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1、计算机组成原理模拟题1一、名词解释1总线：就是多个信息源分时传送数据到多个目的地的传送通路2指令系统：一台计算机所能执行的全部指令的总和3微指令 ：在一个单位时间中，能实现一定操作功能的微命令的集合。4溢出：在定点小数机器中，数的表示范围为lx Ivl.在运算过程中如出现大于1的现象二、填空题1.按冯诺依曼设计原则，其硬件是由（运算器）（控制器）、（存储器）、（输入设备） 和（输出设备）组成。2计算机系统是由（硬件系统）和（软件系统）两大部分构成。3计算机最主要的三大性能指标是（基本字长）、（存储容量）、和（运算速度）。 4一个完善的指令系统应满足（完备性）、（有效性）、（规整性）、和（兼容性
2、）的要 求。5堆栈的硬件是由（堆栈区）和（堆栈指针）构成，存取是按（后进先出）原则。 6通常控制器的设计可分为（组合逻辑型）和（存储逻辑型），前者采用的核心器件 是（门电路），后者采用的核心器件是（微程序控制器）。7主机与外设的连接方式有（辐射型连接）,（总线型连接）和（辐射,总线型连接）。 8目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是（程序查询）和（程序中断。三、简答题1简述中断的处理过程。它与程序查询方式有何不同点？中断处理过程可粗略的分为以下四个过程：保护当前正在运行程序的 现场；分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序；执行相应的中 断处理程序；恢复被中断程序的现场。程序查
3、询方式控制简单，但外设和主机不能同时工作，各外设之间也不能同时工 作系统效率很低。因此，仅适用于 CPU 的速度不是很高，而且外设的种类和数 目不多，数据传送率较低的情况。而中断的处理方式不仅适用于外设的数据交换，也适用于对外界的随机事件的处理。2按通道的工作方式，通道分哪几类？简述其特点。答案要点：按通道的工作方式，通道可分为字节多路通道、选择通道和数组多路 通道三种类型。特点：字节多路通道：1）有多个子通道，设备间可（分时）并行操作。2）数据 以字节为单位交叉传送。3）适合于连接大量的低速设备。选择通道：1）被选中的外设采用独占方式使用通道。2）数据以成组（数据块） 方式进行传输。3）适合
4、于连接高速外设。数组多路通道：是将前二者的优点结合在一起的一种通道结构。数组多路通道含 有多个子通道，可同时执行多个通道程序，数据以成组方式进行传送。既具有多路并 行操作能力，又有很高的数据传输率，可用来连接多台中高速的外设。3画图说明存储系统的层次结构，并说明各种存储器的特点。存储器的特点：1）高速缓存：存放当前要执行的程序和数据。速度快，可与 CPU 速度匹配；存储容量较小。成本高。2）主存储器：存放正在执行的程序和数据，CPU可直接访问，容量较大，速度 较高，每位价格介于高速缓存和辅存之间。3）辅助存储器：存放当前暂不参与运行的程序和数据文件，CPU不能直接访问; 容量极大而速度较低，单
5、位成本低。已知x = -0.10101,y = +0.11011，符号用双符号位表示。求 1X =？ Y =？原原2X =？ Y =？补补3. X+Y补=?X-Y补=?并分别讨论其溢出情况。补补1）写出补码一位乘的运算步骤。2）与原码乘法运算有何不同？3）写出补码乘法运算器的基本部件。参考答案：已知x = -0.10101,y = +0.11011，符号用双符号位表示。答案要点：1. X 1 =11.10101 Y1 =00.11011原原2. X 1 =11.01011Y1 =00.11011补补3. X+Y1 =X 1 +Y1 = 11.01011+00.11011=00.00110结果的
6、两个符号位相同，补补补无溢出。X-Y1 =X 1 +-Y1 = 11.01011+11.00101=10.10000结果的两个符号位不相同，补补补为 10，产生下溢。2）与原码乘法运算有何不同？答案要点：补码乘法：运算结果的符号位无需单独处理；而原码乘法：结果的符号位需单独处理。 原码乘法：位于乘数寄存器末位的乘数作为判断位；而补码乘法则是以乘数寄存器最末两位作判断位。 若乘数的有效尾数n位。原码乘法须做n次加法，n次移位；而补码乘法则需n+1次加法，n次移位。3）写出补码乘法运算器的基本部件。答案要点：所用的基本部件：存放部分积累加和的寄存器；存放乘数（具备移位功能）和被乘数的寄存器；加法器
7、；移位器；计数器。五、设计题采用32KX32的RAM芯片，构成128KX64的存储器。1. 画出存储器的逻辑框图。2图中标明信号线的种类、方向、条数。参考答案：答案要点：图略六、综合应用题在模型机的数据通路上，对于指令ADD X(RJ (R2)+，回答下列问题： 1写出指令的执行流程。2写出目的周期的全部数据通路。参考答案：答案要点： 1、2)指令的执行流程及目的周期的数据通路：FT0： MMBRIRIFT： PC+lPCIST0： PCMARISTl： MMBRCIST2： PC+lPCIST3： C+RlMARIST4： MMBRCIDT0： R2MAR； R2A 选择器，S0-3，M,
