计算机组成原理试题及答案4

一、选择题（共20分，每题1分）

1．某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是______。

A．-127 ～ 127；

B．-128 ～ +128；

C．-128 ～ +127；

D．-128 ～ +128。

2．在_____的计算机系统中，外设可以和主存储器单元统一编址，因此可以不使用I/O指令。

A．单总线；

B．双总线；

C．三总线；

D．以上三种总线。

3．某计算机字长是32位，它的存储容量是64KB．按字编址，它的寻址范围是______。

A．16KB；

B．16K；

C．32K；

D．32KB。

4．中断向量可提供______。

A．被选中设备的地址；

B．传送数据的起始地址；

C．中断服务程序入口地址；

D．主程序的断点地址。

5．Cache的地址映象中 比较多的采用“按内容寻址”的相联存储器来实现。

A．直接映象；

B．全相联映象；

C．组相联映象；

D．以上都有。

6．总线的异步通信方式______。

A．不采用时钟信号，只采用握手信号；

B．既采用时钟信号，又采用握手信号；

C．既不采用时钟信号，又不采用握手信号；

D．采用时钟信号，不采用握手信号。

7．在磁盘存储器中，查找时间是______。

A．使磁头移动到要找的柱面上所需的时间；

B．在磁道上找到要找的扇区所需的时间；

C．在扇区中找到要找的数据所需的时间。

D．以上都不对。

8．在控制器的控制信号中，相容的信号是______的信号。

A．可以相互替代；

B．可以相继出现；

C．可以同时出现；

D．不可以同时出现。

9．计算机操作的最小单位时间是______。

A．时钟周期；

B．指令周期；

C．CPU周期；

D．执行周期。

10．CPU不包括______。

A．地址寄存器；

B．指令寄存器IR；

C．地址译码器；

D．通用寄存器。

11． 寻址便于处理数组问题。

A．间接寻址；

B．变址寻址；

C．相对寻址；

D．立即寻址。

12．设寄存器内容为10000000，若它等于0，则为______。

A．原码；

B．补码；

C．反码；

D．移码。

13．若一个8比特组成的字符至少需10个比特来传送，这是______传送方式。

A．同步；

B．异步；

C．并联；

D．混合。

14．设机器字长为32位，存储容量为16MB，若按双字编址，其寻址范围是 。

A．8MB；

B．2M；

C．4M；

D．16M。

15． 寻址对于实现程序浮动提供了较好的支持。

A．间接寻址；

B．变址寻址；

C．相对寻址；

D．直接寻址。

16．超标量技术是______。

A．缩短原来流水线的处理器周期；

B．在每个时钟周期内同时并发多条指令；

C．把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令；

D．以上都不对。

17．在控制器的控制方式中，机器周期内的时钟周期个数可以不相同，这属于______。

A．同步控制；

B．异步控制；

C．联合控制；

D．局部控制。

18．I/O与主机交换信息的方式中，中断方式的特点是______。

A．CPU与设备串行工作，传送与主程序串行工作；

B．CPU与设备并行工作，传送与主程序串行工作；

C．CPU与设备并行工作，传送与主程序并行工作；

D．CPU与设备串行工作，传送与主程序并行工作。

19．当定点运算发生溢出时，应______ 。

A．向左规格化；

B．向右规格化；

C．发出出错信息；

D．舍入处理。

20．在一地址格式的指令中，下列 是正确的。

A．仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提供；

B．可能有一个操作数，也可能有两个操作数；

C．一定有两个操作数，另一个是隐含的；

D．指令的地址码字段存放的一定是操作码。

二、填空题（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 A ，最小正数为 B ，最大负数为 C ，最小负数为 D 。

2．在总线复用的CPU中， A 和 B 共用一组总线，必须采用 C 控制的方法，先给 D 信号，并用 E 信号将其保存。

3．微指令格式可分为 A 型和 B 型两类，其中 C 型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。

