计算机组成原理-填空期末考题

1、计算机的硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分。

2、总线一般可分为三类，它们分别是地址总线、数据总线和控制总线。

3、将二进制数01100100转换成十进制数是 100 ，转换成八进制数是 144 ，转换成十六进制数是 64H 。

4、在一个8位的机器系统中，补码表示数的范围从 -128 到 +127 。

5、CPU能直接访问主存和 Cache ，但不能访问外存和 I/O设备。

6、Cache的映射方式有直接映像、全相联映像和组相联映像三种。

其中
组相联映像方式，适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点，比较理想。

7、磁盘的寻址信息格式由驱动器号、盘面号、磁道号、扇区号四部分组成。

8、目前的CPU包括运算器，控制器和CACHE（一级）。

9、在程序执行过程中，控制器控制计算机的运行总是处于取指令、分析指令和
执行指令的循环之中。

10、微程序入口地址是译码器根据指令的操作码产生的。

11、微程序控制器的核心部件是控制存储器，它一般用只读存储器构成。

16、计算机中各功能部件是通过总线连接的，它是各部件间进行信息传输的公共通路。

和共享。

21、一个定点数由符号位和数值域两部分组成。

根据小数点位置不同，定点数据有
23、码距的定义是编码系统中任两个合法码之间的最少二进制位数的差异。

24、8421码用二进制求和时，当和超过 9 时，需要做加6调整修正。

25、有二进制数D4D3D2D1，奇偶校验值用P表示，则奇校验为 P=D4+D3+D2+D1，偶校验为P=D4+D3+D2+D1，奇偶校验只能检测奇数个错，无法检测偶数个错。

26、在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于1时，需要对结果进行向右规
28、一个完整的磁盘存储器由三部分组成，其中磁盘驱动器又称磁盘机或磁盘子系统，是独立于主机的一个完整的设备，磁盘控制器是磁盘机与主机的接口部件，磁记录介质用于保存信息。

29、CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器为指令寄存器IR，保存下一条指令地址的寄存器为程序计数器PC。

30、沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数称为__道密度，而磁道单位长度上能记录的二进制代码位数称为__位密度 _。

一、填空题：（每空1分，共15分）
1、原码一位乘法中，符号位与数值位（），运算结果的符号位等于（）。

2、码值80H：若表示真值0，则为（）码；若表示真值―128，则为（）码。

3、微指令格式分为（）型微指令和（）型微指令，其中，前者的并行操作能力比后者强。

4、在多级存储体系中，Cache存储器的主要功能是（）。

5、在下列常用术语后面，写出相应的中文名称：VLSI( ), RISC( ), DMA( ), DRAM( )。

6、为了实现CPU对主存储器的读写访问，它们之间的连线按功能划分应当包括（），（）（）。

7、从计算机系统结构的发展和演变看，近代计算机是以（）为中心的系统结构。

一、填空题答案
1、分开计算，相乘两数符号位的异或值。

2、移，补
3、水平，垂直
4、匹配CPU和主存之间的速度
5、超大规模集成电路，精简指令系统计算机，直接存储器存取（访问），动态随机读写存储器。

6、地址总线，数据总线，读写控制线
7、存储器
1、设X= —0.1011，则[X]补为。

2、汉字的、、是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。

3、数控机床是计算机在方面的应用，邮局把信件自动分拣是在计算机方面的应用。

4、计算机软件一般分为和两大类。

5、RISC的中文含义是；CISC的中文含义是。

6、对动态存储器的刷新有两种方式，它们是和。

7、机器字长16位，表示浮点数时，阶码6位（阶符1位），尾数10位（数符1位），则浮点补码表示时，最大浮点数是，绝对值最小的非0的正数是。

8、在存储系统的Cache与主存层次结构中，常会发生数据替换问题，此时我们较常使用的替换算法有和等。

9、一条指令实际上包括两种信息即和。

10、按照总线仲裁电路的位置不同，可分为仲裁和仲裁。

答案：
二、填空题：（每空1分，共20分）
1、10101
2、输入码，机内码，字形码
3、自动控制，人工智能
4、系统软件，应用软件
5、精简指令系统计算机，复杂指令系统计算机
6、集中式刷新，分布式刷新
7、（1—2—9）×231、2—41、
8、先进先出算法（FIFO），近期最少使用算法（LRU），
9、操作码，地址码10、集中式，分布式
二、单项选择题：（每题2分，共40分）
1、寄存器间接寻址方式中，操作数处于（）中。

