计算机组成原理练习题 答案

--、填空题(23分)

1、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

2、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

3、计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分构成。

4、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

5、微指令的格式有水平型微指令、垂直型微指令和混合型微指令。（直接表示法，编码表示法，混合表示表示法）

6、按功能分类，存储器可以分为高速缓冲存储器，主存储器，辅助存储器等，

7、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

二、名词解释(33分)

8、溢出

在定点小数机器中,数的表示范围为| xk1.在运算过程中如出现大于1的现象

9、指令系统

一台计算机所能执行的全部指令的总和

11、寻址方式

指确定本条指令的地址及下-条要执行的指令地址的方法

12、多级中断

又称中断嵌套，多重中断在执行某个中断服务程序过程中，CPU 可以响应级别更高的中断请求。

13. 同步控制方式

任何一条指令或指令中的任何一个微操作的执行，都由事先确定且有统一基准时标的时序信号所控制的方式，叫做同步控制方式。

14、基本字长

1.基本字长:是指参与运算的数的基本位数,它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的

15.存储系统的层次结构

16 程序中断:在计算机执行当前程序时，系统中出现了某些紧急需处理的异常事件或特殊请求，CPU应暂时中止现行程序的执行，转去处理这些事件或特殊请求，

17、数据通路

2.数据通路:数字系统中，各个子系统通过数据总线连接形成的数据传送路径

三、计算题(30分)

18、[xxy}补=?写出补码一位乘的详细运算步骤。

19.已知x=0.1011.y= -0.1101,符号用双符号位表示。求(x+Y}补+=? ｛X-Y｝补=?并分别讨论其溢出情况

20、已知x-2-0.101100,y-2-010x( - 0.100100)用浮点规格化补码加法求[x+y]补(阶码、尾数均用补码表示)，要求写出计算步理。

四简答题(54分)

21、画图说明存储系统的层次结构，并说明各种存储器的特点。

22. CPU中设有哪些寄存器?各寄存器的位数由何因素确定?

3.答案要点:CPU中设有的寄存器包括运算器中的通用寄存器,程序计数器PC,

指令寄存器IR，存储器地址寄存器MAR,存储器数据寄存器MBR和状态标志寄存

器等。

PC和MAR的位数取决于要访问的地址空间的大小。IR 的位数取决于指令字长。

通用寄存器及存储器数据寄存器MBR的位数取决于操作数( 或操作数地址)的基本

字长。

23、简要说明动态RAM的各种刷新方式及其特点。

3.答案要点:动态RAM的刷新方式有集中式刷新、分散式刷新、异步式刷新和

透明式刷新等四种方式。

集中式刷新的特点:其优点是系统的存取周期不受刷新工作的影响，读写操作和

刷新工作在最大刷

新周期中分开进行。因此，系统的存取速度比较高。其缺点是进行刷新时必须停止读、

写操作。这对主机而言是个“死区”

分散式刷新的特点:剛新工作安排在系统的存储周期内进行，对主机而言不再有

“死区”。但该方式加长了系统的存取周期，降低了整机运算速度。因此，分散方式

刷新不适用于高速存储器。

异步式刷新的特点:结合了上述两种方式的优点，充分利用了最大刷新间隔。对

分散式刷新而言，它减少了刷新次数:对集中方式来说，主机的“死区”又缩短很多。

因此，这种方式使用得比较多。

透明式刷新的特点:该方式不占用CPU时间，对CPU而言是透明的操作:但控制线

路复杂。

24、试分析比较DMA方式和中断传送方式的异同点，说明DMA方式为什磨不能替代中断方式。

1.答案要点:相同点: 1)两种方式均为目前在微型机中主机与外设广泛采用的.

信息交换方式。

2)两种方式下主机和外设之间均可实现--定程度的并行工作。

不同点: 1)中断传送方式是通过中断服务处理程序来完成信息交换;而DMA方

式则是用硬件代替软件来实现数据的传输。2)中断传送方式不仅适合于一般的信息

交换，还适合对随机事件的处理。3) DMA方式适合于高速外设和主机之间的信息交

换，对高速外设采用程序中断方式传送数据往往回丢失数据。

DMA方式不能替代中断方式的原因:

1) DMA方式只能用于高速外设与内存直接交换信息，却不能像中断方式那样处

理随机的异常现象。2)在DMA方式的数据传输过程中，需用到中断方式。

25、试举例说明微指令分段直接编码法的工作原理。

26、字节多路通道和数组多路通道有何相同点?有何不同点?

2.答案要点:相同点:设备间可并行操作

不同点:

字节多路通道数组多路通道

1)连接低速设备连接中高速设备

2)以字节为单位传送以数据块为单位传送

3)设备间并行操作 .设备传数，其它设备只作辅助操作

五、设计题(12分)

27、试选用1M x 4的RAM芯片，构成4M x8的存储器。完成下列各题:

1)画出存储器连线框图，图中标明信号的种类、方向和信号线的条数。

2)用十六进制写出存储器占用的地址空间。

六、综合应用题(30分)

28、在模型机的数据通路上，对于指令SUB 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。