1、计算机组成原理期末考试试题及答案五套20082021年计算机组成原理期末考试试题及答案（五套） 计算机组成原理试题（一） 一、 选择题（共20分，每题1分） 1零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自_。 A立即数和栈顶； B暂存器； C栈顶和次栈顶； D累加器。 2_可区分存储单元中存放的是指令还是数据。 A存储器； B运算器； C控制器； D用户。 3所谓三总线结构的计算机是指_。 A地址线、数据线和控制线三组传输线。 BI/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线； CI/O总线、主存总线和系统总线三组传输线； D设备总线、主存总线和控制总线三组传输线。 4某计算机字长是
2、32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是_。 A128K； B64K； C64KB； D128KB。 5主机与设备传送数据时，采用_，主机与设备是串行工作的。 A程序查询方式； B中断方式； CDMA方式； D通道。 6在整数定点机中，下述第_种说法是正确的。 A原码和反码不能表示 -1，补码可以表示 -1； B三种机器数均可表示 -1； C三种机器数均可表示 -1，且三种机器数的表示范围相同； D三种机器数均不可表示 -1。 7变址寻址方式中，操作数的有效地址是_。 A基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B程序计数器内容加上形式地址； C变址寄存器内容加上形式地址； D
3、以上都不对。 8向量中断是_。 A外设提出中断； B由硬件形成中断服务程序入口地址； C由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址 D以上都不对。 9一个节拍信号的宽度是指_。 A指令周期； B机器周期； C时钟周期； D存储周期。 10将微程序存储在EPROM中的控制器是_控制器。 A静态微程序； B毫微程序； C动态微程序； D微程序。 11隐指令是指_。 A操作数隐含在操作码中的指令； B在一个机器周期里完成全部操作的指令； C指令系统中已有的指令； D指令系统中没有的指令。 12当用一个16位的二进制数表示浮点数时，下列方案中第_种最好。 A阶码取4位（含阶符1位），尾数
4、取12位（含数符1位）； B阶码取5位（含阶符1位），尾数取11位（含数符1 位）； C阶码取8位（含阶符1位），尾数取8位（含数符1位）； D阶码取6位（含阶符1位），尾数取12位（含数符1位）。 13DMA方式_。 A既然能用于高速外围设备的信息传送，也就能代替中断方式； B不能取代中断方式； C也能向CPU请求中断处理数据传送； D内无中断机制。 14在中断周期中，由_将允许中断触发器置“0”。 A关中断指令； B机器指令； C开中断指令； D中断隐指令。 15在单总线结构的CPU中，连接在总线上的多个部件_。 A某一时刻只有一个可以向总线发送数据，并且只有一个可以从总线接收数据； B某
5、一时刻只有一个可以向总线发送数据，但可以有多个同时从总线接收数据； C可以有多个同时向总线发送数据，并且可以有多个同时从总线接收数据； D可以有多个同时向总线发送数据，但可以有一个同时从总线接收数据。 16三种集中式总线控制中，_方式对电路故障最敏感。 A链式查询； B计数器定时查询； C独立请求； D以上都不对。 17一个16K8位的存储器，其地址线和数据线的总和是_。 A48； B46； C17； D22 18在间址周期中，_。 A所有指令的间址操作都是相同的； B凡是存储器间接寻址的指令，它们的操作都是相同的； C对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令，它们的操作是不同的； D以上都不
6、对。 19下述说法中_是正确的。 AEPROM是可改写的，因而也是随机存储器的一种； BEPROM是可改写的，但它不能用作为随机存储器用； CEPROM只能改写一次，故不能作为随机存储器用； DEPROM是可改写的，但它能用作为随机存储器用。 20打印机的分类方法很多，若按能否打印汉字来区分，可分为_。 A并行式打印机和串行式打印机； B击打式打印机和非击打式打印机； C点阵式打印机和活字式打印机； D激光打印机和喷墨打印机。 二、填空（共20分，每空1分） 1设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 ，最小
7、正数为 ，最大负数为 ，最小负数为 。 2指令寻址的基本方式有两种，一种是 寻址方式，其指令地址由 给出，另一种是 寻址方式，其指令地址由 给出。 3在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中，假设四个过程段的时间分别是T1 = 60nspT2 = 50nspT3 = 90nspT4 = 80ns。则加法器流水线的时钟周期至少为 。如果采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为 。 4一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须 。尾数右移1位，阶码 。 5存储器由m（m1，2，4，8?）个模块组成，每个模块有自己的 和 寄存器，若存储器采用 编址，存储器带宽可增加到原来的
8、 _倍。 6按序写出多重中断的中断服务程序包括 、 、 、 和中断返回几部分。 三、名词解释(共10分，每题2分) 1微操作命令和微操作 2快速缓冲存储器 3基址寻址 4流水线中的多发技术 5指令字长 四、计算题（5分） 设机器数字长为8位（含1位符号位），设A 139，B?，计算A?B补，并还原成6432真值。 五、简答题（共20分） 1异步通信与同步通信的主要区别是什么，说明通信双方如何联络。（4分） 2为什么外围设备要通过接口与CPU相连？接口有哪些功能？（6分） 六、问答题（共15分） 1设CPU中各部件及其相互连接关系如下图所示。图中W是写控制标志，R是读控制标志，R1和R2是暂存器
9、。（8分） WR存储器*内部总线Bus微操作命令形成部件*R2 （1）假设要求在取指周期由ALU完成 (PC) + 1PC的操作（即ALU可以对它的一个源操作数完成加1的运算）。要求以最少的节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排。 （2）写出指令ADD # （#为立即寻址特征，隐含的操作数在ACC中）在执行阶段所需的微操作命令及节拍安排。 2DMA接口主要由哪些部件组成？在数据交换过程中它应完成哪些功能？画出DMA工作过程的流程图（不包括预处理和后处理） 七、设计题（10分） 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效），用WR作读写控制信号（高电平为读，低