A、通用寄存器
B、主存
C、程序计数器
D、堆栈
2、CPU是指（）。

A、运算器
B、控制器
C、运算器和控制器
D、运算器、控制器和主存
3、若一台计算机的字长为2个字节，则表明该机器（）。

A、能处理的数值最大为2位十进制数。

B、能处理的数值最多由2位二进制数组成。

C、在CPU中能够作为一个整体加以处理的二进制代码为16位。

D、在CPU中运算的结果最大为2的16次方
4、在浮点数编码表示中，（）在机器数中不出现，是隐含的。

A、基数
B、尾数
C、符号
D、阶码
5、控制器的功能是（）。

A、产生时序信号
B、从主存取出一条指令
C、完成指令操作码译码
D、从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生有关的操作控制信号，以解释执行该指令。

6、虚拟存储器可以实现（）。

A、提高主存储器的存取速度
B、扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度
C、提高外存储器的存取周期
D、扩大外存储器的存储空间
7、32个汉字的机内码需要（）。

A、8字节
B、64字节
C、32字节
D、16字节
8、相联存储器是按（）进行寻址的存储器。

A、地址指定方式
B、堆栈指定方式
C、内容指定方式
D、地址指定方式与堆栈存储方式结合
9、状态寄存器用来存放（）。

A、算术运算结果
B、逻辑运算结果
C、运算类型
D、算术逻辑运算指令及测试指令的结果状态
10、在机器数（）中，零的表示形式是唯一的。

A、原码
B、补码
C、补码和移码
D、原码和反码
11、计算机的存储器采用分级方式是为了（）。

A、减少主机箱的体积
B、解决容量、价格、速度三者之间的矛盾
C、保存大量数据方便
D、操作方便
12、有关Cache的说法正确的是（）。

A、只能在CPU以外
B、CPU内外都可以设置Cache
C、只能在CPU以内
D、若存在Cache，CPU就不能再访问主存
13、在定点二进制运算中，减法运算一般通过（）来实现。

A、原码运算的二进制减法器
B、补码运算的二进制减法器
C、补码运算的十进制加法器
D、补码运算的二进制加法器
14、堆栈常用于（）。

A、数据移位
B、程序转移
C、保护程序现场
D、输入、输出
15、计算机系统的层次结构从内到外依次为（）。

A、硬件系统、系统软件、应用软件
B、系统软件、硬件系统、应用软件
C、系统软件、应用软件、硬件系统
D、应用软件、硬件系统、系统软件
16、一个指令周期通常由（）组成。

A、若干个节拍
B、若干个时钟周期
C、若干个工作脉冲
D、若干个机器周期
17、在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是（）。

A、程序计数器
B、累加计数器
C、中断计数器
D、程序状态字
18、某虚拟存储器采用页式内存管理，使用LRU页面替换算法，考虑下面的页面访问地址流（每次访问在一个时间单位中完成），1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、
1、3、1、7、1、3、7。

假定内存容量为4个页面，开始时为空的，则页面失效次数是（）。

A、4
B、5
C、6
D、7
19、某一SRAM芯片，其容量是1024×8位，除电源和接地端外，该芯片引脚的最小数目是（）。

A、20
B、22
C、25
D、30
20、下面尾数（1位符号位）的表示中，不是规格化尾数的是（）。

A、010011101 （原码）
B、110011110（原码）
C、010111111 （补码）
D、110111001（补码）
二、单项选择题答案
1、b
2、c
3、c
4、a
5、d
6、b
7、b
8、c
9、d 10、c
11、b 12、b 13、d 14、c 15、a 16、d 17、d 18、c 19、a 20、d
一、单项选择题：（每题1分，共20分）
1、目前我们所说的个人台式商用机属于。

A、巨型机
B、中型机
C、小型机
D、微型机
2、下列数中最大的数是。

A、（10011001）2
B、（227）8
C、（98）16
D、（152）10
3、在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是。

A、BCD码
B、16进制
C、格雷码
D、ASCⅡ码
4、在下列机器数中，零的表示形式是唯一的。

A、原码
B、补码
C、反码
D、原码和反码
5、设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足时，X > -1/2成立。

A、x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1
B、x1必须为1，x2x3x4任意
C、x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1
D、x1必须为0，x2x3x4任意
6、假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是。

A、11001011
B、11010110
C、11000001
D、11001001
7、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是。

A、指令寄存器
B、程序计数器
C、地址寄存器
D、状态条件寄存器
8、EPROM是指。

A、读写存储器
B、只读存储器
C、可编程的只读存储器
D、光擦除可编程的只读存储器
9、堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元。

