计算机组成原理复习练习题和答案

一、选择题（20分）

10个题.每题2分。

二、判断题（15分）

15个题.每题1分。

三、填空题（15分）

15个题.每题1分。

四、简答题（20分）

4个题.每题5分。

五、计算题（12分）

浮点数的加减运算。参考题型P271页例题6.29.P272页例题6.30.

P292页习题6.26。

六、分析设计题（18分）

指令格式的设计。参考题型P323页例题7.4.P335页习题7.16。

一、单项选择题

1.在三种集中式总线控制中.（C）方式的优先级别固定且响应时间最快

A．链式查询    B．计数器定时查询   C．请求

2．垂直型微指令的特点是  C  。

A．微指令格式垂直表示

B．控制信号经过编码产生 

C．采用微操作码

3.CACHE的地址映像中.若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任意一块的位置上称为（ 　　 B 　 ）

A．直接映像   B．全相联映像    C． 组相联映像     

4．浮点数加减中的对阶是（  　　A 　 ）

A、将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同

B、将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同

C、将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同

D、将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同

5．磁盘存储器的等待时间通常是指     B     。

A．磁盘旋转一周所需的时间      

B．磁盘旋转半周所需的时间

C．磁盘旋转2/3周所需的时间

6.总线主设备指的是（     C  ）

A、申请作为总线主设备的设备               

B、总线目标设备

C、可申请并能够获得总线使用权的设备      

D、总线源设备

7.微程序控制器中.机器指令与微指令的关系是（     B  ）

A　每一条机器指令由一条微指令来执行

B　每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行

C　一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行

D　一条微指令由若干条机器指令组成

8.算术/逻辑运算单元74181ALU可完成___C___。 

A  16种算术运算功能                

B  16种逻辑运算功能 

C  16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 

D  4位乘法运算和除法运算功能 

9.系统总线中地址线的功能.下面哪项说法正确。 D

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 

10. 周期挪用（窃取）方式常用于    A     中。

A．直接存储器存取方式的输入输出                  

B．直接程序传送方式的输入输出

C．程序中断方式的输入输出

10．与辅存相比.主存的特点是     A   。

A．容量小.速度快.成本高

B．容量小.速度快.成本低

C．容量大.速度快.成本高

10．计算机操作的最小单位时间是     A      。

A．时钟周期

B．指令周期 

C．CPU 周期

11. 计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程.但从系统结构上来看.至今绝大多数计算机仍属于__D____型计算机。 

