【文章內容簡介】 鐘周期，每條指令平均有5個機器周期，則該機的平均指令執(zhí)行速度又是多少MIPS？五、簡答題（共20分）1．CPU包括哪幾個工作周期？每個工作周期的作用是什么。（4分）2．什么是指令周期、機器周期和時鐘周期？三者有何關系?（6分）3．某機有五個中斷源，按中斷響應的優(yōu)先順序由高到低為L0,L1,L2,L3,L4，現(xiàn)要求優(yōu)先順序改為L3,L2,L4,L1,L0，寫出各中斷源的屏蔽字。（5分）中斷源屏蔽字0 1 2 3 4L0L1L2L3L44．某機主存容量為4M16位，且存儲字長等于指令字長，若該機的指令系統(tǒng)具備56種操作。操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、立即、相對、變址五種尋址方式。（5分）（1）畫出一地址指令格式并指出各字段的作用；（2）該指令直接尋址的最大范圍（十進制表示）；（3）一次間址的尋址范圍（十進制表示）；（4）相對尋址的位移量（十進制表示）。六、問答題（共15分）1．按序寫出完成一條加法指令ADDα(α為主存地址)兩種控制器所發(fā)出的微操作命令及節(jié)拍安排。（8分）2．假設磁盤采用DMA方式與主機交換信息，其傳輸速率為2MB/s，而且DMA的預處理需1000個時鐘周期，DMA完成傳送后處理中斷需500個時鐘周期。如果平均傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度為4KB，試問在硬盤工作時，50MHz的處理器需用多少時間比率進行DMA輔助操作（預處理和后處理）。（7分）（輸入輸出4）七、設計題（10分）設CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作訪存控制信號（低電平有效），用WR作讀寫控制信號（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列芯片及各種門電路（門電路自定），如圖所示。74138譯碼器Dn D0RAM:1K4位2K8位8K8位16K1位4K4位ROM:2K8位8K8位32K8位G12B G CBA7 Y6 Y0 Y 2A GAk A0Dn D0WE CSRAMAm A0CSROMPD/Progr2A G2B G 7 Y0 YG1，為控制端C,B,A為變量控制端……為輸出端畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：（1）存儲芯片地址空間分配為：0～2047為系統(tǒng)程序區(qū)；2048～8191為用戶程序區(qū)。（2）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；（3）詳細畫出片選邏輯。計算機組成原理試題5一、選擇題（共5分，每題1分）1．設寄存器內容為80H，若它對應的真值是–127，則該機器數(shù)是A．原碼；B．補碼；C．反碼；D．移碼。2．下列敘述中是正確的。A．程序中斷方式中有中斷請求，DMA方式中沒有中斷請求；B．程序中斷方式和DMA方式中實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送都需中斷請求；C．程序中斷方式和DMA方式中都有中斷請求，但目的不同；D．DMA要等到指令周期結束時才進行周期竊取。3．設機器數(shù)字長為32位，一個容量為16MB的存儲器，CPU按半字尋址，其尋址范圍是。A．224；B．223；C．222；D．221。4．在中斷接口電路中，向量地址可通過送至CPU。A．地址線；B．數(shù)據(jù)線；C．控制線；D．狀態(tài)線。5．在程序的執(zhí)行過程中，Cache與主存的地址映象是由。A．程序員調度的；B．操作系統(tǒng)管理的；C．由程序員和操作系統(tǒng)共同協(xié)調完成的；D．硬件自動完成的。6．總線復用方式可以______。A．提高總線的傳輸帶寬；B．增加總線的功能；C．減少總線中信號線的數(shù)量；D．提高CUP利用率。7．下列說法中正確的是。A．Cache與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間是主存地址空間的一部分；B．主存儲器只由易失性的隨機讀寫存儲器構成；C．單體多字存儲器主要解決訪存速度的問題；D．Cache不與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間不是主存地址空間的一部分。8．在采用增量計數(shù)器法的微指令中，下一條微指令的地址______。A．在當前的微指令中；B．在微指令地址計數(shù)器中；C．在程序計數(shù)器；D．在CPU中。9．由于CPU內部操作的速度較快，而CPU訪問一次存儲器的時間較長，因此機器周期通常由______來確定。A．指令周期；B．存取周期；C．間址周期；D．執(zhí)行周期。10．RISC機器______。