1、9 带有处理器的设备一般称为_设备。A 智能化 B 交互式 C 远程通信 D 过程控制 10.某中断系统中，每抽取一个输入数据就要中断CPU一次，中断处理程序接收取样的数 据，并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要X秒。另一方面，缓冲区N 内每存储 个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需要Y秒，因此该系统可以跟踪到每 秒_次中断请求。AN / （NX + Y） B. N / （X + Y）N C .min1 / X ,1 / Y D. max1 / X ,1 / Y 二 填空题（每小题3分，共24分） 1存储A._并按B._顺序执行，这是C._型计算机的工作原理。2移码表示法主要用于表
2、示A._数的阶码E，以利于比较两个B._的大小和 C._操作。3闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及A._能力，为现有的B._体 系结构带来巨大变化，因此作为C._用于便携式电脑中。4寻址方式按操作数的A._位置不同，多使用B._和C._型,前者比后者执 行速度快。5微程序设计技术是利用A._方法设计B._的一门技术。具有规整性、可维护 性、C ._等一系列优点。6衡量总线性能的重要指标是A._，它定义为总线本身所能达到的最高B._。PCI 总线的带宽可达C._。7显示适配器作为CRT和CPU的接口，由A. _存储器，B. _控制器，C. _ 三部分组成。8DMA技术的出现使得A. _可
3、通过B. _直接访问C. _。三 应用题 1. （11分）设机器字长32位，定点表示，尾数31位，数符1位，问：（1） 定点原码整数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？（2） 定点原码小数表示时，最大正数是多少？2. （11分）设存储器容量为32字，字长64位，模块数m = 4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T = 200ns,数据总线宽度为64位，总线周期 = 50ns .问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？3. （11分）指令格式如下所示，OP为操作码字段，试分析指令格式特点。 31 26 22 18 17 16 15 0 源寄存器 变址寄存器 偏移量 OP 4. （1
4、1分）已知某机采用微程序控制方式，其存储器容量为51248（位），微程序在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图所示： 微命令字段 判别测试字段 下地址字段 顺序控制 操作控制（1） 微指令中的三个字段分别应多少位？（2） 画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。5 （11分）画出PCI总线结构图，说明三种桥的功能。6 （11分）某机用于生产过程中的温度数据采集，每个采集器含有8位数据缓冲寄存器一个，比较器一个，能与给定范围比较，可发出“温度过低”或“温度过高”的信号，如图B1.1所示。主机采用外设单独编址，四个采集器公
5、用一个设备码，共用一个接口，允许采用两种方式访问：（1） 定期巡回检测方式，主机可编程指定访问该设备中的某一采集器。（2） 中断方式，当采集温度比给定范围过底或过高时能提出随机中断请求，主机应能判别是哪一个采集器请求，是温度过低或过高。 请拟定该接口中有哪些主要部件（不要求画出完整的连线图），并概略说明在两 种方式下的工作原理。 习题一答案 选择题一 C B 5. 3. C 4. B 1. D 2. A 10. A 8. C 9. C 6. 7. A、D 填空题二 冯诺依曼 C. B.地址 1. A.程序 C.对阶B.指数 2. A.浮点 C.固态盘B.存储器 3. A. 瞬时启动 C.RS
6、B.RR 4. A.物理 C.灵活性操作控制 5. A.软件 B.C.264MB / S B.传输速率6. A.总线带宽 BIOS C.ROM 显示 A.刷新 B.7. 内存 C.A.外围设备 B.DMA控制器8. 应用题三）定点原码整数表示 解：（11. 最大正数： 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 0 31 12） 数值 = （ 10 0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 最大负数：31 1）-（2 = 数值 10 （2）定点原码小数表示：-31 ）（ 最大正数值= 1 2 10-31 ） 1