4．如果Cache的容量为128块，在直接映象下，主存中第i块映象到缓存第 A 块。

5．I/O和CPU之间不论是采用串行传送还是并行传送，它们之间的联络方式（定时方

式）可分为 A 、 B 、 C 三种。

6．设n = 4位（不包括符号位在内），原码两位乘需做 A 次移位，最多做

B 次加法；补码Booth算法需做 C 次移位，最多做 D 次加法。

三、名词解释（共10分，每题2分）

1．异步控制方式

2．向量地址

3．直接寻址

4．字段直接编码

5．多重中断

四、计算题（5分）

设浮点数字长为32位，欲表示±6万的十进制数，在保证数的最大精度条件下，除阶符、数符各取1位外，阶码和尾数各取几位？

按这样分配，该浮点数溢出的条件是什么？

五、简答题（15分）

1．某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备85种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、基址、变址六种寻址方式。

（5分）

（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；

（2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）；

（3）一次间址的寻址范围（十进制表示）；

（4）相对寻址的位移量（十进制表示）。

2．程序查询方式和程序中断方式都要由程序实现外围设备的输入/输出，它们有何不

同？（5分）

3．某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,L3,L4，现要求优先顺序改为L4,L3,L2,L1,L0，写出各中断源的屏蔽字。

（5分）

中断源 屏蔽字

0 1 2 3 4

L0

L1

L2

L3

L4

六、问答题（20分）

（1）画出主机框图（要求画到寄存器级）；

（2）若存储器容量为64K×32位，指出图中各寄存器的位数；

（3）写出组合逻辑控制器完成 ADD X （X为主存地址）指令发出的全部微操作命令及节拍安排。

（4）若采用微程序控制，还需增加哪些微操作？

七、设计题（10分）

设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用 作访存控制信号（低电平有效）用 作读写控制信号（高电平为读，低电平为写）。

现有下列存储芯片：1K×4位RAM，4K×8位RAM，2K×8位ROM，以及74138译码器和各种门电路，如图所示。

画出CPU与存储器连接图，要求：

（1）主存地址空间分配：A000H～A7FFH为系统程序区；A800H～AFFFH为用户程序区。

（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片，并写出每片存储芯片的二进制地址范围。

（3）详细画出存储芯片的片选逻辑。

计算机组成原理试题4答案

一、选择题（共20分，每题1分）

1．C 2．C 3．B 4．C 5．B 6．A 7．A

8．C 9．A 10．C 11．B 12．D 13．B 14．B

15．C 16．B 17．A 18．B 19．C 20．B

二、填空题（共20分，每空1分）

1．A．2127(1-2－23) B．2－129 C．2－128(-2－1-2－23) D．-2

2．A．地址线 B．数据线 C．分时 D．地址

E．地址锁存

3．A．垂直 B．水平 C．垂直

4．A．i mod128

5．A．立即响应 B．异步定时 C．同步定时

6．A．2 B．3 C．4 D．5

三、名词解释（共10 每题2分）

1． 异步控制方式

答：异步控制不存在基准时标信号，微操作的时序是由专用的应答线路控制的，即控制器发出某一个微操作控制信号后，等待执行部件完成该操作时所发回的“回答”或“终了”信号，再开始下一个微操作。

2．向量地址

答：向量地址是存放服务程序入口地址的存储单元地址，它由硬件形成

3．双重分组跳跃进位

答：n位全加器分成若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送。

4．字段直接编码

答：字段直接编码就是将微指令的操作控制字段分成若干段，将一组互斥的微命令放在一个字段内，通过对这个字段译码，便可对应每一个微命令，这种方式因靠字段直接译码发出微命令，故又有显式编码之称。

5．多重中断

答：多重中断即指CPU在处理中断的过程中，又出现了新的中断请求，此时若CPU暂停现行的中断处理，转去处理新的中断请求，即多重中断。

四、计算题（共5分）

答：【解】 因为216 = 65536

则±6万的十进制数需16位二进制数表示。

对于尾数为16位的浮点数，因16需用5位二进制数表示，即

(16)十 = (10000)二，

故除阶符外，阶码至少取5位。为了保证数的最大精度，最终阶码取5位，尾数取32 -1 - 1 - 5 = 25位。

按这样分配，当阶码大于 +31时，浮点数溢出，需中断处理。]