10、电平为写）。现有下列芯片及各种门电路（门电路自定），如图所示。画出CPU与存储器的连接图，要求： （1）存储芯片地址空间分配为：最大4K地址空间为系统程序区，相邻的4K地址空间为系统程序工作区，最小16K地址空间为用户程序区； （2）指出选用的存储芯片类型及数量； （3）详细画出片选逻辑。 AmA0AkA0*RAMPD/ProgrWEDnD0DnD0ROM: 2K8位RAM: 1K4位 8K8位 2K8位 32K8位 8K8位 16K1位 4K4位1）主存地址空间分配： 6000H67FFH为系统程序区； 6800H6BFFH为用户程序区。 2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片？3）详细画出
11、存储芯片的片选逻辑图。 G1Y7G2*BAY0*译码器G1，G 2A，G 2B为控制端C, B, A为变量控制端Y 7? Y0为输出端 （ （ 计算机组成原理试题答案（一） 一、选择题（共20分，每题1分） 1C 2C 3B 4B 5A 6B 7C 8C 9C 10A 11D 12B 13B 14D 15B 16A 17D 18C 19B 20C 二、填空（共20分，每空1分） 1AA2127(1-223) B2129 C2128(-21-223) D-2127 2A 顺序 B程序计数器 C跳跃 D 指令本身 3A90ns B280ns 4AA增加 B加1 5A地址 B数据 C模m Dm 6A
12、保护现场 B开中断 C设备服务 D恢复现场 三、名词解释(共10分，每题2分) 1微操作命令和微操作 答：微操作命令是控制完成微操作的命令；微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。 2快速缓冲存储器 答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度，在CPU和主存之间增设的高速存储器，它对用户是透明的。只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的，从而提高了访存速度。 3基址寻址 答：基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。 4流水线中的多发技术 答：为了提高流水线的性能，设法在一个时钟周期（机器主频的倒数）内产生更多条指令的结果，这就是流水
13、线中的多发技术。 5指令字长 答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。 四、（共5分） 计算题 答：A+B补1.*-*， A+B （-17/64） A-B补1.*-*， A-B （35/64） 五、简答题（共20分） 1（4分）答： 同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序，统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性
14、最高。 2（6分，每写出一种给1分，最多6分） 答：外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有： （1）一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设备的选择。 （2）I/O设备种类繁多，速度不一，与 CPU速度相差可能很大，通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。 （3）I/O设备可能串行传送数据，而CPU一般并行传送，通过接口可实现数据串并格式转换。 （4）I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。 （5）CPU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。 （6）I/O设备需将其工作状况（“忙”、“就绪”、“
15、错误”、“中断请求”等）及时报告CPU，通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。 可见归纳起来，接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能（包括缓冲、数据格式及电平的转换）。 4（5分）答： （1）根据IR和MDR均为16位，且采用单字长指令，得出指令字长16位。根据105种操作，取操作码7位。因允许直接寻址和间接寻址，且有变址寄存器和基址寄存器，因此取2位寻址特征，能反映四种寻址方式。最后得指令格式为： 7 OP 2 M 7 AD 其中 OP 操作码，可完成105种操作； M 寻址特征，可反映四种寻址方式； AD形式地址。 这种格式指令可直
16、接寻址27 = 128，一次间址的寻址范围是216 = *。 （2）双字长指令格式如下： 7 OP 2 M AD2 7 AD1 其中 OP、M的含义同上； AD1AD2为23位形式地址。 这种格式指令可直接寻址的范围为223 = 8M。 （3）容量为8MB的存储器，MDR为16位，即对应4M16位的存储器。可采用双字长指令，直接访问4M存储空间，此时MAR取22位；也可采用单字长指令，但RX和RB取22位，用变址或基址寻址访问4M存储空间。 六、 （共15分）问答题 1（8分）答： （1）由于 (PC) + 1PC需由ALU完成，因此PC的值可作为ALU的一个源操作数，靠控制ALU做1运算得到
17、 (PC) + 1，结果送至与ALU输出端相连的R2，然后再送至PC。 此题的关键是要考虑总线冲突的问题，故取指周期的微操作命令及节拍安排如下： T0 PCMAR，1R T1 M(MAR)MDR，(PC) + 1R2 T2 MDRIR，OP(IR)微操作命令形成部件 T3 R2PC （2）立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下： T0 Ad(IR)R1 ；立即数R1 T1 (R1) + (ACC)R2 ；ACC通过总线送ALU T2 R2ACC ；结果ACC 2（7分）答：DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构和DMA控制逻辑等组成。在
