计算机组成原理期末试题及答案

计算机组成原理期末试题及答案一、选择题（共20题，每题1分，共20分）1.在下列机器数______中，零的表示形式是唯一的。A．原码B．补码C．反码D．原码和反码2.CRT的分辨率为1024×1024，颜色深度为8位，则刷新存储器的存储容量是______。A．2MBB．1MBC．8MBD．1024B3.在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______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4.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.隐含寻址B.立即寻址C.寄存器寻址D.直接寻址5.信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为______。A.串行传输B.并行传输C.并串行传输D.分时传输6.和外存储器相比，内存储器的特点是______。A．容量大、速度快、成本低B．容量大、速度慢、成本高C．容量小、速度快、成本高D．容量小、速度快、成本低7.CPU响应中断的时间是______。A．中断源提出请求B．取指周期结束C．执行周期结束。8.EPROM是指______。A.读写存储器B.只读存储器C.可编程的只读存储器D.光擦除可编程的只读存储器9.下列数中最小的数是______。A．（1101001）2B．（52）8C．（133）8D．（30）1610.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是______。A．11001011B．11010110C．11000001D．1100100111.单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用______。A.堆栈寻址方式B.立即寻址方式C.隐含寻址方式D.间接寻址方式12.用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。A.直接B.间接C.寄存器直接D.寄存器间接13.中央处理器（CPU）包含______。A．运算器B．控制器C．运算器、控制器和cacheD．运算器、控制器和主存储器14.在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是______。A．主存地址寄存器B．程序计数器C．指令寄存器D．状态条件寄存器15.在集中式总线仲裁中，______方式响应时间最快。A．链式查询B.计数器定时查询C.独立请求D.以上三种相同16.PCI总线的基本传输机制是______。A．串行传输B．并行传输C．DMA式传输D．猝发式传输17.中断向量地址是______。A．子程序入口地址B．中断服务子程序入口地址C．中断服务子程序出口地址D．中断返回地址18.CD-ROM是______型光盘。A．一次B．重写C．只读19.某计算机字长是16位，它的存储容量是1MB，按字编址，它的寻址范围是______。A．512KB．1MC．512KB20．一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是______。A．48B．46C．36D.40二、填空题（共7题，每空1分，共20分）1.计算机系统是由______和软件两大部分组成，软件又分为______和______。2.系统总线按传输信息的不同分为地址总线、____、_____三大类。3.四位二进制补码所能表示的十进制整数范围是______至______。4.半导体SRAM靠______存储信息，半导体DRAM靠______存储信息。5.动态RAM的刷新方式通常有______、____、____三种。6.完整的指令周期包括取指、______、______、_____四个子周期，影响指令流水线性能的三种相关分别是______相关、____相关和控制相关。7.Cache和主存地址的映射方式有______、____、____三种。三、简答题（共2题，每题5分，共10分）1．什么叫指令？什么叫指令系统？2.一次程序中断大致可分为哪几个阶段？四、应用题（共5题，每题10分，共50分）1.设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有2.5个机器周期，试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS？若机器主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有5个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？由此可得出什么结论？2．设某机有四个中断源A、B、C、D，其硬件排队优先次序为A,B,C,D，现要求将中断处理次序改为D,A,C,B。（1）写出每个中断源对应的屏蔽字。（2）按下图时间轴给出的四个中断源的请求时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设每个中断源的中断服务程序时间均为20s。3.设机器数字长为8位（含一位符号位），若A=+15，B=+24，求[A+B]补和[A-B]补并还原成真值。4.某机字长16位，存储字长等于指令字长，若存储器直接寻址空间为128字，变址时的位移量为-64~+63,16个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令格式，满足下列寻址类型的要求。（1）直接寻址的二地址指令3条；（2）变址寻址的一地址指令6条；（3）寄存器寻址的二地址指令9条；（4）直接寻址的一地址指令13条。5．设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用-MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/-W作读写命令信号（高电平为读，低电评为写）。现有8片8KX8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；（2）写出每片RAM的地址范围；（3）根据图（1），若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上,将出现什么后果？答案一、选择题1.B2.B3.D4.B5.A6.C7.C8.C9.B10.D11.C12.C13.C14.B15.C16.D17.B18.C19.A20.B二、填空题1.硬件系统软件应用软件2数据地址控制3+15-164.触发器电容5集中分散异步6间址执行中断结构数据控制7直接映射全相连组相连三、简答题1指令是计算机执行某种操作的命令，也就是常说的机器指令。一台机器中所有机器指令的集合，称这台计算机的指令系统。2答：一次程序中断大致可分为五个阶段。中断请求（1分）中断判优（1分）中断响应（1分）中断服务（1分）中断返回（1分）四、应用题1解：先通过主频求出时钟周期，再求出机器周期和平均指令周期，最后通过平均指令周期的倒数求出平均指令执行速度。计算如下：时钟周期=1/8MHz=0.125×10-6=125ns机器周期=125ns×2=250ns平均指令周期=250ns×2.5=625ns平均指令执行速度=1/625ns=1.6MIPS当参数改变后：机器周期=125ns×4=500ns=0.5µs平均指令周期=0.5µs×5=2.5µs平均指令执行速度=1/2.5µs=0.4MIPS结论：两个主频相同的机器，执行速度不一定一样。2（1）在中断处理次序改为DACB后，每个中断源新的屏蔽字如表所示。（5分）中断源屏蔽字ABCDA1110B0100C0110D1111（2）根据新的处理次序，CPU执行程序的轨迹如图所示（5分）3解：∵A=+15=+0001111，B=+24=+0011000∴[A]补=0,0001111，[B]补=0,0011000，[-B]补=1,1101000则[A-B]补=[A]补+[-B]补=0,0001111+1,11010001,1110111∴[A-B]补=1,1110111故A-B=-0001001=-941)地址指令格式为（2分）OP2A17A2700-102)（2分）OP5R14A2711000-11101A程序B程序C程序D程序4050607080903020510t(s)程序BDAC3)（3分）OP8R14A241111000-11111004)（3分）OP9R17111110001-1111110151)22))00~~8811991188119922~~11663388331166338844~~22445577552244557766~~33227766773322776688~~44009955994400996600~~44991155114499115522~~55773344335577334444~~66555533553)如果地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将会出现A13恒为“1”的情况。此时存储器只能寻址A13=1的地址空间，A13=0的另一半地址空间将永远访问不到。若对A13=0的地址空间进行访问，只能错误地访问到A13=1的对应空间中去。CCPPUU88KKXX88SSRRAAMM7744113388（（33：：88））R/-WD7~0A12~088KKXX88SSRRAAMM88KKXX88SSRRAAMM88KKXX88SSRRAAMM……--GG22AA--GG22BBAABBCC-MREQA13A14A15--CCSS11--CCSS22……--CCSS77