【正文】 要求：（1）采用下圖所列芯片，詳細畫出CPU和存儲芯片的連接圖。（2）按下圖時間軸給出的四個中斷源的請求時刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌跡。假設(shè)PC當(dāng)前值為100，變址寄存器XR的內(nèi)容為100，基址寄存器的內(nèi)容為200，存儲器各單元的內(nèi)容如下圖所示。（4分）3．異步通信與同步通信的主要區(qū)別是什么，說明通信雙方如何聯(lián)絡(luò)。6．某小數(shù)定點機，字長8位（含1位符號位），當(dāng)機器數(shù)分別采用原碼、補碼和反碼時，其對應(yīng)的真值范圍分別是A、B、C（均用十進制表示）。2．常見的數(shù)據(jù)傳送類指令的功能可實現(xiàn)A和B之間，或C和D之間的數(shù)據(jù)傳送。A．I/O指令；B．通道控制字（或稱通道指令）；C．通道狀態(tài)字；D．微程序。A．地址譯碼；B．指令譯碼；C．選擇多路數(shù)據(jù)至ALU；D．?dāng)?shù)據(jù)譯碼。A．同步控制；B．異步控制；C．聯(lián)合控制；D．人工控制。A．(MSP)→A，(SP)+1→SP；B．(SP)+l→SP，(MSP)→A；C．(SP)–1→SP，(MSP)→A；D．以上都不對。A．外部設(shè)備一旦發(fā)出中斷請求，便立即得到CPU的響應(yīng)；B．外部設(shè)備一旦發(fā)出中斷請求，CPU應(yīng)立即響應(yīng)；C．中斷方式一般用于處理隨機出現(xiàn)的服務(wù)請求；D．程序查詢用于鍵盤中斷。A．21；B．17；C．19；D．20。B．I/O總線、主存總統(tǒng)和DMA總線三組傳輸線；C．I/O總線、主存總線和系統(tǒng)總線三組傳輸線；D．以上都不對。6．計算機中有關(guān)ALU的描述，______是正確的。4．有些計算機將一部分軟件永恒地存于只讀存儲器中，稱之為______。2．零地址運算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址，它的操作數(shù)來自______。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（1）主存地址空間分配：6000H～67FFH為系統(tǒng)程序區(qū)；6800H～6BFFH為用戶程序區(qū)。（2）寫出指令A(yù)DDα（為立即尋址特征，隱含的操作數(shù)在ACC中）在執(zhí)行階段所需的微操作命令及節(jié)拍安排。（3）若存儲字長不變，可采用什么方法訪問容量為8MB的主存？需增設(shè)那些硬件？六、問答題（共15分）1．設(shè)CPU中各部件及其相互連接關(guān)系如下圖所示。4．某機器采用一地址格式的指令系統(tǒng)，允許直接和間接尋址。（4分）2．為什么外圍設(shè)備要通過接口與CPU相連？接口有哪些功能？（6分）3．設(shè)某機有四個中斷源A、B、C、D，其硬件排隊優(yōu)先次序為ABCD，現(xiàn)要求將中斷處理次序改為DACB。6．按序?qū)懗龆嘀刂袛嗟闹袛喾?wù)程序包括A、B、C、D和中斷返回幾部分。如果采用同樣的邏輯電路，但不是流水線方式，則浮點加法所需的時間為B。二、填空（共20分，每空1分）1．設(shè)浮點數(shù)階碼為8位（含1位階符），尾數(shù)為24位（含1位數(shù)符），則32位二進制補碼浮點規(guī)格化數(shù)對應(yīng)的十進制真值范圍是：最大正數(shù)為A，最小正數(shù)為B，最大負(fù)數(shù)為C，最小負(fù)數(shù)為D。19．下述說法中______是正確的。A．鏈?zhǔn)讲樵儯籅．計數(shù)器定時查詢；C．獨立請求；D．以上都不對。A．關(guān)中斷指令；B．機器指令；C．開中斷指令；D．中斷隱指令。A．階碼取4位（含階符1位），尾數(shù)取12位（含數(shù)符1位）；B．階碼取5位（含階符1位），尾數(shù)取11位（含數(shù)符1位）；C．階碼取8位（含階符1位），尾數(shù)取8位（含數(shù)符1位）；D．階碼取6位（含階符1位），尾數(shù)取12位（含數(shù)符1位）。A．靜態(tài)微程序；B．毫微程序；C．動態(tài)微程序；D．微程序。A．外設(shè)提出中斷；B．由硬件形成中斷服務(wù)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斷服務(wù)程序入口地址D．以上都不對。A．原碼和反碼不能表示1，補碼可以表示1；B．三種機器數(shù)均可表示1；C．三種機器數(shù)均可表示1，且三種機器數(shù)的表示范圍相同；D．三種機器數(shù)均不可表示1。A．128K；B．64K；C．64KB；D．128KB。3．所謂三總線結(jié)構(gòu)的計算機是指______。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??為輸出端計算機組成原理試題8一、選擇題（共20分，每題1分）1．零地址運算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址，它的操作數(shù)來自______。（7分）七、設(shè)計題（10分）設(shè)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）。（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）。每個指令周期包含幾個機器周期？如果機器B的主頻為12MHz，且機器周期也含4個時鐘周期，試問B機的平均指令執(zhí)行速度為多少MIPS？五、簡答題（共20分）1．說明微程序控制器中微指令的地址有幾種形成方式。5．在總線的異步通信方式中，通信的雙方可以通過A、B和C三種類型聯(lián)絡(luò)。二、填空題（共20分，每空1分）1．I/O與主機交換信息的方式中，A和B都需通過程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，其中C體現(xiàn)CPU與設(shè)備是串行工作的。19．設(shè)寄存器內(nèi)容為10000000，若它等于0，則為______。17．計算機執(zhí)行乘法指令時，由于其操作較復(fù)雜，需要更多的時間，通常采用______控制方式。15．設(shè)變址寄存器為X，形式地址為D，某機具有先間址后變址的尋址方式，則這種尋址方式的有效地址為______。13．DMA方式______。11．變址尋址和基址尋址的有效地址形成方式類似，但是______。A．PC；B．地址寄存器；C．累加器；D．ACC。A．產(chǎn)生存儲周期“竊取”；B．在鍵盤輸入過程中，每按一次鍵；C．兩數(shù)相加結(jié)果為零；D．結(jié)果溢出。A．鏈?zhǔn)讲樵?；B．計數(shù)器定時查詢；C．獨立請求；D．以上都不是。A．48；B．46；C．36；D．38。A．可降低指令譯碼難度；B．縮短指令字長，擴大尋址空間，提高編程靈活性；C．實現(xiàn)程序控制；D．尋找操作數(shù)。（3）詳細畫出存儲芯片的片選邏輯。（4）若采用微程序控制，還需增加哪些微操作？七、設(shè)計題（10分）設(shè)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）。