组成原理答案已修改.docx
- 文档编号:23478145
- 上传时间:2023-05-17
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:435.01KB
组成原理答案已修改.docx
《组成原理答案已修改.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《组成原理答案已修改.docx(23页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
组成原理答案已修改
一、单项选择题
1.计算机系统中的存储器系统是指___A_____。
A.主存储器和外存储器B.ROM存储器
C.主存储器D.RAM存储器
2.完整的计算机系统应包括____D____。
A.运算器、存储器、控制器
B.外部设备和主机
C.主机和实用程序
D.配套的硬件设备和软件系统
3.在机器数中,___C_____的零的表示是唯一的。
A.原码B.反码
C.补码D.原码和反码
4.下列数中最大的是____B____。
A.(10010101)2B.(227)8
C.(96)16D.(143)5
5.计算机采用分级存储体系的主要目的是_____D___。
A.便于读写数据B.减小机箱的体积
C.便于系统升级D.解决存储器容量、价格和速度间的矛盾
6.和外存相比,内存的特点是____C____。
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.指令系统中采用不同寻址方式的目的是____B____。
A.实现存储程序和程序控制B.缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性
C.可以直接访问外存D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
8.中央处理器是指__D______。
A.运算器和控制器B.控制器
C.运算器D.运算器、控制器和存储器
9.操作控制器的功能是_D______。
A.产生时序信号B.从主存取出一条指令
C.完成指令操作译码D.从主存取出指令,完成指令操作译码,产生有关的控制信号
10.系统总线中地址线的功能是____B____。
A.用于选择主存单元B.用于指定主存单元和I/O设备接口电路的地址
C.用于选择进行信息传输的设备D.用于传送物理地址和逻辑地址
11.在微型计算机系统中,外围设备通过__A______与计算机主板的系统总线相连。
A.适配器B.缓冲器C.计数器D.寄存器
12.中断发生时,由硬件保护片更新程序计数器PC,而不是由软件完成,主要是为了______C__。
A.提高CPU的执行速度B.节省内存
C.能进入中断处理程序并能正确返回原程序D.使中断处理程序易于编制,不易出错
13.冯·诺依曼计算机工作方式的基本特点是__B______。
A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令
C.堆栈操作D.存储器按内部选择地址
14.计算机内的信息以二进制方式表示的理由是____C____。
A.节约电子元件B.运算速度快
C.物理器件性能所致D.信息可以高速处理
15.计算机系统采用补码运算的目的是___D_____。
A.简化计算机的设计B.提高运算速度
C.与手工运算保持一致D.提高运算的精度
16.定点16位计算机,采用2的补码形式表示16位带符号二进制整数,可以表示的数的范围是____D____。
A.-32767~+32767B.-32768~+32768
C.-32767~+32768D.-32768~+32767
?
17.存储单元是指____C____。
A.存放一个二进制信息位的存储元B.存放一个机器字的所有存储元集合
C.存放一个字节的所有存储元集合D.存放两个字节的所有存储元集合
18.变址寻址方式中,操作数的有效地址为___C_____。
A.基址寄存器内容加上形式地址(位移量)B.堆栈指示器内容加上形式地址(位移量)
C.变址寄存器内容加上形式地址(位移量)D.程序计数器内容加上形式地址(位移量)
?
19.下面关于RISC技术的描述中,正确的是____D____。
A.RISC的主要目标是减少指令数量
B.为了实现兼容,新设计的RISC系统是从原来CISC系统中选取一部分指令组成的
C.采用RISC技术后,计算机的体系结构又恢复到早期比较简单的情况
D.RISC设有独立的乘、除法指令和浮点运算指令
20.同步控制是____D____。
A.只适用于CPU控制的方式B.只适用于外设控制的方式
C.所有指令执行都相同的方式D.由统一时序信号控制的方式
21.CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是___B_____。
A.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
22.数据总线的宽度由总线的____A____定义。
A.物理特性B.电气特性
C.功能特性D.时间特性
23.计算机外围设备是指___D_____。
A.输入/输出设备B.外存设备
C.远程通信设备D.除了主机以外的所有设备
?