8、DM, CPMARIDT： MMBRD ； R/W，SMBR，MBRB 选择器，S0-3，M，DM，CPDIDT2： R2+1R2 ； R2A 选择器，S0-3, M，C0，DM，CPR2IET0： C+DMBRIET1： MBRMIET2： PCMAR计算机组成原理模拟题2一、名词解释1寻址方式：表示指令中操作数所在的方法称为寻址方式 2指令周期：是完成一条指令所用的时间 3虚拟存储器：是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。4多级中断：是指计算机系统中有相当多的中断源，根据各中断事件的轻重缓 急程度不同而分成若干级别，每一中断级分配给一个优先权。二、填空题1计算机指令的基本格式应包括（操作
9、码）和（地址码）两部分。在间接寻址方 式中，地址码部分表示的是（地址内容+偏移量）；在相对寻址方式中，地址码部分表 示的是（寄存器内容+位移量）。2按功能分类，存储器可以分为高速缓冲存储器）、（外存储器）、（主存储器）等。 3源数据为 10010111，若采用奇校验，则其校验位是（1）。4CPU 响应某中断请求的条件是一条指令结束时且（没有更紧迫的任务时）、（有 中断请求）和（CPU允许中断）。5微指令的格式有（垂直）型微指令、（水平）型微指令和混合型微指令。 6输入输出设备的编址方式有（统一编址）和（单独编址）。三、简答题1 试分析比较DMA方式和中断传送方式的异同点，说明DMA方式为什麽不
10、能 替代中断方式。2何为三级存储体系结构？分析采用这种结构的原因和优点？3.简要说明动态RAM的各种刷新方式及其特点。参考答案： 1答案要点：相同点：1）两种方式均为目前在微型机中主机与外设广泛采用的 信息交换方式。2）两种方式下主机和外设之间均可实现一定程度的并行工作。不同点：1）中断传送方式是通过中断服务处理程序来完成信息交换；而DMA方 式则是用硬件代替软件来实现数据的传输。2)中断传送方式不仅适合于一般的信息 交换，还适合对随机事件的处理。3)DMA方式适合于高速外设和主机之间的信息交 换，对高速外设采用程序中断方式传送数据往往回丢失数据。DMA方式不能替代中断方式的原因：1)DMA方
11、式只能用于高速外设与内存直接交换信息，却不能像中断方式那样处 理随机的异常现象。2)在DMA方式的数据传输过程中，需用到中断方式。2. 答案要点：把各种不同存储容量，不同存取速度的存储器，按一定的体系结构组织起来，使所存放的程序和数据按层次分布在各存储器中，形成一个统一整 体的存储系统。由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统 可以分成两个层次，其中高速缓存和主存间称为Cache-主存存储层次，主存和辅 存间称为主-辅存存储层次。这就是三级存储体系结构。采用Cache-主存存储层次的原因和优点：在速度方面，计算机的主存和CPU 直保持了大约一个数量级的差距。显然这个差距限制了
12、CPU速度潜力的发挥。为了弥 合这个差距，设置Cache是解决存取速度的重要方法。在CPU和主存之间设置Cache， 构成Cache-主存层次，则从CPU的角度看，Cache-主存层次的速度接近于Cache，容 量与每位价格则接近于主存。因此，解决了速度与成本之间的矛盾。釆用主-辅存存储层次的原因和优点：由于成本和工艺的原因，主存的存储容量受到了限制，另一方面，系统程序、应用程序及各种信息量要求主存容量越来越大。 采用“主存辅存”存储层次，程序员可用机器指令的地址对整个程序统一编址，而不 必担心程序能否在主存中放得下。虚拟空间可以比实际空间大得多。从整体看，主 辅存层次的速度接近于主存的速度，
13、容量则接近于辅存的容量，而每位平均价格也接 近于廉价的辅存平均价格，从而解决了大容量和低成本间的矛盾。3. 答案要点：动态RAM的刷新方式有集中式刷新、分散式刷新、异步式刷新和 透明式刷新等四种方式。集中式刷新的特点：其优点是系统的存取周期不受刷新工作的影响，读写操作和 刷新工作在最大刷新周期中分开进行。因此，系统的存取速度比较高。其缺点是进行刷新时必须停止读、 写操作。这对主机而言是个“死区”分散式刷新的特点：刷新工作安排在系统的存储周期内进行，对主机而言不再有 “死区”。但该方式加长了系统的存取周期，降低了整机运算速度。因此，分散方式 刷新不适用于高速存储器。异步式刷新的特点：结合了上述两
14、种方式的优点，充分利用了最大刷新间隔。对 分散式刷新而言，它减少了刷新次数；对集中方式来说，主机的“死区”又缩短很多。 因此，这种方式使用得比较多。透明式刷新的特点：该方式不占用CPU时间，对CPU而言是透明的操作；但控制线 路复杂。四、计算题已知x = 0.1011,y = -0.1101,符号用双符号位表示。答案要点：1. X+Y.=X 林+丫林=00.1011+11.0011=11.1110，结果的两个符补补补号位相同，无溢出。X-Yl =X 1 +-Y1 k= 00.1011+00.1101=01.1000，结果的两个符号位不相同，补补补为01,产生上溢。五、设计题采用4KX8的RAM芯片，构成32KX16的存储器。1. 画出存储器的逻辑框图，图中标明信号线的种类、方向、条数。2. 用十六进制写出该存储器占用的地址空间。0-7FFF六、综合应用题在模型机的数据通路上，对于指令SUB X(RJ, -(R2)，回答下列问题:1. 写出指令的执行流程。2. 写出目的周期的全部数据通路。参考答案：答案要点：1、2)指令的执行流程及目的周期的数据通路：FT。：MMBRIRIFT：PC+1PCIST。：PCMARIST：MMBRCIST2：PC+1PCIST3：C+R1MARIST4：MMBRCIDT0：R2-1R2；R2A 选择器，S0-3, M, C0,
