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试题类型选择题（每小题1分，共20分）填空题（每格1分，共20分）判断题（每小题1分，共10分）简答题（1,2小题每题5分，3题10分，共20分）计算题（每小题8分，共16分）设计题（每小题分，共14分）简答题1.一个较完善的指令系统应包括哪几类？答：（写出5个即可）数据传送类指令，算术逻辑运算类指令，字符串处理指令，输入/输出指令，特权指令和陷阱指令，转移指令。简答题2.计算机的主要性能指标包括哪些？答：（每个关键字1分，共5分）主频，字长，存储容量，存取周期，运算速度。简答题3.简述在指令周期中第一个CPU周期的操作步骤(7步)，以CLA为例，叙述取指、译码的7个步骤；设程序如下：（10分）简答题3、答：⑴将程序计数器PC的值20送入地址寄存器AR；⑵程序计数器PC的值加1送PC，为取得下一条指令做好准备；⑶将地址寄存器AR的内容送到地址总线上；⑷所选的主存地址为20的单元内容250000经过数据总线，传送给数据缓冲寄存器DR；⑸数据缓冲寄存器的内容250000送给指令寄存器IR；⑹指令译码器ID对指令寄存器中的操作码进行译玛；⑺经过译玛，CPU识别出这是一条非访内CLA指令。（共7步，10分）简答题4.举出CPU中6个主要寄存器的名称。答：（5个以上满分）⑴程序计数器⑵指令寄存器；⑶数据缓冲寄存器；⑷地址寄存器；⑸累加器⑹状态寄存器；简答题5.主存储器的性能指标有哪些？答：（５个关键字，每个１分）存储容量，存取时间，存取周期，可靠性，性能价格比。简答题6.指令和数据均存放在内存中，CPU如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据？答：(每个知识点1分，共5分)①指令的地址是由程序计数器指定的，②而数据的地址则是由指令来规定，③在CPU控制部件的控制下，访问主存储器，④取出的指令送入指令寄存器中，⑤取出的数据则送入数据缓冲寄存器中，绝对不会搞错。简答题7.简述CPU的主要功能。答：（前3个点每个1分，最后1个2分，共5分）CPU主要有以下四方面的功能：（1）指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制。（2）操作控制：CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。（3）时序控制：对各种操作实施时间上的控制，称为时间控制。（4）数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理。简答题8.DRAM存储器采用何种方式刷新？有哪几种常用的刷新方式？答：DRAM采用读出方式进行刷新。因为读出过程中恢复了存储单元的MOS栅极电容电荷，并保持原单元的内容，所以读出过程就是再生过程。常用的刷新方式由三种：集中式、分散式、异步式。简答题9.什么叫指令？什么叫指令系统？答：指令就是要计算机执行某种操作的命令一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。简答题10.何谓RISC？何谓CISC？答：复杂指令系统计算机，简称CISC；精简指令系统计算机，简称RISC。简答题11.主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？答：存储器的性能指标主要是存储容量.存储时间、存储周期和存储器带宽。存储容量:在一个存储器中可以容纳的存储单元总数。存取时间:又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存储周期:指连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。存储器带宽:指存储器在单位时间中的数据传输速率。简答题12.请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）。简答题13.什么叫指令？什么叫指令系统？答：指令就是要计算机执行某种操作的命令。一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。简答题14.计算机中为什么采用二进制数码？答：这是由计算机电路所采用的器件决定的，计算机中采用了具有两个稳态的二值电路（触发器），用二值电路只能代表两个数码：0和1，正好与逻辑命题中两个值“True”和“False”相对应；采用二进制数码，运算规则简单，物理实现方便，成本低廉。计算题1.已知X＝－0.1001，Y＝－0.0101，要求用补码减法运算X－Y＝？给出运算过程。【X】=11.0111【Y】补=11.1011【-Y】补=00.0101【X-Y】补=【X】补+【-Y】补=11.0111+00.0101=11.1100所以X-Y=-0.0100（每步1分，最后结果2分，共8分）计算题2.两个浮点数X=201(+0.1101)，Y=211(-0.1010)，求X+Y=？计算题①对阶【X】补=00.001；00.1101【Y】补=00.011；11.0110【X】补阶码小，应向【Y】补阶码看齐，【X】阶码增2，位数向右移2位；【X】补=00.011；00.0011【Y】补=00.011；11.0110②尾数求和000011+11011011.1001③规格化X+Y=2011×(-0.0111)这是一个非规格化的数据，进行左规，尾数左移1位，阶码减1X+Y=2010×(-0.1110)④舍入处理(第1步3分，第2步2分，第3步3分，共8分，第4步可以没有)计算题3.有一条相对寻址的无条件转移指令，存于内存的01000000B单元中，指令给出的位移量D＝111100B（补码表示），要求：A．计算指令的转移地址B．给出取该指令时PC的内容C．给出该指令执行结束时PC的内容。计算题答：A．计算指令的转移地址：EA=(PC)+(位移量)=01000000B+111100B=01111100B（４分）B．给出取该指令时PC的内容PC=01000000B（２分）C．给出该指令执行结束时PC的内容。PC=01111100B（２分）计算题5.