24.如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态(即踏步等待),那么下面几种主机与外设数据传送方式中,主机与外设是串行工作的是__A____。
A.程序查询方式B.中断方式
C.通道方式D.DMA方式
25.主存储器是计算机系统中的记忆设备,它主要用来___D_____。
A.存放数据B.存放程序C.存放微程序D.存放数据和程序
26.用来管理计算机系统资源并调度用户作业程序的软件叫做__A____。
A.操作系统B.调度机程序C.系统程序D.支撑软件
27.寄存器间接寻址方式的操作数保存在__A____中。
A.主存单元B.通用寄存器
C.程序计数器D.堆栈
28.运算器虽然由很多部件组成,但是其核心部件是___B__.
A.数据总线B.算术逻辑单元C.多路开关D.累加寄存器
29.计算机硬件可以直接执行的语言是_B___。
A.符号语言B.机器语言
C.机器语言和汇编语言D.汇编语言
30.针对8位二进制定点整数,下列说法中___A___是正确的。
A.-127的补码为10000000B.-128的补码等于10000000
C.+1的移码等于-127的反码D.0的补码等于1的反码
31.微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是__A__。
A.每一条机器指令由一段微指令组成的微程序解释执行
B.每一条机器指令由一条微指令来执行
C.一段机器指令组成的程序可以由一条微指令来执行
D.一条微指令由若干条机器指令组成
32.计算机使用总线结构的主要优点是___C__。
A.减少了信息传送量B.提高了信息传送速度
C.减少了信息传输线的数量D.缩短了存储器的访问周期
33.程序控制类指令的功能是___D__。
A.进行算术运算和逻辑运算
B.进行主存和CPU之间的数据传送
C.进行CPU和I/O设备之间的数据传送
D.改变程序执行的顺序
34.主存储器是计算机系统中的记忆设备,它主要用来____D____。
A.存放数据B.存放程序
C.存放微程序D.存放数据和程序
35.寄存器间接寻址方式的操作数保存在___A___中。
A.主存单元B.通用寄存器
C.程序计数器D.堆栈
36.CPU主要包括___D__。
A.控制器B.运算器
C.A和BD.C和高速存储器
37.下述I/O控制方式中,_B____主要由程序实现。
A.PPU方式B.中断方式C.DMA方式D.通道方式
38.从器件角度看,计算机经历了四代变化,但是从计算机系统结构上看,至今绝大多数计算机还是__B__结构的计算机。
A.并行B.冯·诺依曼C.智能D.实时处理
39.下列数中最小的是__A__。
A.(101001)2B.(52)8C.(2B)16D.(44)10
40.定点16位字长的计算机,采用2进制补码形式表示时,一个字所能表示的整数范围是__A___。
A.(-215)—(215-1)B.-(215-1)--(215-1)
C.(-215+1)--(215)D.(-215)--(215)
41.指令周期是指___D__。
A.CPU从主存取出一条指令的时间B.时钟周期时间
C.CPU执行一条指令的时间D.A和C
42.在CPU中,跟踪指令后继地址的寄存器是_B___。
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
43.为了便于实现多级中断,保存中断现场最有效的方法是采用__B___。
A.通用寄存器B.堆栈C.存储器D.外存
44.单地址指令为了完成两个数的算术运算,除了地址码字段指明一个操作数外,另一个操作数通常采用__A__寻址方式。
A.隐含B.堆栈C.立即D.间接
45.在下列有关补码运算的描述中,正确的是_B___。
A.补码加减法运算时符号位不能参与运算
B.补码加法运算中只有同符号数相加才可能产生溢出
C.补码减法运算中只有同符号数相减才可能产生溢出
D.补码加减法运算无法通过符号位来判断是否溢出
46.在下面有关浮点运算器的描述中,正确的是__C___。
A.尾数部件在某种情况下可能处理阶码
B.阶码部件可以实现加、减、乘、除四种运算
C.阶码部件只进行阶码的相加、相减和比较操作
D.尾数部件只进行乘、除运算
二、简答题
1.DRAM为什么要刷新?
