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1、RISC 的主要特征1.选用使用频度较高的一些 简单指令，复杂指令的功能由简单指令来组合2.指令 长度固定、指令格式种类少、寻址方式少3.只有 LOAD / STORE 指令访存4. CPU 中有多个 通用 寄存器 5.采用 流水技术 一个时钟周期 内完成一条指令6.采用 组合逻辑 实现控制器 7.采用 优化 的 编译 程序中断系统需解决的问题1.各中断源 如何 向 CPU 提出请求 ？2.各中断源 同时 提出 请求 怎么办 ？3.CPU 什么 条件、什么 时间、以什么方式响应中断 ？4.如何 保护现场 ？5.如何 寻找入口地址 ？6.如何 恢复现场，如何 返回 ？7.处理中断的过程中又 出现
2、新的中断 怎么办 ？1.什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为CPU 周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称 为 节 拍 脉 冲 或 T 周 期 ， 是 处 理 操 作 的 最 基 本 单 位 。一 个 指 令 周 期 由 若 干 个 机 器 周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。1.求十进制数-113 的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用 8 位二进制表示，并设最高位为符号位，真
3、值为 7 位）原 码 11110001 反 码 10001110 补 码 10001111 移 码 00001111 2. 下列数中最大的数是_B_。A.（10010101）2 B.（227）8 C.（9 6）16 D.（1 43）10在 CPU 中，跟踪后继指令地指的寄存器是_。A.指令寄存器 B.程序计数器 C.地址寄存器 D.状态条件寄存器1.指令和数据均存放在内存中，计算机如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据。时间上讲，取指令事件发生在“取指周期”，取数据事件发生在“执行周期”。 从 空间上讲，从内存读出的指令流流向控制器（指令寄存器）。 从 内 存 读 出 的 数 据 流流向运算
4、器（通用寄存器）。某计算机的字长 16位,它的存储容量是 64KB,若按字编址那么它的寻址范围是_。A. 64K B.32K C. 64KB D. 32KB1. 已知：X=0.1011,Y=0 .0101,求X/2补, X/4补X补，Y/2补, Y/4补，Y1. 解 ： X补 = 0.1011 X/2= 0.01011 X/4 = 0.001011 X补 = 1.0101 Y补 = 1.1011 Y/2补 = 1.11011 Y/4补 = 1.111011 Y补 = 0.0101 2.机器数字长 8 位（含 1 位符号位）， 若 机 器 数 为 81（十六进制），当它分别表示原码、补码、反码和
5、移码时，等价的十进制数分别是多少?原码： -1， 补 码 ： -127， 反码：-126， 移 码 ： +1。补4.若被传送的数据为 11011011， 假 设 采 用 偶 校 验 技 术 ， 则 校 验 位C =_。02什么是总线？总线的仲裁方式解决什么问题？简述常见的控制方式及其特点。（8 分）要点: 1)总线是计算机各大部件之间的连接线，分为数据总线、地址总线和控制总线三类.(1 分) 2)总线的仲裁解决多部件争用总线的问题( 1 分) 3)常见的仲裁方式包括：串行连接查询、计数器定时查询和独立请求三种方式，(3分) 特 点 分 别 为 系 统 容 易 扩 展 ， 但 速 度 慢 、 优
6、 先 级 固 定 、 单 点 故 障 明 显 ； 优 先 级 灵 活 ， 没 有单点故障，但速度慢；优先级灵活、响应速度快，没有单点故障。五、计算题 ,本题共 21分 1、设 X= 27（29/32），Y =25（5/8 ）， 阶 码 为 3 位，尾数为 5 位(均不包含符号位)，用变形补码计算 X+Y，要求按照计算机中浮点数的运算方法写出详细运算步骤。(8 分) 1.要点： 1)设阶码和尾数均采用双符号位表示,则 X补= 00111 00.11101 Y补=0 0101 00.101 (1分)2)求出阶差: =X阶码 + -Y阶码= 00111 + 11011 =00010,阶 差 为 2
7、,移 动 Y的 尾 数 与X对齐 Y=00111 00.00101 (1分) 3)求出尾数和 00.11101 + 00.00101 = 01.00010 (2 分) 4)规格化并判断结果溢出因为尾数运算的双符号位不同,因此,需 要 对 结 果 进 行 左移规格化,并 将 阶 码 加 1, 则X+Y补 =01000,00.10010 (2 分)由于阶码的双符号位不同,因此,该 浮 点 运 算 结 果 发 生 溢 出 ,且是正溢出(2 分)22、设 x-0.01011，y0.01011，用变形补码计算 2x- y (5分)、要点: 解; X补 = 11.10101 , Y补= 00.01011
8、2X补 = 11.01010 , -Y补= 11.10101 (2 分)2X补 + -Y补 = 10.11111 (2 分) 结果的双符号位不同,故 运 算 结 果 溢 出 .。 （1 分）3. 下列数中最小的数是_。 A（101001）2 B（5 2）8 C（2B）16 D（44）104.已知 X-1/2 成立。A. x1 必须为 1,x2x4 至少有一个为 1 B. x1 必须为 1，x2x4 任意 C. x1 必须为 0,x2x4 至少有一个为 1 D. x1 必须为 0，x2x4 任意5在主存和 CPU 之 间 增 加 cache 存储器的目的是_。A.增加内存容量 B.提 高 内 存