18、数据交换过程中，DMA接口的功能有：（1）向CPU提出总线请求信号；（2）当CPU发出总线响应信号后，接管对总线的控制；（3）向存储器发地址信号（并能自动修改地址指针）；（4）向存储器发读/写等控制信号，进行数据传送；（5）修改字计数器，并根据传送字数，判断DMA传送是否结束；（6）发DMA结束信号，向CPU申请程序中断，报告一组数据传送完毕。DMA工作过程流程如图所示。 DMA请求DMA响应发送主存地址传送一个字修改地址指针和字计数器测试传送是否结束？是DMA结束否 七、设计题（共10分） 答： （1）主存地址空间分配。（2分） A15 ? A11 ? A7 ? ? A0 *-*-*?*-*
19、-*?最大4K 2K8位ROM 2片 *-*-*?*-*-*?*-*-*?相邻4K 4K4位RAM 2片 *-*-*?*-*-*?*-*-*?最小16K 8K8位RAM 2片（2）根据 *-*-*?*-*-*?主存地址空间分配 最大4K地址空间为系统程序区，选用2片2K8位ROM芯片；（1分） 相邻的4K地址空间为系统程序工作区，选用2片4K4位RAM芯片；（1分） 最小16K地址空间为用户程序区，选用2片8K8位RAM芯片。（1分） （3）存储芯片的片选逻辑图（5分） +5*2*A14A13Y1Y0A12A11A10A0CPU8K8位RAM8K8位RAM4K4位RAM4K4位RAM2K8位R
20、OM2K8位*D3D0WR A14A15*A12A11A10A9A0G1G2*Y5Y4A10A02K?8位*?4位*A01K?4位*D4D3D0*7D4D3 计算机组成原理试题（二） 一、选择题 （共 20题，每题1分， 共 20 分） 1. 在下列机器数_B_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10241024，颜色深度为8位，则刷新存储器的存储容量是_B_。 A2MB B1MB C8MB D1024B 3. 在定点二进制运算器中，减法运算一般通过_D_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
21、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_B_。 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_。 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_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. CPU响应中断的时间是_C_。 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_C_。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编
22、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_B_。 A（*-*）2 B（52）8 C（133）8 D（30）16 10. 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_D_。 A*-* B*-* C*-* D*-* 11. 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_C_。 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_C_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
23、_C_。 A运算器 B控制器 C运算器、控制器和cache D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_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 15. 在集中式总线仲裁中，_C_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_D_。 A串行传输 B并行传输 CDMA式传输 D猝发式 17. 中断向量地址是_B_。 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_C_型光盘。 A一次 B重写 C只读
24、 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_。 A512K B1M C512KB 20一个16K32位的存储器，其地址线和数据线的总和是_B_。 A48 B46 C36 D.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、_、_、_
25、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
26、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
27、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*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？ 计算机组成原理试题（二）答案 一、选择题 1. B 2. B 3. D 4. B 5. A 6. C 7. C 8. C 9. B 10. D 11. C
28、12. C 13. C 14. B 15. C 16. D 17. B 18. C 19. A 20. 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 -16 4.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
29、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=0.12510-6 =125ns 机器周期=125ns2=250ns 平均指令周期=250ns2.5=625ns 平均指令执行速度=1/625ns=1.6MIPS 当参数改变后：机器周期= 125ns4=500ns=0.5s 平均指令周期=0.5s5=2.5s 平均指令执行速度=1/2.5s=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D A C B后，每个中断源新的屏蔽字如表所示。（5分） （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 = +*-*，B = +24 = +*-* A补 = 0,*-*，B补