刷新方式有几种方式?
答:
(1)DRAM刷新的目的是为了补充存储元的漏电;
(2)刷新方式有三种:
集中式刷新;分散式刷新;异步式刷新。
2.RISC指令系统的最大特点是什么?
答:
(1)指令数量少,简单;
(2)指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少
(3)只有存数、取数指令访问内存
3.CPU中包含哪几种主要寄存器?
答:
(1)指令寄存器IR;
(2)程序计数器PC;(3)地址寄存器AR;
(4)缓冲寄存器DR;(5)累加寄存器AC;(6)状态条件寄存器PSW
4.简述总线结构对计算机性能的影响。
答
(1)影响最大存储容量;
(2)影响指令系统;
(3)影响吞吐量。
5.简述计算机存储器分级结构的含义和组成。
答:
为了解决存储器容量、速度、价格差异而提出存储器分级结构,一般为三级存储体系,即Cache—主存—外存。
Cache解决CPU与主存的速度问题,主存与一部分外存构成虚拟存储器,解决了主存容量问题。
6.指令的寻址方式有几种?
答:
(1)顺序寻址方式:
指令地址在PC寄存器中,程序执行时PC依次增量;
(2)跳跃寻址方式:
程序转移执行顺序时,后续指令地址不是由PC指出,而是由指令指出。
7.什么是指令周期?
答:
从取指令到指令执行完毕的整个过程,分为取指周期和执行周期,由若干个CPU周期组成。
8.什么是总线?
总线可以分成几类?
答:
(1)总线是构成计算机系统的互连机构,是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共数据通道。
(2)分为内部总线、系统总线、I/O总线三类。
10.说明总线结构对计算机系统性能的影响。
答:
(1)影响最大存储容量;
(2)影响指令系统;(3)影响影响总线的吞吐量。
11.CPU中有哪些寄存器,其主要功能是什么?
答:
(1)指令寄存器IR:
保存正在执行的指令;
(2)程序计数器PC:
跟踪下一条指令的地址;
(3)地址寄存器AR:
保存CPU访存的地址;
(4)缓冲寄存器DR:
暂存CPU和外界交换的数据;
(5)通用寄存器:
暂存用户数据;
(6)状态条件寄存器:
记录指令执行的状态。
12.一个完整的指令系统应该包括哪几类指令?
答:
数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈操作指令、字符串处理指令、特权指令。
13.计算机管理外围设备有几种方式?
答:
(1)程序查询方式;
(2)程序中断方式;(3)DMA方式;(4)通道方式;
(5)外围处理机方式。
13.计算机管理外围设备有几种方式?
答:
(1)程序查询方式;
(2)程序中断方式;(3)DMA方式;(4)通道方式;
(5)外围处理机方式。
14.简述Cache的基本工作原理。
答:
(1)CPU发出访存请求,发出访存地址
(2)查CAM,判断该地址的内容是否在Cache中
(3)如果在Cache中,则对Cache进行访存操作,并结束,否则执行下一步
(4)CPU访问主存
(5)将主存地址相邻页面更新到Cache。
15.简述虚拟存储器的概念。
答:
将主存和一部分外存合在一起统一编址就形成了虚拟存储器,有操作系统专门的虚拟存储器控制程序控制。
可以扩充主存的容量。
21.数字电子计算机和外设进行数据交换有几种方式?