7、2最大负数值 = -（ 102. 解：信息总量： q = 64位 4 =256位 顺序存储器和交叉存储器读出4个字的时间分别是：7 （s） 10t = m T = 4200ns =8 27 （s） 10= 200 + 350 = 3.5 t = T + （m 1） 1 顺序存储器带宽是：7 （位/ S10） W = q / t = 32 21 交叉存储器带宽是：7 （位/ S10） = q / t W = 73 126 = 64种操作，即642条指令。 解：（1）操作码字段为6位，可指定 3. （2）单字长（32）二地址指令。 （3）一个操作数在原寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由
8、变址寄 存器内容 + 偏移量决定），所以是RS型指令。 （4）这种指令结构用于访问存储器。4. 解：（1）假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有4个转移条件， 故该字段为4位，（如采用字段译码只需3位），下地址字段为9位，因为控制容量为512单元，微命令字段是（ 48 4 - 9 ）= 35 位。5. （2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图B1.2如下：其中微地址寄存器对应下地址字段，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令子段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器OP码，各状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），其输出修改微地址寄存器的
9、适当位数，从而实现微程序的分支转移。B1.2 图 B1.3总线结构框图如图所示：PCI 6.解： 图.B1.3 PCI总线有三种桥，即HOST / PCI桥（简称HOST桥），PCI / PCI桥，PCI / LAGACY桥。在PCI总线体系结构中，桥起着重要作用：（1） 它连接两条总线，使总线间相互通信。（2） 桥是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。（3） 利用桥可以实现总线间的卒发式传送。7. 解：数据采集接口方案设计如图B1.4所示。 现结合两种工作方式说明上述部件的工作。（1） 定期检寻方式
10、主机定期以输出指令DOA、设备码；（或传送指令）送出控制字到A寄存器，其中用四位分别指定选中的缓冲寄存器（四个B寄存器分别与四个采集器相应）。然后，主机以输入指令DIA、设备码；（或传送指令）取走数据。（2） 中断方式 ，共8位，每二位表示一个采集器状态：00 正A 比较结果形成状态字 中有一位以上为“1”）都将通过高。有任一处不正常（，过低，常 01 10 A过中断请求逻辑（内含请求触发器、屏蔽触发器）发出中断请求。中断响应后，服务程序以DIA、设备码；或传送指令）取走状态字。可判明有几处采集数据越限、是过高或过低，从而转入相应处理。 图B1.4 习题二 一 选择题（每小题1分，共10分）
11、1 六七十年代，在美国的_州，出现了一个地名叫硅谷。该地主要工业是_它也是_的发源地。A 马萨诸塞 ，硅矿产地，通用计算机 B 加利福尼亚，微电子工业，通用计算机 C加利福尼亚，硅生产基地，小型计算机和微处理机 D加利福尼亚，微电子工业，微处理机 2 若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是_。A 阶符与数符相同为规格化数 B 阶符与数符相异为规格化数 C 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数 D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数 3 定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时,一个字所能表示的整数范围是_。15 15 15 15 ） +（211）2（A -2 +
12、（2 B -1） 15 15 15 15 +2C -（2D -2+ 1） +2 4 某SRAM芯片，存储容量为64K16位，该芯片的地址线和数据线数目为_。A 64，16 B 16，64 C 64，8 D 16，6 。5 交叉存贮器实质上是一种_存贮器，它能_执行_独立的读写操作。A 模块式，并行，多个 B 模块式串行，多个 C 整体式，并行，一个 D 整体式，串行，多个 6 用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 7 流水CPU 是由一系列叫做“段”的处理线路所组成，和具有m个并行部件的CPU相比，一个 m段流水CPU_。A 具备同等水平