如果进栈操作的动作顺序是（A）→MSP，(SP) ―1→SP。

那么出栈操作的动作顺序应为。

A、(MSP)→A，(SP)+1→SP
B、(MSP)→A，（SP）―1→SP
C、(SP―1)→SP，(MSP)→A
D、(SP)+1→SP，(MSP)→A
10、下面尾数（1位符号位）的表示中，不是规格化的尾数的是。

A、010011101（原码）
B、110011110（原码）
C、010111111 （补码）
D、110111001（补码）
11、在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是。

A、增加内存容量
B、提高内存可靠性
C、解决CPU和主存之间的速度匹配问题
D、增加内存容量，同时加快存取速度
12、CPU主要包括。

A、控制器
B、控制器、运算器、cache
C、运算器和主存
D、控制器、ALU和主存
13、设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，变址寻址方式的有效地址为。

A、EA=(X)+D
B、EA=(X)+(D)
C、EA=((X)+D)
D、EA=((X)+(D))
14、信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为。

A、串行传输
B、并行传输
C、并串行传输
D、分时传输
15、下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是。

A、PPU(外围处理机)方式
B、中断方式
C、DMA方式
D、通道方式
16、系统总线中地址线的功能是。

A、用于选择主存单元地址
B、用于选择进行信息传输的设备
C、用于选择外存地址
D、用于指定主存和I/O设备接口电路的地址
17、CRT的分辨率额为1024×1024，颜色深度为8位，则刷新存储器的存储容量是。

A、2MB
B、1MB
C、8MB
D、1024B
18、设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式（含一位符号位）。

对应于十进制数-27，
寄存器内为。

A、27H
B、9BH
C、E5H
D、5AH
19、根据国标规定，每个汉字在计算机内占用存储。

A、一个字节
B、二个字节
C、三个字节
D、四个字节
20、某一SRAM芯片，其容量为512×8位，考虑电源端和接地端，该芯片引出线的最小数目应为。

A、23
B、25
C、50
D、19
一、单项选择题：答案
1、D
2、A
3、D
4、B
5、A
6、D
7、B
8、D
9、D 10、D
11、C 12、B 13、A 14、A 15、B 16、D 17、C 18、C 19、B 20、D
三、简答题：（每题5分，共10分）
1、Cache与主存之间的地址映像方法有哪几种？各有何特点？
2、DRAM存储器为什么要刷新？有哪几种常用的刷新方法？
四、综合题：（共35分）
1、（本题7分）某机采用微程序控制器，其微程序控制器有18种微操作命令（采用直接控制法，即水平型微指令），有8个转移控制状态（采用译码形式），微指令格式中的下址字段7位。

该机机器指令系统采用4位定长操作码，平均每条指令由7条微指令组成。

问：
（1）该微指令的格式中，操作控制字段和判别测试字段各有几位？控存的容量是多少（字数×字长）？（4分）
（2）该机指令系统共有多少条指令？需要多少容量的控存？上述的控存是否合适？（3分）
（1）若（X）10=22/64，（Y）10= —2.75，则求X和Y的规格化浮点数表示形式。

（6分）
（2）求[X+Y]浮（要求用补码计算，列出计算步骤）（6分）
3、（本题共16分）某机字长8位，CPU地址总线16位，数据总线8位，存储器按字节编址，CPU的控制信号线有：MREQ#（存储器访问请求，低电平有效），R/W#（读写控制，低电平为写信号，高电平为读信号）。

试问：
（1）若该机主存采用16K×1位的DRAM芯片（内部为128×128阵列）构成最大主存空间，则共需多少个芯片？若采用异步刷新方式，单元刷新周期为2ms，则刷新信号的周期为多少时间？刷新用的行地址为几位？（6分）
（2）若为该机配备2K×8位的Cache，每块8字节，采用2路组相联映像，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为3280H，则该地址可映像到Cache的哪一组？（4分）
（3）若用4个8K×4位的SRAM芯片和2个4K×8位的SRAM芯片形成24K×8位的连续RAM存储区域，起始地址为0000H，假设SRAM芯片有CS#（片选，低电平有效）和WE#（写使能，低电平有效）信号控制端。