9、 的 可 靠 性 C. 解决 CPU 与内存之间的速度匹配问题D.增加内存容量，同时加快存取速度6 采 用 虚 拟 存 储 器 的 主 要 目 的 是 _。 A.提高主存储器的存取速度 B. 扩大存储器空间，并能进行自动管理C. 提高外存储器的存取速度 D. 扩大外存储器的存储空间7存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于_。A.存放程序 B. 存放软件 C. 存放微程序 D. 存放程序和数据8在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为_。A.隐含地址 B.立即寻址 C.寄存器寻址 D. 直 接 寻 址2CPU 执 行 一 段 程 序 时 ， cache完成存取的次数为 1900次，
10、主存完成存取的次数为 100次 ， 已 知 cache存取周期为 50ns,主存存取周期为 250ns,求 cache/主存系统的效率和平均访问时间。2. 解 ：h=Nc/(Nc+Nm)=1900/(1900+100)=0.95 r=tm/tc=250ns/50ns=5 e=1/(r+(1-r)h)=1/(5+(1-5)0.95)=83.3% ta=tc/e=50ns/0.833=60ns寄存器间接寻址方式中，操作数处在_。A. 通用寄存器主 存 单 元. 程序计数器. 堆 栈12. 水平型微指令与垂直型微指令相比，_。A. 前者一次只能完成一个操作B. 后者一次只能完成一个操作C. 两者都是
11、一次只能完成一个操作D. 两者都能一次完成多个操作RISC机 具 有 以 下 特 点 ：（1） 选 取 使 用 频 率 最 高 的 一 些 简 单 指 令 ， 以 及 很 有 用 但 不 复 杂 的 指 令 。（2） 指 令 长 度 固 定 ， 指 令 格 式 种 类 少 ， 寻 址 方 式 种 类 少 。（3） 只 有 取 数 /存 数 指 令 访 问 存 储 器 ， 其 余 指 令 的 操 作 都 在 寄 存 器 之 间 进 行 。（4）CPU 中 通 用 寄 存 器 数 量 相 当 多 。（5） 大 部 分 指 令 在 一 个 机 器 周 期 内 完 成 。 其 意 是 指 在 采 用
12、流 水 线 组 织 时 每 个机 器 周 期 内 能 完 成 一 条指 令 功 能 ， 而 并 不 是 说 一 条 指 令 从 取 指 到 完 成 指定 功 能 只 要 一 个 机 器 周 期 。（6） 以 硬 布 线 控 制 为 主 ， 不 用 或 少 用 微 指 令 码 控 制 。（7） 一 般 用 高 级 语 言 编 程 ， 特 别 重 视 编 译 优 化 工 作 ， 以 减 少 程 序 执 行 时 间 。5. RISC CPU 是 在 克 服 CISC 机器缺点的基础上发展起来的。它具有三个基本要素（1） 一 个 有 限 的 A._ 、( 2)CPU 配备大量的 B._、( 3)强 调
13、 C._的优化。6. 在 计 算 机 系 统 中 ， CPU 对 外 围 设 备 的 管 理 除 了 程 序 查 询 方 式 、 程 序 中 断 方 式外 ， 还有 A._方式、B._方式和 C._方式。5.原码加减法是指_。 A. 操作数用原码表示，连同符号位直接相加减B. 操 作 数 取 绝 对 值 ， 直 接 相 加 减 ， 符 号 位 单 独 处 理C. 操作数用原码表示，尾数直接相加减，符号位单独处理D. 操 作 数 用 原 码 表 示 ， 根 据 两 数 符 号 决 定 实 际 操 作 ， 符 号 位 单 独 处 理12. 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
14、_。A. 用程序计数器 PC 来产生后继微指令地址B.通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址C.用微程序计数器PC来产生后继微指令地址D.通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址13. 操作控制器的功能是_。 A.从主存取出一条指令B.完成指令操作码译码C.产生时序信号D.从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生有关操作控制信号，以解释执行该指令14. CPU从 主 存 取 出 一 条 指 令 并 执 行 该 指 令 的 时 间 叫 做_。A.机 器 周 期 B.指 令 周 期 C.时 钟 周 期 D.总线周期19. 属于发生中断请求的条件的是_。A. 一 次 逻 辑 运 算 结 束 B. 一 次 DMA操作结束C. 一 次 算 术 运 算 结 束 D.一条指令执行结束四. 简答题（共 20分）1.什 么 叫 指 令 ？ 什 么 叫 微 指 令 ？ 二 者 有 什 么 关 系 ？2.说明机器周期、时钟周期、指令周期之间的关系。3.集中式总线仲裁有哪几种方式？哪种方式速度最快？四.简答题1.解 ： 指 令 ， 即 指 机 器 指 令 。 每 一 条 指 令 可 以 完 成 一 个 独 立 的 算 术 运 算 或 逻辑 运 算操 作 。 控 制 部 件 通 过 控 制 线 向 执 行 部 件 发 出 各 种 控 制