A.实时处理         B.智能化   

C.并行             D.冯.诺依曼

12．计算机中有关ALU的描述.        D    是正确的。 

A、只做算术运算.不做逻辑运算   B、只做加法  

C、能存放运算结果         D、能做算术运算和逻辑运算

13．主机与设备传送数据时.采用     A      .主机与设备是串行工作的。

A．程序查询方式       B．中断方式           

C．DMA 方式         D、以上都不对

14．处理器是指    D    。 

 A．运算器           B.控制器    

C.运算器和控制器存储器   D.运算器和控制器

15．RISC是     A   的简称。 

 A.精简指令系统计算机      B.大规模集成电路  

C.复杂指令计算机        D.超大规模集成电路

16．一个16K×32位的存储器.其地址线的位数是___B___。 

A．16； B．14； C．4； D．10

17．与辅存相比.主存的特点是    A    。

A．容量小.速度快.成本高   

B．容量小.速度快.成本低

C．容量大.速度快.成本高   

D、容量小.速度慢.成本低

18．相对寻址方式中.操作数的有效地址是___B__。  

 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）；  

 B．程序计数器内容加上形式地址；   

C．变址寄存器内容加上形式地址；  

D．以上都不对 

二、判断题

1. 在浮点加法运算中.对阶是将加数的阶码调整到与被加数相同.而且阶码相同就行.不用考虑对小阶还是对大阶。×

2.计算机唯一能直接执行的语言是机器语言。√

3.连接到总线上的多个器件在某一时间段内允许多个器件向总线上发送信息.只允许一个器件接收信息。×

4.微程序控制器的控制存储器CM是可以采用RAM实现。×

5.组合逻辑控制器的特点是执行指令速度快.但是不便于指令功能的修改和扩展。√

6.指令和数据都存于存储器中.计算机是通过它们在存储器中的位置来区分。×

7.优盘、数码相机、智能手机都可看作计算机的输入输出设备。√

8.在中断控制系统中.中断标志触发器是用于提出中断请求的。×

9.CPU内部的寄存器IR、MAR、MDR和PC.只有PC对用户是可见的。√

10.机器字长是指CPU一次能处理数据的位数.74LS181 ALU一次能处理8位的数据。X

11.8位原码的取值范围是—127～+127。√

12.控制器所产生的所有控制信号称为指令。×

13.在移码编码中.符号位0表示负数.1表示正数。√

14.寄存器间接寻址方式中.操作数的有效地址存放在存储器中。×

15.在四位的算术逻辑单元74181中各位中用的是先行进位的方法。√

16.RISC型计算机的指令系统要比CISC型计算机的指令系统复杂。×

17.一条机器指令的操作码决定了该指令的执行周期对应的微程序的首条微指令的地址。√

18.半导体RAM信息可读可写.且断电后仍能保持记忆。×

19.浮点数数的表示范围取决于尾数的位数.精度取决于阶码的位数。×

20.只要运算器具有加法器和移位功能.再增加一些控制逻辑.计算机就能实现多种算术运算。√

21.计算机唯一能直接执行的语言是高级语言。×

22.浮点数数的表示范围取决于尾数的位数.精度取决于阶码的位数。×

23.定点数的表示范围有限.如果运算结果超出表示范围.称为溢出.。√

24.在原码编码中.符号位0表示负数.1表示正数。×

25.计算机的指令越多.功能越强越好。×

26.当I/O设备提出中断请求时.CPU会马上做出响应。×

27.微程序控制器中.每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行。√

28.CPU访问存储器的时间是由存储器的容量决定的.存储器容量越大.访问存储器所需的时间越长。×

29.所有指令的指令周期都是相同的。×

30.相对寻址方式中.操作数的有效地址等于程序计数器内容与偏移量之和  √

31.半导体RAM信息可读可写.且断电后仍能保持记忆。×

三、填空题

1.十进制数10的二进制形式是(     1010      )

2.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-2.寄存器内容为(   11111110或FE   )

3.指令周期常常由若干个(   机器   )周期组成.其中第一个周期用于取指令.后面的几个周期用于执行指令

4.2K×8位的静态Ram存储器.其地址线有(      11     )根。

5.控制单元由于设计方法的不同可分为硬布线控制器和（   微程序   ）控制器

6.计算机硬件包括（      CPU      ）、存储器和输入输入系统。

7.系统总线按传输的信息种类分为地址总线、（     数据总线    ）和控制总线。

8.存储器的三级存储系统是（    主存     ）和高速缓存、辅助存储器

9.控制器中的程序计数器PC中存放的是（   指令的地址   ）

10.操作控制器将指令分解为一系列控制信号.在时钟脉冲的作用下.完成对各功能部件中的控制点的操作。这种操作称为（   微操作   ）.这是计算机硬件结构中最基本的操作。