试画出SRAM与CPU的连接图，在图上标清楚地址译码连接，数据线、地址线、控制线连接。

（6分）
三、简答题（每题5分，共10分）
1、映像方式有直接映像，全相联映像，组相联映像三种。

直接映像是每个主存块只能放到一个唯一对应的Cache块中，实现简单但Cache利用率低；全相联映像是每个主存块可以放到任何一个Cache块中，最灵活但实现的成本代价最大；组相联映像时每个主存块唯一对应一个cache组，但可放到组内任何一个块中，是前两种方式的折中。

2、DRAM存储器采用电容存放信息，由于电容漏电，保存信息经过一段时间会丢失，故用刷新保证信息不丢失。

常用的刷新方法有集中式刷新和分布式刷新。

四、综合题（共35分）
1、（本题7分）
（1）、操作控制字段18位，判别测试字段3位，控存容量是128×28；
（2）、共16条指令，需112条微指令，控存合适，能满足需要。

2、（本题共12分）
（1）、X和Y的表示为：
X 阶码：1111 尾数：01011 Y 阶码：0010 尾数：10101
（2）、①、对阶：Ex―Ey=11.101保留Ey，X尾数右移3位。

②、尾数加：得：
11.0110011
③、规格化：已经是④、舍入：尾数：11.0110 ⑤、判溢出：无溢出，故结果为：阶码0010 尾数10110 值：―0.1010×22
3、（本题共16分）（1）共需32个芯片，刷新信号周期约为15.6µs，刷新行地址7位；（2）主存字块标记6位，组地址7位，块内地址3位。

地址3280H在Cache的50H 组内。

三、简答题：（每题5分，共15分）
1、CPU中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能。

2、RISC机器具有什么优点，试简单论述。

3、计算机存储系统分那几个层次？每一层次主要采用什么存储介质？其存储容量和存取速度的相对值如何变化？
四、综合题：（共45分）
1、求十进制数―123的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用8位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为7位）。

（本题8分）
2、基址寄存器的内容为3000H，变址寄存器的内容为02B0H，指令的地址码为002BH，程序计数器（存放当前正在执行的指令的地址）的内容为4500H，且存储器内存放的内容如下：
地址内容
002BH 3500H
302BH 3500H
32B0H 5600H
32DBH 2800H
3500H 2600H
452BH 2500H
（1）、若采用基址寻址方式，则取出的操作数是什么？
（2）、若采用变址寻址（考虑基址）方式，取出的操作数是什么？
（3）、若采用立即寻址方式，取出的操作数是什么？
（4）、若采用存储器间接寻址（不考虑基址）方式，取出的操作数是什么？
（5）、若相对寻址用于转移指令，则转移地址是多少？（本题10分）
3、现有SRAM芯片容量为2K×4位，试用此芯片组成8K×8位的存储器，（1）、共需要多少这样的芯片？（2）、要访问此存储器至少需要多少条地址线？其中片内寻址需几条？（本题6分）
4、某双面磁盘，每面有220道，已知磁盘转速r = 3000转/分。

数据传输率为175000B/s。

求磁盘总容量。

（本题6分）
5、设浮点数x=2＿011×0.101100，y=2＿010× (－0.011010)
（1）、计算x+y；（阶码与尾数均用补码运算）。

（2）、计算x×y；（阶码用补码运算，尾数用原码一位乘）。

（本题15分）
三、简答题：（每题5分，共15分）
1、CPU有以下寄存器：①指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。

②程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。

③地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。

④缓冲寄存器（DR）：<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。

<2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。

<3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。

⑤通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。

⑥状态条件寄存器（PSW）：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。

除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。

2、RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点：①选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。

②指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。

③只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。

④大部分指令在一个机器周期内完成。

⑤CPU中通用寄存器数量相当多。

⑥以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。

⑦一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。

3、分为高速Cache——主存——辅存三级层次结构，容量从小到大，速度从高到低。

存储介质：Cache SRAM
主存DRAM
辅存磁表面存储器
四、综合题：（共45分）
1、（本题8分）
原码：11111011 反码：10000100 补码：10000101 移码：00000101
2、（本题10分）
（1）、3500H （2）、2800H （3）、002BH （4）、2600H （5）、452BH
3、（本题6分）（1）、8 片（2）、13条，11条，
4、（本题6分）解：因为Dr = r×N r = 3000转/分= 50转/秒
所以N = Dr/r = （175000B/s）/ （50/s）= 3500B
磁盘总容量= 3500B×220×2 = 1540000B=1.54MB
5、（本题15分）
(1) 阶码：11010 尾数：11000000 （均为补码）
(2) 阶码：11010 （补码）尾数：11100100 （原码）。