A．不一定采用流水技術；B．一定采用流水技術；C．CPU配備很少的通用寄存器；D．CPU配備很多的通用寄存器。11．在下列尋址方式中，尋址方式需要先計算，再訪問主存。A．立即；B．變址；C．間接；D．直接。12．在浮點機中，判斷補碼規(guī)格化形式的原則是______。A．尾數(shù)的第一數(shù)位為1，數(shù)符任意；B．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位相同；C．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位不同；D．階符與數(shù)符不同。13．I/O采用統(tǒng)一編址時，進行輸入輸出操作的指令是______。A．控制指令；B．訪存指令；C．輸入輸出指令；D．程序指令。14．設機器字長為32位，存儲容量為16MB，若按雙字編址，其尋址范圍是。A．8MB；B．2M；C．4M；D．16M。15．尋址對于實現(xiàn)程序浮動提供了較好的支持。A．間接尋址；B．變址尋址；C．相對尋址；D．直接尋址。16．超流水線技術是______。A．縮短原來流水線的處理器周期；B．在每個時鐘周期內同時并發(fā)多條指令；C．把多條能并行操作的指令組合成一條具有多個操作碼字段的指令；D．以上都不對。17．以下敘述中錯誤的是______。A．指令周期的第一個操作是取指令；B．為了進行取指令操作，控制器需要得到相應的指令；C．取指令操作是控制器自動進行的；D．指令周期的第一個操作是取數(shù)據(jù)。18．I/O與主主機交換信息的方式中，DMA方式的特點是______。A．CPU與設備串行工作，傳送與主程序串行工作；B．CPU與設備并行工作，傳送與主程序串行工作；C．CPU與設備并行工作，傳送與主程序并行工作；D．CPU與設備串行工作，傳送與主程序并行工作。19．若9BH表示移碼（含1位符號位）．其對應的十進制數(shù)是______。A．27；B．27；C．101；D．101。20．在二地址指令中是正確的。A．指令的地址碼字段存放的一定是操作數(shù)；B．指令的地址碼字段存放的一定是操作數(shù)地址；C．運算結果通常存放在其中一個地址碼所提供的地址中；D．指令的地址碼字段存放的一定是操作碼。二、填空題（共20分，每空1分）1．32位字長的浮點數(shù)，其中階碼8位（含1位階符），基值為2，尾數(shù)24位（含1位數(shù)符），則其對應的最大正數(shù)是A，最小的絕對值是B；若機器數(shù)采用補碼表示，且尾數(shù)為規(guī)格化形式，則對應的最小正數(shù)是C，最小負數(shù)是D。（均用十進制表示）2．CPU從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時間叫A，它通常包含若干個B，而后者又包含若干個C。D和E組成多級時序系統(tǒng)。3．假設微指令的操作控制字段共18位，若采用直接控制，則一條微指令最多可同時啟動A個微操作命令。若采用字段直接編碼控制，并要求一條微指令能同時啟動3個微操作，則微指令的操作控制字段應分B段，若每個字段的微操作數(shù)相同，這樣的微指令格式最多可包含C個微操作命令。4．一個8體低位交叉的存儲器，假設存取周期為T，CPU每隔t（T=8t）時間啟動一個存儲體，則依次從存儲器中取出16個字共需A存取周期。5．I/O與主機交換信息的控制方式中，A方式CPU和設備是串行工作的。B和C方式CPU和設備是并行工作的，前者傳送與主程序是并行的，后者傳送和主機是串行的。6．設n=16位（不包括符號位在內），原碼兩位乘需做A次移位，最多做B次加法；補碼Booth算法需做C次移位，最多做D次加法。三、名詞解釋（共10分，每題2分）1．同步控制方式2．周期竊取3．雙重分組跳躍進位4．直接編碼5．硬件向量法四、計算題（5分）設x=+1611，y=+167，試用變形補碼計算x+y。五、簡答題（15分）1．某機主存容量為4M32位，且存儲字長等于指令字長，若該機的指令系統(tǒng)具備129種操作。操作碼位數(shù)固定，且具有直接、間接、立即、相對、基址、變址六種尋址方式。（5分）（1）畫出一地址指令格式并指出各字段的作用；（2）該指令直接尋址的最大范圍（十進制表示）；（3）一次間址的尋址范圍（十進制表示）；（4）相對尋址的位移量（十進制表示）。2．能不能說機器的主頻越快，機器的速度就越快，為什么？3．某機有五個中斷源，按中斷響應的優(yōu)先順序由高到低為L0,L1,L2,L3,L4，現(xiàn)要求優(yōu)先順序改為L3,L2,L4,L1,L0，寫出各中斷源的屏蔽字。（5分）中斷源屏蔽字0 1 2 3 4L0L1L2L3L4六、問答題（20分）（1）畫出主機框圖（要求畫到寄存器級）；（2）若存儲器容量為64K32位，指出圖中各寄存器的位數(shù)；（3）寫出組合邏輯控制器完成LDA X（X為主存地址）指令發(fā)出的全部微操作命令及節(jié)拍安排。