答:
程序查询方式;中断方式;DMA方式;通道方式;外围处理机方式。
三、分析题
1.下图所示为某SRAM的写入时序图,时序设计并不合理,请分析此时序的不合理之处,并提出改进建议。
答:
1.不合理之处:
地址信号在写过程中有变化;数据信号在写过程中有变化。
(4分)
2.改进建议:
可以有多种方案,但是核心是保证地址信号始终稳定有效。
(3分)
2.下图所示为4位二进制对2求补电路的逻辑图,请分析它的工作原理。
答:
说明:
本题的分析方式可以有多种,可以通过逻辑表达式分析的方式,也可以从工作过程分析的方式来分析。
但应该包括以下几个要点,切中要点即可得分。
1.数学模型:
求补过程是寻找最低位的‘1’,然后将这个‘1’后面的高位二进制变反。
2.如何寻找最低位的‘1’:
由图中的或门实现。
3.如何对二进制变反:
和‘1’进行异或操作。
4.E为求补模式,‘1’为求补,‘0’为不求补,并由图中与门来控制模式。
3.分析题
下图所示为某SRAM芯片的读操作时序,请分析它的工作原理。
答:
(1)地址有效;
(2)片选有效;(3)数据输出
(4)片选禁止,数据输出维持;(5)地址信号停止
4.下图所示为1位BCD码加法器的逻辑图,请分析它的工作原理。
答:
说明:
本题的分析方式可以有多种,但应该包括以下几个要点,切中要点即可得分。
1.数学模型:
两个1位BCD码数据相加时可能会超出BCD码表示范围,所以在必要的时候需要进行加6调整(3分)
2.如何判断是否需要调整:
当和大于9时(包括大于15的情况)需要进行加6调整,判断逻辑表达式为
(4分)
3.如何进行调整:
当需要调整时Ci+1为1,则电路最上方的加法逻辑会加上0110,即执行了加6调整。
(3分)
55
6.下图所示为静态RAM写周期时序图,请分析它的工作原理。
(13分)
答:
1.下图所示为一位BCD码加法器的逻辑框图,请分析它的工作原理。
在采用十进制运算时,和大于9便产生进位,但BCD码运算只有当和大于15时才产生进位,所以当和数大于9时需要对和数加6调整。
加6调整的逻辑为:
当需要进行加6调整时,一定有最终向前进位,所以Ci+1既被当作加6调整逻辑,又被当作最终向前进位信号。
五、存储器设计
1.CPU的地址总线为16位,数据总线为8位。
请用16K*8的SRAM芯片设计一个64K*8的存储系统。
(1)设计这样的存储系统需要多少片16K*8的存储芯片?
并说明每一个存储芯片工作的地址区间
(2)画出存储系统与CPU的连接逻辑图
答:
1.需要4片,每一片工作的地址区间为:
1#:
0~16K-1;2#:
16K~32K-1;3#:
32K~48K-1;4#:
48K~64K-1。
2.连接逻辑图
地址译码逻辑可以有多种设计方式,使用2:
4译码器、3:
8译码器、直接逻辑设计均可得分,下图为2:
4译码器的地址译码逻辑,另外两个与其相似。
2.存储器设计
CPU的地址总线为16位,数据总线为16位。
请用32K*8的SRAM芯片设计一个64K*16的存储系统。
(1)设计这样的存储系统需要多少片16K*8的存储芯片?
并说明每一个存储芯片工作的地址区间
(2)画出存储系统与CPU的连接逻辑图
答:
1.需要4片,每两片为1组,每一组工作的地址区间为:
1组:
0~32-1;2组:
32K~64K-1。
2.连接逻辑图
存储器设计
3.请使用1K×8的SRAM芯片组成4K×8的存储系统,画出存储器系统和CPU的连接逻辑图,并指明每一个芯片的工作地址区间。
其中CPU的访存请求信号为MREQ,低电平有效。
答:
1#:
0~1K-1;2#:
1K~2K-1;3#:
2K~3K-1;4#:
3K~4K-1
4.请用2K*4的静态RAM芯片设计出4K*8的存储系统,画出存储系统与CPU连接的逻辑图,并说明每一个芯片工作的地址空间。
答:
工作地址空间:
1#,2#:
0~2K-1
3#,4#:
2K~4K-1
5.请使用1K×8的SRAM芯片组成4K×8的存储系统,画出存储器系统和CPU的连接逻辑图,并指明每一个芯片的工作地址区间。
其中CPU的访存请求信号为MREQ,低电平有效。
答:
两个芯片的工作地址空间相同,为0~4K-1(0000H~0FFFH)
6.请用2K*4的静态RAM芯片设计出4K*8的存储系统,画出存储系统与CPU连接的逻辑图,并说明每一个芯片工作的地址空间。
答:
各芯片工作的地址区间:
1#:
0000H—1FFFH共8KROM
2#:
2000H—3FFFH共8KRAM
3#:
4000H—5FFFH共8KRAM
4#:
F800H--0FFFFH共2KRAM
六、综合设计(13分×1=13分)
1.现有下图所示的8位单总线模型机数据通路,假设所有的立即数都由最下方的8位数据开关输入,ALU执行算术加法的控制信号为S3=1,S2=0,S1=0,S0=1,M=0,
=1,存储芯片中已存满数据,8位数据开关可以瞬间送出8位数据。
请回答以下问题:
(1)在此数据通路的基础上设计一种微程序控制使用的微指令格式。
(2)设计指令ADD[01H],[02H]执行的动作序列(不考虑取指令动作),用方框流程图的形式描述。
该指令执行加法运算,从存储器[01H]单元内取出的一个字节加上从[02H]单元内取出的一个字节,结果保存回[01H]单元。
答:
1.
