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1、WORD格式计算机组成原理试题及答案一、填空 12 分1. 某浮点数基值为 2，阶符 1 位，阶码 3 位，数符 1 位，尾数 7 位，阶码和尾数均用补码表示，尾数采用规格化形式，用十进制数写出它所能表示的最大正数，非 0 最小正数，最大负数，最小负数。2. 变址寻址和基址寻址的区别是：在基址寻址中，基址存放器提供， 指令提供； 而在变址寻址中，变址存放器提供，指令提供。3.影响流水线性能的因素主要反映在和两个方面。4. 设机器数字长为 16 位含 1 位符号位。假设 1 次移位需 10ns，一次加法需 10ns，那么补码除法需时间，补码 BOOTH 算法最多需要时间。5. CPU 从主存取出
2、一条指令并执行该指令的时间叫，它通常包含假设干个，而后者又包含假设干个。组成多级时序系统。二、名词解释 (8 分)1. 微程序控制2. 存储器带宽3. RISC4. 中断隐指令及功能专业资料整理WORD格式第1页共1页专业资料整理WORD格式三、简答 18 分1. 完整的总线传输周期包括哪几个阶段？简要表达每个阶段的工作。2. 设主存容量为 1MB ， Cache容量为 16KB ，每字块有 16 个字，每字 32 位。(1) 假设 Cache采用直接相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。(2) 假设 Cache采用四路组相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。3. 某机有五个中断源，按中断
3、响应的优先顺序由高到低为 L0,L1,L2,L3,L4 ，现要求优先顺序改为 L3,L2,L4,L0,L1 ，写出各中断源的屏蔽字。专业资料整理WORD格式中断源屏蔽字专业资料整理WORD格式01234L0L1L2L3L4专业资料整理WORD格式第2页共2页专业资料整理WORD格式4. 某机主存容量为 4M 16 位，且存储字长等于指令字长，假设该机的指令系统具备 120 种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对四种寻址方式。1画出一地址指令格式并指出各字段的作用；2该指令直接寻址的最大X围；3一次间址的寻址X围；4相对寻址的寻址X围。四、6 分设阶码取 3 位，尾数取 6 位均不
4、包括符号位，按浮点补码运算规那么计算259 +24(11)1616五、画出 DMA 方式接口电路的根本组成框图，并说明其工作过程以输入设备为例。8 分专业资料整理WORD格式第3页共3页专业资料整理WORD格式六、10 分设 CPU 共有 16 根地址线， 8 根数据线，并用 MREQ 作访存控制专业资料整理WORD格式信号，用 R/W 作读写控制信号，现有以下存储芯片：RAM ：1K8 位、 2K4 位、 4K8 位ROM ：2K8 位、 4K8 位以及 74138 译码器和各种门电路自定 ，画出 CPU 与存储器连接图。要求： 1最大 4K 地址空间为系统程序区，与其相邻2K 地址空间为用
5、户程序区。（ 2合理选用上述存储芯片，说明各选几片？写出每片存储芯片的地址X围。（ 3详细画出存储芯片的片选逻辑。A iA0AiA0PD/ProgrROMCSOECSRAMWED nD0DnD 0G1Y 7OE 允许输出G2AY6G2BWE 允许写CBAY 074138专业资料整理WORD格式第4页共4页专业资料整理WORD格式七、假设 CPU 在中断周期用堆栈保存程序断点，且进栈时栈指针减一，出栈时栈指针加一。试写出中断返回指令中断效劳程序的最后一条指令 ，在取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。 假设采用微程序控制， 那么还需要增加哪些微操作。 10 分八、除了采用高速芯片外，
6、 从计算机的各个子系统的角度分析， 指出 6 种以上提高整机速度的措施。 8 分专业资料整理WORD格式第5页共5页专业资料整理WORD格式计算机组成原理试题答案一、填空 12 分1 127； 1/512； -1/512-1/32768 ； -128。2基地址；形式地址；基地址；形式地址。3访存冲突；相关问题。4 300ns； 310ns。5指令周期；机器周期；节拍。二、名词解释 (8 分)1微程序控制答：采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成，将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含假设干条微指令，每一条指令包含一个或多个微操作命令。2存储器带宽答：每秒从存储器进出信息的
7、最大数量，单位可以用字/秒或字节 /秒或位 /秒来表示。3 RISC答： RISC 是精简指令系统计算机，通过有限的指令条数简化处理器设计，已到达提高系统执行速度的目的。4中断隐指令及功能答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU 在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断效劳程序的入口地址、关中断等功能。三、简答 18 分1答：总线在完成一次传输周期时，可分为四个阶段：申请分配阶段：由需要使用总线的主模块或主设备提出申请，经总线仲裁机构决定下一传输周期的总线使用权授于某一申请者；寻址阶段：取得了使用权的主模块，通过总线发出本次打算访问的从模块或从设备的
8、存储地址或设备地址及有关命令，启动参与本次传输的从模块；传数阶段：主模块和从模块进展数据交换，数据由源模块发出经数据总线流入目的模块；完毕阶段：主模块的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线使用权。2答： 1假设 Cache 采用直接相联映像：字块中含64 个字节，字块的位数为b=6 。专业资料整理WORD格式第6页共6页专业资料整理WORD格式Cache 中含有 256 个字块，所以字块地址位数c=8。主存容量为 1M 字节，总位数为20。主存字块标记位数 t=6 。 2假设 Cache 采用四路组相联映像，字块中含 64 个字节，字块的位数为 b=6 。每组含有四个字块，每组含256 个字节
9、。Cache 中含有 64 个字块，所以组地址位数q=6 。主存容量为 1M 字节，总位数为20。主存字块标记位数 t=8 。3答：设屏蔽位为“ 1时表示对应的中断源被屏蔽，屏蔽字排列如下：中断源屏蔽字01234L001000L100000L211001L311101L4110004答： 1指令字长16 位，操作码为7 位，寻址特征位2 位，地址码7 位；（ 2 -6463；（ 3 216；（ 4 216四、6 分答：被加数为0,101;0.100100 ，x 补 = 00,101; 00.100100加数为 0,100;1.010100 ，y 补 = 00,100; 11.010100 1对
10、阶： j 补 = j x补 - j y补 = 00,101 + 11,100 = 00,001即 j = 1，那么y的尾数向右移一位，阶码相应加1，即y 补= 00,101; 11.101010 求和S x 补 +Sy补 = S x 补 +S y补专业资料整理WORD格式第7页共7页专业资料整理WORD格式= 00.100100 + 11.101010= 00.001110即 x+y 补 = 00,101; 00.001110尾数出现“ 00.0，需左规。 规格化左规后得x+y 补 = 00,011; 00.111000 x +y 补 = 00,111; 00.111000五、8 分答： DMA 方式接口电路的根本组成框图如下：以数据输入为例，具体操作如下：从设备读入一个字到DMA的数据缓冲存放器BR 中，表示数据缓冲存放器“满如果 I/O设备是面向字符的，那么一次读入一个字节，组装成一个字；设备向 DMA 接口发请求DREQ ； DMA 接口向 CPU 申请总线控制权HRQ ； CPU 发回 HLDA