11.DMA的含义是（直接存储器访问 ）.它主要用于连接高速外设,信息传送以数据块为单位传送。

12.存储（  程序   ）并按地址顺序执行.这是冯诺依曼型计算机的工作原理

13.RISC的中文含义是（  精简指令集计算机   ）

14.主存储器容量通常以GB表示.其中1GB=（  2＾30  ）B

15. CPU能直接访问（ 存储器 ）和Cache.但不能直接访问磁盘和光盘。

16．在用户编程所用的各种语言中.与计算机本身最为密切的语言是（ 汇编 ）语言。

17．按连接部件不同.总线通常可分为片内总线、（系统）总线和通信总线三种。 

18．完成一条指令一般分为（  取指 ）周期和执行周期。

19．用1K×1位的存储器芯片组成容量为16K×8位存储器共需（  128  ）片。

20．半导体静态RAM依据（  触发器  ）原理存储信息。

21．RISC表示精简指令集计算机.CISC表示（  复杂指令集  ）计算机。

22．微指令格式可分为垂直型和水平型两类.其中（ 水平 ）型微指令用较短的微程序结构换取较长的微指令结构。

23．用（ 4 ）片74181可组成16位的ALU。

24．I/O设备与主机交换信息的主要方式有程序查询方式、中断方式、（ DMA方式 ）方式、I/O通道方式和I/O处理机方式。

25. 设形式地址为A.则直接寻址方式中.操作数的有效地址为（  A  ）。

26. 一条指令中包含的信息有操作码和（  地址码  ）。

27.（  中断允许  ）触发器用于开放或关闭中断系统。

28.磁盘的传输率是磁盘的转速与（  磁道  ）容量的乘积。

29．在用户编程所用的各种语言中.与计算机本身最为密切的语言是（ 汇编 ）语言。

30．按传送的信息的种类.系统总线通常可分为数据总线、（ 地址 ）总线和控制总线三种。 

31．用1K×8位的存储器芯片组成容量为16K×8位存储器共需（  16  ）片。

32．用（ 4 ）片74181可组成16位的ALU。

33. 控制器中的指令寄存器IR中存放的是（   指令   ）

34. 控制单元由于设计方法的不同可分为微程序控制器和（   硬布线  ）控制器

四、简答题

1.假设总线的时钟频率为100MHZ.总线的传输周期为4个时钟周期.总线的宽度为32位.试求总线的数据传输率（MBps）。若想提高一倍数据传输率.可采取什么措施？

宽度＝总线宽度／时钟周期数

8／1／100＝800Mbps＝100MBps

措施：时钟频率提高一倍.宽度提高一倍

2、什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？ 

指令周期：CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间

机器周期：通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期。(也就是计算机完成一个基本操作所花费的时间) 

时钟周期：处理操作的最基本单位。

三者之间的关系：指令周期通常用若干个机器周期表示.而机器周期时间又包含有若干个时钟周期。

3.简述动态RAM的存储原理及其需要刷新的原因

原理：靠电容存储电荷的原理来存储信息

原因：由于存储单元被访问是随机的.有可能某些存储单元长期得不到访问.不进行存储器的读／写操作.其存储单元内的原信息将会慢慢消失。

4. 设相对寻址的转移指令占3个字节.第一字节为操作码.第二、三字节为相对转移量（补码表示）.而且数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式（即高位数据在高位地址.低位数据放低位地址）.每当CPU从存储器中取出一个字节时.即自动完成(PC)+1 PC。若PC当前值为300（十进制）.要求转移到320（十进制）.则转移指令的第二、三字节的机器代码是什么？（要求给出解答步骤）

EA＝320    EA＝(PC)＋A     

320＝303＋A   A＝17＝11(H)

5. 什么是总线？总线主要有哪些特性？

总线是链接多个部件的信息传输线.是各部件共享的传输介质。

特性：机械特性.电气特性.功能特性.时间特性

6．DMA方式中的中断请求和程序中断方式中的中断请求有何区别？

DMA方式不需CPU干预传送操作,仅仅是开始和结尾借用CPU一点时间,其余不占用CPU任何资源。

7. 中断周期前和中断周期后各是CPU的什么工作周期？中断周期完成什么操作？

中断周期前：执行指令阶段

中断周期后：取指令阶段

完成操作：关中断.保存断点和转中断服务程序入口

8. 简述主存与高速缓存的主要映射方式及其特点。

直接映射：每个主存块只与一个缓存块相对应

全相联映射：允许主存中每一个块映射到Cache中的任何一块位置上

组相联映射：对直接映射和全相联映射的一种折中

9．简述存储系统的三级存储体系。

主存：包括存储体、各种逻辑部件及控制电路等。一个存储单元可存储一串二进制代码 

高速缓存：CPU可直接从缓存中读取所需信息.不必空等而影响效率

辅助存储器：不直接与CPU交换信息

10. 存储器中存储的数据和指令是怎么区分的？

1) 通过不同的时间段来区分指令和数据.即在取指令阶取出的为指令.在执行指令阶段取出的即为数据。

2) 通过地址来源区分.由PC提供存储单元地址的取出的是指令.由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。

11. 举出CPU中主要寄存器的名称及功能。

MAR：主存地址寄存器.用于保存地址

MDR：主存数据寄存器.用于缓存数据

PC：程序计数器.用于存放地主

IR：指令寄存器.用于存放数据