五、简答题（共15分）

1．（5分）答：

（1） 一地址指令格式为（1分）

OP M A

OP 操作码字段，共7位，可反映85种操作；

M 寻址方式特征字段，共3位，可反映6种寻址方式；

A 形式地址字段，共16 –7 – 3 = 6位 （1分）

（2） 直接寻址的最大范围为26 =64 （1分）

（3） 由于存储字长为32位，故一次间址的寻址范围为216 = 65536（1分）

（4） 相对寻址的位移量为 – 32 ~ + 31 （1分）

2．（5分）答：程序查询方式是用户在程序中安排一段输入输出程序，它由I/O指令、测试指令和转移指令等组成。CPU一旦启动I/O后，就进入这段程序，时刻查询I/O准备的情况，若未准备就绪就踏步等待；

若准备就绪就实现传送。在输入输出的全部过程中，CPU停止自身的操作。

程序中断方式虽也要用程序实现外部设备的输入、输出，但它只是以中断服务程序的形式插入到用户现行程序中。即CPU启动I/O后，继续自身的工作，不必查询I/O的状态。

而I/O被启动后，便进入自身的准备阶段，当其准备就绪时，向CPU提出中断请求，此时若满足条件，CPU暂停现行程序，转入该设备的中断服务程序，在服务程序中实现数据的传送。

3．（5分）答：（每写对一个屏蔽字1分）

设屏蔽位为“1”时表示对应的中断源被屏蔽，屏蔽字排列如下：

中断源 屏蔽字

0 1 2 3 4

L0

L1

L2

L3

L4 1 0 0 0 0

1 1 0 0 0

1 1 1 0 0

1 1 1 1 0

1 1 1 1 1

六、问答题（共20分）

（1）（5分）

（2）（5分）

ACC MQ ALU X IR MDR PC MAR

32 32 32 32 32 32 16 16

（3）（5分）

T0 PC→MAR 1→R

T1 M(MAR)→MDR (PC)+1→PC

T2 MDR→IR OP(IR)→ID

T0 Ad(IR)→MAR 1→R

T1 M(MAR)→MDR

T2 (AC)+(MDR)→AC

(4)（5分）

取指 Ad(CMDR)→CMAR

OP(IR)→微地址形成部件→CMAR

执行 Ad(CMDR)→CMAR

七、设计题（共10分）

（1） 根据主存地址空间分配为：（2分）

A15 … A11 … A7 … A3 … A0

2K×8位ROM 1片

1K×4位RAM 2片

1K×4位RAM 2片

（2）选出所用芯片类型及数量

对应A000H～A7FFH系统程序区，选用一片2K×8位ROM芯片；（1分）

对应A800H～AFFFH用户程序区，选用4片1K×4位RAM芯片。（1分）

（3）CPU与存储芯片的连接图如图所示（6分）

全国高等教育自学考试计算机组成原理模拟试题及解析

第一部分 选择题（共15分）

一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。）

1．若十进制数据为 137.625，则其二进制数为（ ）。

A．10001001.11 B．10001001.101 C．10001011.101 D．1011111.101

【分析】十进制数转化为二进制数时，整数部分和小数部分要用不同的方法来处理。整数部分的转化采用除基取余法：将整数除以2，所得余数即为2进制数的个位上数码，再将商除以2，余数为八进制十位上的数码……如此反复进行，直到商是0为止；

对于小数的转化，采用乘基取整法：将小数乘以2，所得积的整数部分即为二进制数十分位上的数码，再将此积的小数部分乘以2，所得积的整数部分为二进制数百分位上的数码，如此反复……直到积是0为止。

此题经转换后得八进制数为10001001.101。

【答案】B

2．如果 [X]补=11110011，则[-X]补是（）。

A．11110011 B．01110011 C．00001100 D．00001101

【分析】不论X是正数还是负数，由[X]补求[-X]补的方法是对[X]补求补，即连同符号位一起按位取反，末位加1。

本题[-X]补就是00001101。

【答案】D

3．一个n+1位整数移码的数值范围是（ ）

A．-2n+1 C．-2n≤x≤2n-1 D．-2 n+1≤x≤2 n-1

【分析】字长为n+1位，符号位为1位，则数值位为n位。当表示负数时，符号位为0，数值位全0为负数且值最小，为-2n；

当表示正数时，符号位为1，数值位全为1时值最大，为2n-1

【答案】C

4．快速进位加法器的进位生成信号g和进位传播信号p，其中g和p定义为：gi=xiyi ，p=xi+yi。第i位加法器产生的进位 是（ ）。

A．xi +yi B． C． D．xi yi ci

【分析】在设计多位的加法器时，为了加快运算速度而采用了快速进位电路，即对加法器的每一位都生成两个信号：进位生成信号g和进位传播信号p其中g和p定义为：gi=xiyi ，p=xi+yi。