（4）若采用微程序控制，還需增加哪些微操作？七、設計題（10分）設CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作訪存控制信號（低電平有效），用WR作讀寫控制信號（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列芯片及各種門電路（門電路自定），如圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：74138譯碼器Dn D0RAM:1K4位2K8位8K8位16K1位4K4位ROM:2K8位4K8位8K8位32K8位G12B G CBA7 Y6 Y0 Y 2A GAk A0Dn D0WE CSRAMAm A0CSROMPD/Progr2A G2B G 7 Y0 YG1，為控制端C,B,A為變量控制端……為輸出端（1）存儲芯片地址空間分配為：最小4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，相鄰的4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)，與系統(tǒng)程序工作區(qū)相鄰的是24K用戶程序區(qū)；（2）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；（3）詳細畫出片選邏輯。計算機組成原理試題6一、選擇題（共5分，每題1分）1．某機字長8位，采用補碼形式（其中1位為符號位），則機器數(shù)所能表示的范圍是______。A．127～127；B．128～+128；C．128～+127；D．128～+128。2．在______的計算機系統(tǒng)中，外設可以和主存儲器單元統(tǒng)一編址，因此可以不使用I/O指令。A．單總線；B．雙總線；C．三總線；D．以上三種總線。3．某計算機字長是32位，它的存儲容量是64KB．按字編址，它的尋址范圍是______。A．16KB；B．16K；C．32K；D．32KB。4．中斷向量可提供______。A．被選中設備的地址；B．傳送數(shù)據(jù)的起始地址；C．中斷服務程序入口地址；D．主程序的斷點地址。5．Cache的地址映象中比較多的采用“按內容尋址”的相聯(lián)存儲器來實現(xiàn)。A．直接映象；B．全相聯(lián)映象；C．組相聯(lián)映象；D．以上都有。6．總線的異步通信方式______。A．不采用時鐘信號，只采用握手信號；B．既采用時鐘信號，又采用握手信號；C．既不采用時鐘信號，又不采用握手信號；D．采用時鐘信號，不采用握手信號。7．在磁盤存儲器中，查找時間是______。A．使磁頭移動到要找的柱面上所需的時間；B．在磁道上找到要找的扇區(qū)所需的時間；C．在扇區(qū)中找到要找的數(shù)據(jù)所需的時間。D．以上都不對。8．在控制器的控制信號中，相容的信號是______的信號。A．可以相互替代；B．可以相繼出現(xiàn)；C．可以同時出現(xiàn)；D．不可以同時出現(xiàn)。9．計算機操作的最小單位時間是______。A．時鐘周期；B．指令周期；C．CPU周期；D．執(zhí)行周期。10．CPU不包括______。A．地址寄存器；B．指令寄存器IR；C．地址譯碼器；D．通用寄存器。11．尋址便于處理數(shù)組問題。A．間接尋址；B．變址尋址；C．相對尋址；D．立即尋址。12．設寄存器內容為10000000，若它等于0，則為______。A．原碼；B．補碼；C．反碼；D．移碼。13．若一個8比特組成的字符至少需10個比特來傳送，這是______傳送方式。A．同步；B．異步；C．并聯(lián)；D．混合。14．設機器字長為32位，存儲容量為16MB，若按雙字編址，其尋址范圍是。（存儲器4）A．8MB；B．2M；C．4M；D．16M。15．尋址對于實現(xiàn)程序浮動提供了較好的支持。A．間接尋址；B．變址尋址；C．相對尋址；D．直接尋址。16．超標量技術是______。A．縮短原來流水線的處理器周期；B．在每個時鐘周期內同時并發(fā)多條指令；C．把多條能并行操作的指令組合成一條具有多個操作碼字段的指令；D．以上都不對。17．在控制器的控制方式中，機器周期內的時鐘周期個數(shù)可以不相同，這屬于______。A．同步控制；B．異步控制；C．聯(lián)合控制；D．局部控制。18．I/O與主機交換信息的方式中，中斷方式的特點是______。A．CPU與設備串行工作，傳送與主程序串行工作；B．CPU與設備并行工作，傳送與主程序串行工作；C．CPU與設備并行工作，傳送與主程序并行工作；D．CPU與設備串行工作，傳送與主程序并行工作。19．當定點運算發(fā)生溢出時，應______。A．向左規(guī)格化；B．向右規(guī)格化；C．發(fā)出出錯信息；D．舍入處理。20．在一地址格式的指令中，下列是正確的。A．僅有一個操作數(shù)，其地址由指令的地址碼提供；B．可能有一個操作