(1)将数据通路中的各个控制信号总结成一个水平微指令,位序可以不同,但是应该至少包含13个微命令,完整可得3分;
(2)设计了顺序控制字段可得2分。
2.说明:
本题的设计方式有多种,但是应该包含三个部分:
①从存储器取数打入DR2,②从存储器取数打入DR1,③执行加法运算并保存结果。
方框流程图的设计完成ADD指令要求即可得满分,基本结构正确得6分。
如果没有使用方框流程图的形式而是采用动作序列的形式描述,最高得7分。
(1)从[02H]取数送至DR2
L,
H,
H;
8位数据开关置数为02H,LDARH,发T3,地址打入AR;
H,
L,WEL,读出数据;
LDDR1L,LDDR2H,发T4,数据打入DR2。
(2)从[01H]取数送至DR1
L,
H,
H;
8位数据开关置数为01H,LDARH,发T3,地址打入AR;
H,
L,WEL,读出数据;
LDDR1H,LDDR2L,发T4,数据打入DR1。
(3)执行加法并保存结果(此时AR内容为01H)
H,
L,S3H,S2L,S1L,S0H,ML,
H,做加法
L;WEH,发T3,写入存储器。
H,
H,
H。
指令执行结束。
2.综合设计(13分×1=13分)
现有下图所示的8位单总线模型机数据通路,请回答下问题:
(1)在此数据通路的基础上设计取指令操作的操作动作序列。
(2)在此数据通路的基础上设计指令ADD[01H]执行的微程序,用方框流程图的形式描述,并做简要说明。
该指令为1次访存指令,指令功能是将存储器01H单元的一个字节数据和累加器中的数据做加法,结果保存在累加器中。
答:
1.PCAR,PC+1,ARABUS,RD,DRDBUS,IRDR。
也可以用文字叙述,但是操作顺序不能出错。
满分6分。
2.微程序和说明如下所示,微程序设计正确得5分,文字说明合理得2分。
3.综合设计
有下图所示的运算器数据通路,拥有3个通用寄存器,可以实现三种运算(算术加法、算术减法、直接通过ALU),并在图上标出了各个控制信号。
(1)请据此设计一种微指令格式,并说明各个控制位的作用。
(2)请设计一个微程序,可以在此数据通路上实现十进制加法,画出微程序的方框语言流程图。
答:
信号如下图所示,标出其中信号即可(5分)。
微指令格式(5分):
方框语言流程图(10分):
综合设计答题要点(共20分)
2.见图2,根据图1所标出的控制信号设计微指令,(5分)
1.见图1,需要标出各个控制信号(6分);
1-13位为控制信号,各个控制信号与微指令的位一一对应;
14-18位为公共控制信号,所涉及的部件可以不在图1中标出;
19位为测试位,至少有1位;
20-23位为微地址,至少有4位。
3.见图3,根据数据通路设计方框语言流程图。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 组成 原理 答案 修改