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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lx Ivl.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:保护当前正在运行程序的 现场;分析是何种中断,以便转去执行相应的中断处理程序;执行相应的中 断处理程序;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。已知x = -0.10101,y = +0.11011,符号用双符号位表示。求 1X =? Y =?原原2X =? Y =?补补3. X+Y补=?X-Y补=?并分别讨论其溢出情况。补补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 1 =11.10101 Y1 =00.11011原原2. X 1 =11.01011Y1 =00.11011补补3. X+Y1 =X 1 +Y1 = 11.01011+00.11011=00.00110结果的两个符号位相同,补补补无溢出。X-Y1 =X 1 +-Y1 = 11.01011+11.00101=10.10000结果的两个符号位不相同,补补补为 10,产生下溢。2)与原码乘法运算有何不同?答案要点: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。 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。 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:存放部分积累加和的寄存器;存放乘数(具备移位功能)和被乘数的寄存器;加法器;移位器;计数器。五、设计题采用32KX32的RAM芯片,构成128KX64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(RJ (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: MMBRIRIFT: PC+lPCIST0: PCMARISTl: MMBRCIST2: PC+lPCIST3: C+RlMARIST4: MMBRCIDT0: R2MAR; R2A 选择器,S0-3,M, DM, CPMARIDT: MMBRD ; R/W,SMBR,MBRB 选择器,S0-3,M,DM,CPDIDT2: R2+1R2 ; R2A 选择器,S0-3, M,C0,DM,CPR2IET0: C+DMBRIET1: MBRMIET2: PCMAR计算机组成原理模拟题2一、名词解释1寻址方式:表示指令中操作数所在的方法称为寻址方式 2指令周期:是完成一条指令所用的时间 3虚拟存储器:是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。4多级中断:是指计算机系统中有相当多的中断源,根据各中断事件的轻重缓 急程度不同而分成若干级别,每一中断级分配给一个优先权。二、填空题1计算机指令的基本格式应包括(操作码)和(地址码)两部分。在间接寻址方 式中,地址码部分表示的是(地址内容+偏移量);在相对寻址方式中,地址码部分表 示的是(寄存器内容+位移量)。2按功能分类,存储器可以分为高速缓冲存储器)、(外存储器)、(主存储器)等。 3源数据为 10010111,若采用奇校验,则其校验位是(1)。4CPU 响应某中断请求的条件是一条指令结束时且(没有更紧迫的任务时)、(有 中断请求)和(CPU允许中断)。5微指令的格式有(垂直)型微指令、(水平)型微指令和混合型微指令。 6输入输出设备的编址方式有(统一编址)和(单独编址)。三、简答题1 试分析比较DMA方式和中断传送方式的异同点,说明DMA方式为什麽不能 替代中断方式。2何为三级存储体系结构?分析采用这种结构的原因和优点?3.简要说明动态RAM的各种刷新方式及其特点。参考答案: 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一定程度的并行工作。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。2. 答案要点:把各种不同存储容量,不同存取速度的存储器,按一定的体系结构组织起来,使所存放的程序和数据按层次分布在各存储器中,形成一个统一整 体的存储系统。由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统 可以分成两个层次,其中高速缓存和主存间称为Cache-主存存储层次,主存和辅 存间称为主-辅存存储层次。这就是三级存储体系结构。采用Cache-主存存储层次的原因和优点:在速度方面,计算机的主存和CPU 直保持了大约一个数量级的差距。显然这个差距限制了 CPU速度潜力的发挥。为了弥 合这个差距,设置Cache是解决存取速度的重要方法。在CPU和主存之间设置Cache, 构成Cache-主存层次,则从CPU的角度看,Cache-主存层次的速度接近于Cache,容 量与每位价格则接近于主存。因此,解决了速度与成本之间的矛盾。釆用主-辅存存储层次的原因和优点:由于成本和工艺的原因,主存的存储容量受到了限制,另一方面,系统程序、应用程序及各种信息量要求主存容量越来越大。 采用“主存辅存”存储层次,程序员可用机器指令的地址对整个程序统一编址,而不 必担心程序能否在主存中放得下。虚拟空间可以比实际空间大得多。从整体看,主 辅存层次的速度接近于主存的速度,容量则接近于辅存的容量,而每位平均价格也接 近于廉价的辅存平均价格,从而解决了大容量和低成本间的矛盾。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:刷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。四、计算题已知x = 0.1011,y = -0.1101,符号用双符号位表示。答案要点:1. X+Y.=X 林+丫林=00.1011+11.0011=11.1110,结果的两个符补补补号位相同,无溢出。X-Yl =X 1 +-Y1 k= 00.1011+00.1101=01.1000,结果的两个符号位不相同,补补补为01,产生上溢。五、设计题采用4KX8的RAM芯片,构成32KX16的存储器。1. 画出存储器的逻辑框图,图中标明信号线的种类、方向、条数。2. 用十六进制写出该存储器占用的地址空间。0-7FFF六、综合应用题在模型机的数据通路上,对于指令SUB X(RJ, -(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:FT。:MMBRIRIFT:PC+1PCIST。:PCMARIST:MMBRCIST2:PC+1PCIST3:C+R1MARIST4:MMBRCIDT0:R2-1R2;R2A 选择器,S0-3, M, C0,
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