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．I/O和CPU之間不論是采用串行傳送還是并行傳送，它們之間的聯(lián)絡(luò)方式（定時方式）可分為A、B、C三種。二、填空題（共20分，每空1分）1．設(shè)浮點數(shù)階碼為8位（含1位階符），尾數(shù)為24位（含1位數(shù)符），則32位二進制補碼浮點規(guī)格化數(shù)對應(yīng)的十進制真值范圍是：最大正數(shù)為A，最小正數(shù)為B，最大負(fù)數(shù)為C，最小負(fù)數(shù)為D。19．當(dāng)定點運算發(fā)生溢出時，應(yīng)______。17．在控制器的控制方式中，機器周期內(nèi)的時鐘周期個數(shù)可以不相同，這屬于______。15．尋址對于實現(xiàn)程序浮動提供了較好的支持。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。11．尋址便于處理數(shù)組問題。9．計算機操作的最小單位時間是______。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。A．直接映象；B．全相聯(lián)映象；C．組相聯(lián)映象；D．以上都有。A．16KB；B．16K；C．32K；D．32KB。A．127～127；B．128～+128；C．128～+127；D．128～+128。（4）若采用微程序控制，還需增加哪些微操作？七、設(shè)計題（10分）設(shè)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）。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。B和C方式CPU和設(shè)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。3．假設(shè)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。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(jié)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。A．CPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作；B．CPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作；C．CPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序并行工作；D．CPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序并行工作。A．縮短原來流水線的處理器周期；B．在每個時鐘周期內(nèi)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。A．8MB；B．2M；C．4M；D．16M。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。A．不一定采用流水技術(shù)；B．一定采用流水技術(shù)；C．CPU配備很少的通用寄存器；D．CPU配備很多的通用寄存器。A．在當(dāng)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。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。A．地址線；B．?dāng)?shù)據(jù)線；C．控制線；D．狀態(tài)線。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(jié)束時才進行周期竊取。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)。（8分）2．假設(shè)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(yù)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。（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。6．動態(tài)RAM靠A的原理存儲信息，因此一般在B時間內(nèi)必須刷新一次，刷新與C址有關(guān)，該地址由D給出。設(shè)當(dāng)前指令地址為3008H，要求轉(zhuǎn)移到300FH，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為A。A．27；B．97；C．101；D．155。A．CPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作；B．CPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作；C．CPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序并行工作。A．縮短原來流水線的處理器周期；B．在每個時鐘周期內(nèi)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。A．16MB；B．16M；C．32M。A．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位不同；B．尾數(shù)的第一數(shù)位為1，數(shù)符任意；C．尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位相同；D．階符與數(shù)符不同。A．RISC機一定采用流水技術(shù)；B．采用流水技術(shù)的機器一定是RISC機；C．CISC機一定不采用流水技術(shù)。A．字段直接編碼；B．直接編碼；C．混合編碼。A．直接映象；B．全相聯(lián)映象；C．組相聯(lián)映象。）A．Cache塊的大??；B．Cache的容量；C．主存的存取時間。A．全互鎖；B．半互鎖；C．不互鎖。（2）合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片？（3）詳細畫出存儲芯片的片選邏輯圖?，F(xiàn)有下列存儲芯片：1K4位RAM；4K8位RAM；8K8位RAM；2K8位ROM；4K8位ROM；8K8位ROM及74LS138譯碼器和各種門電路，如圖所示。六、問答題（共15分）1．假設(shè)CPU在中斷周期用堆棧保存程序斷點，而且進棧時指針減1，出棧時指針加1。（6分）3．某機有五個中斷源，按中斷響應(yīng)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,L0,L1，寫出各中斷源的屏蔽字。5．緩存是設(shè)在A和B之間的一種存儲器，其速度C匹配，其容量與D有關(guān)。二、填空（共20分，每空1分）1．設(shè)24位長的浮點數(shù)，其中階符1位，階碼5位，數(shù)符1位，尾數(shù)17位，階碼和尾數(shù)均用補碼表示，且尾數(shù)采用規(guī)格化形式，則它能表示最大正數(shù)真值是A，非零最小正數(shù)真值是B，絕對