13、的吞吐能力 B不具备同等水平的吞吐能力 C 吞吐能力大于前者的吞吐能力 D吞吐能力小于前者的吞吐能力 8 描述PCI总线中基本概念不正确的句子是_。A HOST 总线不仅连接主存，还可以连接多个CPU B PCI 总线体系中有三种桥，它们都是PCI 设备 C 从桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作 D 桥的作用可使所有的存取都按CPU 的需要出现在总线上 9 计算机的外围设备是指_。A 输入/输出设备 B 外存储器 C 远程通信设备 D 除了CPU 和内存以外的其它设 备10 中断向量地址是：A 子程序入口地址 B 中断服务例行程序入口地址 C中断服务例行程序入口地址的指示器 D
14、 中断返回地址 二. 填空题 （每题3分，共24分） 1 为了运算器的A. _，采用了B. _进位，C. _乘除法流水线等并行措施。2 相联存储器不按地址而是按A. _访问的存储器，在cache中用来存放B. _，在虚拟存储器中用来存放C. _。3 一个较完善的指令系统应包含A. _类指令，B. _类指令，C. _类指令，程序控制类指令，I/O类指令，字符串类指令，系统控制类指令。4 硬布线器的设计方法是：先画出A. _流程图，再利用B. _写出综合逻辑表达式，然后用C. _等器件实现。5 当代流行的标准总线内部结构包含A. _总线，B. _总线，C. _总线， 公用总线。6 磁表面存储器主要
15、技术指标有A._，B. _，C. _，数据传输率。7 DMA 控制器按其A. _结构，分为B. _型和C. _型两种。+（135）的值为A. _26）（63）。 （8 16168 三 .应用题 n?-i ） Y ? X Y =X ?（-Y + 2111. （分）求证：i0补补1i?2. （11分）某计算机字长16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有64条指令，试采用四种寻址方式（立即、直接、基值、相对）设计指令格式。3. （11分）如图B2.1表示使用快表（页表）的虚实地址转换条件，快表存放在相联存贮器中，其中容量为8个存贮单元。问：（1） 当CPU 按虚拟地址1去访问主存时，主
16、存的实地址码是多少？（2） 当CPU 按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地址码是多少？（3） 当CPU 按虚拟地址3去访问主存时，主存的实地址码是多 少？ 图B2.1 4. （11分）假设某计算机的运算器框图如图B2.2所示，其中ALU为16位的加法器（高电平工作），S、S为16位锁存器，4个通用寄存器由D触发BA 器组成，O端输出， B2.2 图 其读写控制如下表所示：读控 选择 RA 1 RRA 00 1 0 0 R0 1 0 1 R1 1 1 0 R2 1 1 1 R3 不读出 0 x x 写控制 选择 WA1 WWA 0 不写 0 x x 入 要求：（1）设计微指令格式。 （2）画出A
17、DD，SUB两条微指令程序流程图。5. （11分）画出单机系统中采用的三种总线结构。6. （11分）试推导磁盘存贮器读写一块信息所需总时间的公式。 习题二答案 一. 选择题 1. D 2. C 3. A 4. D 5. A 6. C 7. A 8. C 9. D 10. C 二. 填空题 1. A.高速性 B.先行 C.阵列。2. A.内容 B.行地址表 C.页表和快表。3. A.数据传送 B.算术运算 C.逻辑运算。4. A.指令周期 B.布尔代数 C.门电路和触发器。5. A.数据传送 B.仲裁 C.中断和同步。6. A.存储密度 B.存储容量 C.平均存取时间。7. A.组成结构 B.选
18、择 C.多路。8. A.（58） 10三应用题 1. 证明：设x=xxxx , y=yyy n1n2001补补（1） 被乘数x 符号任意，乘数y符号为正。 根据补码定义，可得 n+1 + x （mod 2= 2+x=2） x 补 y = y 补 所以 n+1y + xy=2（yyy）+xy y x = 2n21补补其中（yyyn）是大于0的正整数，根据模运算性质有 21 2（yyyn）= 2 （mod 2） 21 所以 xy=2+xy= xy （mod 2） 补补补1 xy=xy=xy 即 补补补补（2） 被乘数x 符号任意，乘数y符号为负。 x=x.xxx n210补 y=1.yyy=2+y
19、 （mod 2） n21补由此 y=y2=0.yyy 1 n21补所以 xy=x（yyy）x n21 xy= x（yyy）-x n21补补补1 有，根据式 yyy）0又 （n12 x（yyy） = x（0.yyy） nn2112补补所以 2 ） xy= x（0.yyy-x n12补补补（3） 被乘数x和乘数y符号都任意。2两种情况综合起来，即得补码乘法的统一算式，1将式和式即 xy= x（0.yyy）xy 01n2补补补 = x（-y0.yyy） n102补n?-i ） y? 2 证毕 =x ? （-y + i0补1?i2. 解：64条指令需占用操作码字段（OP）6位，这样指令余下长度为10位