已知x＝0101，y＝－0101，请用补码一位乘法算法计算x·y＝？，列出计算过程。计算题【X】补=00.101，【Y】补=1.011，【-X】=11.011初始部分积为0部分积乘数判别位说明００.０００１０１１０开始，部分积为０+【-X】补１１.０１１１０加【－Ｘ】补１１.０１１１１.１０１１１０１１右移１位，１１.１１０１１１０１１１右移１位+【Ｘ】补００.１０１０１加【Ｘ】补００.０１１００.００１１１１１０右移１位，+【-X】补１１.０１１１０，加【－Ｘ】补１１.１００１１１最后一步不移位所以Ｘ×Ｙ＝－０１１００１（写出补码3，分右移了３次，每次1分，结果正确２分，共８分，标注为蓝色部分是部分积，红色为增加的判别位）P83计算题6.设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个主振周期，且该机的平均指令执行速度是0．4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期，每个指令周期中含几个机器周期？①该机的平均指令周期=1s/0.4MIPS=1s/0.4*10-6=2500ns②时钟周期T=1/f=1/(8*106)=0.125*10-6s=125ns③机器周期=4*T=500ns④每个指令周期含有n=2500/500=5个机器周期。（共4步，每步2分，共8分）；计算题7.已知两个定点小数X=0.1101，Y=-0.0111，用补码加法求这X+Y。解：[X]补=0.1101[Y]补=1.1001则[X+Y]补=0.0110X+Y=0.0110计算题8.设有两个浮点数A=210（-0.110100），B=2100（+0.101011）试用上述浮点格式求X+Y＝？写出运算过程。计算题解：①对阶。先把A、B两数用补码表示：[A]补=00.010；11.001100[B]补=00.100；00.101011[A]补=00.100；11.110011[B]补=00.100；00.10101111.110011+00.101011②尾数求和。A+B=2100×（+0.011110）③规格化：A+B=2011×（+0.111100）④舍入处理A+B=2011×（+0.111100）最后结果：A+B=2011×（+0.111100）计算题9.某计算机指令字长16位，每个地址码是6位，指令有无地址、一地址和二地址三种格式，设有N条二地址指令，无地址指令M条，试问1地址指令最多有多少条？解：二地址指令最多应24=16条，现有二地址指令N条，则还剩余16-N条没有编码；一地址指令加上二地址指令没有编码做前缀应有：（16-N）*26条；设一地址指令X条，得无地址指令（（16-N）*26-X）*26=M；求解本式得X为：（（16-N）*26-M）*26条。计算题10.设有两个浮点数A=210（-0.110100），B=2100（+0.101011）试用上述浮点格式求X+Y＝？写出运算过程。计算题解：①对阶。先把A、B两数用补码表示：[A]补=00.010；11.001100[A]补=00.100；11.110011[B]补=00.100；00.101011[B]补=00.100；00.10101111.110011+00.101011②尾数求和。A+B=2100×（+0.011110）③规格化：A+B=2011×（+0.111100）④舍入处理A+B=2011×（+0.111100）最后结果：A+B=2011×（+0.111100）计算题11.已知x=-0.01001,y=+0.11001,求[x]补、[-x]补、[y]补、[-y]补、x+y、x-y。解：[X]补=1.10111，[-X]补=0.01001，[Y]补=0.11001，[-Y]补=1.00111[X+Y]补=0.10000x+y=0.10000[X-Y]补=[X]补+[-Y]补=0.11110x-y=0.11110计算题15.已知X＝+10011，Y＝+11001，要求用变形补码减法来运算X－Y＝？给出运算过程。解：[X]变形补码＝00.10011，[Y]变形补码＝00.11001，[-Y]变形补码=11.00111[X-Y]变形补码=[X]变形补码+[-Y]变形补码=11.11010X-Y=-00110计算题16.已知x=-0.01111,y=+0.11001,求[x]补、[-x]补、[y]补、[-y]补、x+y、x-y。解：[X]补=1.10001，[-X]补=0.01111，[Y]补=0.11001，[-Y]补=1.00111[X+Y]补=0.01010x+y=0.01010[X-Y]补=[X]补+[-Y]补=0.11000x-y=0.11000设计题1.用1K×4b/片的存储芯片构成一个4K×8b的存储器，地址线A11~A0（低），双向数据线D7~D0，WE控制读写，CS为片选输入端。画出芯片级逻辑图，注明各种信号线，列出片选逻辑式。设计题1.分析：1K×4b的芯片有地址线10条，A9~A0数据线4条D3~D0；4K×8b的芯片有地址线12条，A11~A0数据线8条D7~D0；所以需要4K×8b/1K×4b=4×2=8片；2片一组先构成8位的，需要用4组；用一个2：4译码器对高位地址进行译码，输出连接到CS片选；WE控制读写，CE为片选输入端；相应的连线进行连接；设计题2.芯片级逻辑图如下：（分析6分，图8分，共14分）设计题2.用16K×4位的DRAM芯片构成64K×8位的存贮器。要求：（1）共需要多少RAM芯片？（2）画出该存储器组成的逻辑框图。设计题1.分析：16K×4b的芯片有地址线14条，A13~A0数据线4条D3~D0；64K×8b的芯片有地址线16条，A15~A0数据线8条D7~D0；所以需要64K×8b/16K×4b=4×2=8片；2片一组先构成8位的，需要用4组；用一个2：4译码器对高位地址进行译码，输出连接到CS片选；WE控制读写，CE为片选输入端；相应的连线进行连接；设计题2.芯片级逻辑图如下：设计题3.用16k×8位的SRAM芯片构成64K×16位的存储器，地址线A16~A0（低），双向数据线D16~D0，WE控制读写，CS为片选输入端。画出芯片级逻辑图，注明各种信号线，列出片