SAS_eSf =0,无溢出A-B= 0.101 1101B = 93/128B(3) A= -3/16= -0.001 1000B, B=9/32= 0.010 0100BA补= 1.110 1000, B 补=0.010 0100A+B补=1.1101000 + 0.0100100 = 0.0001100OV= sAsBsf - sAsBsf =0,无溢出A+B= 0.000 1100B = 3/32(4) A= -87= -101 0111B, B=53=110 101BA补=1 010 1001, B 补=0 011

29、0101, -B 补=1 100 1011A-B补=1 , 0101001 + 1 , 1001011 = 0 , 1110100OV= SAS_eSf SAS_eSf =1 ,有溢出6. (1) CP执行一段程序时，cache完成存取的次数为2420次，主存 完成存取的次数为80次，已知cache存储周期为40ns,主存存储周期 为240ns，求cache/主存系统的平均访问时间？(2)已知cache存储周期是40ns，主存存储周期是200ns，cache/主存系统平均访问时间为50ns，求cache的命中率是多少？解：(1)命中率 h = 2420/(2420+80)=96.8%平均存取时

30、间=h tc+(1 -h)t m=96.8%*40+(1-96.8%)*240=46.4ns (2)50=40*h+(1-h)*240h=95%7. 假设某设备向CP传送信息的最高频率是40K次/秒，而相应的中断处理程序其执行时间为40ms试问该外设是否可用程序中断方式与主机交换信息，为什么？解：该设备向CP传送信息的时间间隔=1/40K=0.025 x 103=25ms RAM的地址范围为080G-27FFHo RAM芯片共2片,ROM芯片共2片* 存储器结构图及与CPU连接的示意图如图4.12所示b10. 用1KX 4位/片的SRAM芯片构成一个4KX 8位的存储器，地址总 线A15- A0（低）,双向数据总线D7D0,读写控制信号R/W , CS为 片选输入端。请画出芯片级逻辑框图，注明各种信号线