20、。为了覆盖主存64K字的地址空间，设寻址模式（X）2位，形式地址（D）8位，其指令格式如下： 15 10 9 8 7 0 OP X D 寻址模式定义如下：X= 0 0 直接寻址 有效地址 E=D（256单元） X= 0 1 间接寻址 有效地址 E= （D）（64K） X= 1 0 变址寻址 有效地址 E= （R）D （64K） X= 1 1 相对寻址 有效地址 E=（PC）D （64K） 其中R为变址寄存器（16位），PC为程序计数器（16位），在变址和相对寻址时，位移量D可正可负。3. 解：（1） 用虚拟地址为1的页号15作为快表检索项，查得页号为15的页在主存中的起始地址为80000，故将
21、80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加，求得主存实地址码为80324。（2） 主存实地址码 = 96000 + 0128 = 96128 （3） 虚拟地址3的页号为48，当用48作检索项在快表中检索时，没有的页面，此时操作系统暂停用户作业程序的执行，48检索到页号为转去执行查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不存在，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其在主存中的起始地址写入快表。4解：各字段意义如下：F1读ROR3的选择控制。 F2写ROR3的选择控制。 F3打入SA的控制信号。 F4打入SB的控制信号。 F5打开非反向三态门
22、的控制信号LDALU。 F6打开反向三态门的控制信号LDALU ，并使加法器最低 。位加1 信号。清零RESET F7锁存器SB 一段微程序结束，转入取机器指令的控制信号。 F8 寄存器读命令 R 寄存器写命令 W 所示。两条指令的微程序流程图见图B2.32）ADD、SUB（ B2.3 图 ：B2.4三种系统总线结构如图5 图B2.4 6解：设读写一块信息所需总时间为T，平均找到时间为T，平均等待时间为sbT，读写一块信息的传输时间为T，则：T=TTT。假设磁盘以每秒rmbLmsL转速率旋转，每条磁道容量为N个字，则数据传输率=rN个字/秒。又假设每块的字数为n，因而一旦读写头定位在该块始端，
23、就能在T（n / rN）秒的时间m中传输完毕。T是磁盘旋转半周的时间，T=（1/2r）秒，由此可得： T=TsLLb1/2rn/rN 秒 习题三 1 冯诺依曼机工作的基本方式的特点是_。A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令 堆栈操作 C D 存贮器按内容选择地址 2 在机器数_中，零的表示形式是唯一的。A 原码 B 补码 C 移码 D 反码 3 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 原码运算的十进制加法器 D 补码运算的二进制加法器 4. 某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是_。
24、 A 04MB B 02MB C 02M D 01M 5 主存贮器和CPU之间增加cache的目的是_。A 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B 扩大主存贮器容量 C 扩大CPU中通用寄存器的数量 D 既扩大主存贮器容量，又扩大CPU中通用寄存器的数量 6 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 7 同步控制是_。A 只适用于CPU控制的方式 B 只适用于外围设备控制的方式 C 由统一时序信号控制的方式 D 所有指令执行时间都相同的方式 8描述 PCI 总线中基本概念不正确的句
25、子是_。A. PCI 总线是一个与处理器无关的高速外围设备 B. PCI总线的基本传输机制是猝发或传送 C. PCI 设备一定是主设备 D. 系统中只允许有一条PCI总线 9 CRT的分辨率为10241024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量为_。A 512KB B 1MB C 256KB D 2MB 10为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用_。 A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存 1 在计算机术语中，将运算器和控制器合在一起称为A. _，而将B. _和存储器 合在一起称为C. _。2 数的真值变成机器码可采用A. _表示法，B. _表示法，C._表示法，移 码表示法。3 广泛使用的A. _和B. _都是半导体随机读写存储器。前者的速度 比后者快， 但C. _不如后者高。4 形式指令地址的方式，称为A._