第i位加法器产生的进位： 。

【答案】B

5．原码乘法是（ ）。

A．先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理

B．用原码表示操作数，然后直接相乘

C．被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘

D．乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘

【分析】原码一位乘法中，符号位与数值位是分开进行计算的。运算结果的数值部分是乘数与被乘数数值位的乘积，符号是乘数与被乘数符号位的异或。

【答案】A

6．动态半导体存储器的特点是（ ）

A．在工作中存储器内容会产生变化

B．每次读出后，需要根据原存内容重新写入一遍

C．每隔一定时间，需要根据原存内容重新写入一遍

D．在工作中需要动态地改变访存地址

【分析】动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息，由于电容会放电，必须在电荷流失前对电容充电，即刷新。方法是每隔一定时间，根据原存内容重新写入一遍。

【答案】C

7．主存储器和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是（ ）。

A．解决CPU和主存之间的速度匹配问题

B．扩大主存储器的容量

C．扩大CPU中通用寄存器的数量

D．既扩大主存容量又扩大CPU通用寄存器数量

【分析】高速缓冲存储器是为提高存储器带宽而在主存储器速度匹配问题。

【答案】A

8．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（ ）。

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译码难度

【分析】计算机的指令系统中对操作数的寻址采用不同的寻址方式，可以在有限的指令代码长度范围内增加指令的数量，可以扩大对内部存储器的访问空间，既扩大寻址空间，同时又给程序设计人员提供了更多编程的灵活性。

【答案】B

9．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，另一个数常采用（ ）。

A．堆栈寻址 B．立即寻址 C．隐含寻址 D．间接寻址

【分析】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，另一个数常采用隐含的寻址方式，这样就可以在指令中省略对另一个操作数的描述，从而可减少机器指令代码的长度。

【答案】C

10．从控制存储器中读取一条微指令并执行相应操作的时间叫（ ）。

A．CPU周期 B．微周期 C．时钟周期 D．机器周期

【分析】各种时间周期单位的含义如下：CPU周期是指完成一次CPU操作需要的时间；微周期是指计算机执行一条微指令所需要的时间，也就是从控制存储器中读取一条微指令并执行相应操作的时间；

时钟周期是指由计算机内部的时钟发生器所产生的时钟信号的周期时间，它是所有时间单位中周期最小的机器周期：指令执行中每一步操作所需的时间，一般以CPU中完成一个运算操作所需时间作为机器周期的基本时间。

【答案】B

11．微程序控制器比组合逻辑控制器速度要慢，主要是由于增加了从（ ）读取微指令的时间。

A．主存储器 B．控制存储器 C．高速缓存 D．指令寄存器

【分析】微程序控制方式下，由于微程序存储在控制存储器内，每一条微指令的执行都需要对控制存储器进行访问，执行的速度比用组合逻辑控制器直接产生控制信号的方式慢。

【答案】B

12．串行接口是指（）。

A．主机和接口之间、接口和外设之间都采用串行传送

B．主机和接口之间串行传送，接口和外设之间并行传送

C．主机和接口之间并行传送，接口和外设之间串行传送

D．系统总线采用串行总线

【分析】主机的工作速度较快，因此主机和接口之间采用并行传送；外设的工作速度较慢，因此接口和外设之间采用串行传送。

【答案】C

13．“总线忙”信号由（ ）建立。

A．获得总线控制权的设备 B．发出“总线请求”的设备

C．总线控制器 D．CPU

【分析】在总线控制机制中，准备使用总线的设备向总线控制器发出“总线请求”由总线控制器进行裁决。如果经裁决允许该设备使用总线，就由总线控制器向该设备发出一个“总线允许”信号。

该设备接收到此信号后，发出一个“总线忙”信号用来通知其他设备总线己被占用。当该设备使用完总线时，将“总线忙”信号撤销，释放总线。

【答案】A