山东大学网络教育计算机组成原理1-3

《计算机组成原理》模拟题1

一、名词解释

1．总线：就是多个信息源分时传送数据到多个目的地的传送通路

2．指令系统：一台计算机所能执行的全部指令的总和

3．微指令：在一个单位时间中，能实现一定操作功能的微命令的集合。

4．溢出：在定点小数机器中,数的表示范围为|ｘ|<1. 在运算过程中如出现大于1的现象

二、填空题

1．按冯·诺依曼设计原则，其硬件是由（运算器）、（控制器）、（存储器）、（输入设备）和（输出设备）组成。

2．计算机系统是由（硬件系统）和（软件系统）两大部分构成。

3．计算机最主要的三大性能指标是（基本字长）、（存储容量）、和（运算速度）。4．一个完善的指令系统应满足（完备性）、（有效性）、（规整性）、和（兼容性）的要求。

5．堆栈的硬件是由（堆栈区）和（堆栈指针）构成，存取是按（后进先出）原则。6．通常控制器的设计可分为（组合逻辑型）和（存储逻辑型），前者采用的核心器件是（门电路），后者采用的核心器件是（微程序控制器）。

7．主机与外设的连接方式有(辐射型连接),(总线型连接)和(辐射,总线型连接）。8．目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是(程序查询)和(程序中断。

三、简答题

1．简述中断的处理过程。它与程序查询方式有何不同点？

中断处理过程可粗略的分为以下四个过程：①保护当前正在运行程序的现场；②分析是何种中断，以便转去执行相应的中断处理程序；③执行相应的中断处理程序；④恢复被中断程序的现场。

程序查询方式控制简单，但外设和主机不能同时工作，各外设之间也不能同时工作系统效率很低。因此，仅适用于CPU的速度不是很高，而且外设的种类和数目不多，数据传送率较低的情况。而中断的处理方式不仅适用于外设的数据交换，

也适用于对外界的随机事件的处理。

2．按通道的工作方式，通道分哪几类？简述其特点。

答案要点：按通道的工作方式，通道可分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。

特点：字节多路通道：1）有多个子通道，设备间可（分时）并行操作。2）数据以字节为单位交叉传送。3）适合于连接大量的低速设备。

选择通道：1）被选中的外设采用独占方式使用通道。2）数据以成组（数据块）方式进行传输。3）适合于连接高速外设。

数组多路通道：是将前二者的优点结合在一起的一种通道结构。数组多路通道含有多个子通道，可同时执行多个通道程序，数据以成组方式进行传送。既具有多路并行操作能力，又有很高的数据传输率，可用来连接多台中高速的外设。

3．画图说明存储系统的层次结构，并说明各种存储器的特点。

存储器的特点：1）高速缓存：存放当前要执行的程序和数据。速度快，可与CPU 速度匹配；存储容量较小。成本高。

2）主存储器：存放正在执行的程序和数据，CPU可直接访问，容量较大，速度较高，每位价格介于高速缓存和辅存之间。

3）辅助存储器：存放当前暂不参与运行的程序和数据文件，CPU不能直接访问；容量极大而速度较低，单位成本低。

四、计算题

已知x = -0.10101,y = +0.11011，符号用双符号位表示。

求1．[X ]原=？[Y]原=？

2．[X ]补=？[Y]补=？

3．[X+Y]补=？[X-Y]补=？并分别讨论其溢出情况。

1）写出补码一位乘的运算步骤。

2）与原码乘法运算有何不同？

3）写出补码乘法运算器的基本部件。

参考答案：

已知x = -0.10101,y = +0.11011，符号用双符号位表示。

答案要点：1．[X ]原=11.10101 [Y]原=00.11011

2．[X ]补=11.01011 [Y]补=00.11011

3．[X+Y]补=[X ]补+[Y]补= 11.01011+00.11011=00.00110 结果的两个符号位相同，无溢出。

[X-Y]补=[X ]补+[-Y]补= 11.01011+11.00101=10.10000结果的两个符号位不相同，为10，产生下溢。

2）与原码乘法运算有何不同？

答案要点：①补码乘法：运算结果的符号位无需单独处理；而原码乘法：结果的符号位需单独处理。

②原码乘法：位于乘数寄存器末位的乘数作为判断位；而补码乘法则是以乘数寄存器最末两位作判断位。

③若乘数的有效尾数n位。原码乘法须做n次加法，n次移位；而补码乘法则需n+1次加法，n次移位。

3）写出补码乘法运算器的基本部件。

答案要点：所用的基本部件：①存放部分积累加和的寄存器；②存放乘数（具备移位功能）和被乘数的寄存器；③加法器；④移位器；⑤计数器。

五、设计题

采用32K×32 的RAM芯片，构成128K×64的存储器。

1．画出存储器的逻辑框图。

2．图中标明信号线的种类、方向、条数。

参考答案：

答案要点：图略

六、综合应用题

在模型机的数据通路上，对于指令ADD X(R1)，(R2)+，回答下列问题：

1．写出指令的执行流程。

2．写出目的周期的全部数据通路。

参考答案：

答案要点：1、2）指令的执行流程及目的周期的数据通路：

↓

FT0：M→MBR→IR

↓

FT1：PC+1→PC

↓

ST0：PC→MAR

↓

ST1：M→MBR→C

↓

ST2：PC+1→PC

↓

ST3：C+R1→MAR

↓

ST4：M→MBR→C

↓

DT0：R2→MAR ；R2→A选择器，S0-3，M，DM，CPMAR

↓

DT1：M→MBR→D ；R/W，SMBR，MBR→B选择器，S0-3，M，DM，CPD ↓

DT2：R2+1→R2 ；R2→A选择器，S0-3，M，C0，DM，CPR2

↓

ET0：C+D→MBR

↓

ET1：MBR→M

↓

ET2：PC→MAR