计算机组成与结构复习资料14-15含答案

判断题

1、计算机主机由CPU 、存储器和硬盘组成 ×

× 2、SRAM 的集成度比DRAM 高，速度比DRAM 低

3、机器语言是计算机硬件唯一能直接理解并执行的语言 √

4、现代计算机系统以存储器为核心。 √

5、控存一般采用ROM 结构，其字长比机器字长要长得多 √

6、中断处理和中断响应都由硬件实现 ×

7、I/O通道不是一个独立的处理器，外围处理机则基本独立于CPU √

8、执行一条指令实际上就是执行一段放在控存中的微程序

9、DMA 通常用于成组数据传送，由DMA 控制器控制 √

×

√ √ 10、数据总线、地址总线是双向的，控制总线是单向的 11、决定计算机运算精度的主要技术指标是机器字长

12、SRAM 的集成度比DRAM 低，速度比DRAM 高 √

13、汇编语言是计算机能直接理解并执行的语言 ×

14、CPU 能直接访问CACHE 、主存 √

15、控存一般采用ROM 结构，其字长与机器字长相当 ×

16、中断处理由硬件实现，中断响应由软件完成 √

17、通道程序的执行独立于CPU √

×

× 18、执行一条指令实际上就是执行一段放在主存中的微程序 19、超级流水线并不以增加流水线数的方法来缩短机器周期

20、固态盘采用半导体存储介质和USB 接口 ×

21. 计算机的时钟频率反映了机器速度，主频越高，解题越快 √

22. 中断隐指令是由硬件实现的。 √

专业缩语解释

1.DRAM(动态存储器) 2.USB (通用串行总线) 3.SRAM (静态存储器)

4.CRT (阴极射线管) 5.PCI (外设部件互连标准) 6. MIPS (单字长定点指令平均执行速度)

7.OCR(光学字符识别) 8.BIOS(基本输入输出系统) 9.CRC(循环冗余校验码)

10.PSWR （功率驻波比）11.AGP(加速图形接口) 12.DMAC(直接内存存取控制器)

13.EEPROM(可电擦可编程序只读存储器) 14.RISC (精简指令集计算机)

15.CISC(复杂指令计算机)16.SISD （单指令流单数据流）

17.SIMD （单指令流多数据流）18.MISD （多指令流单数据流）

19.MIMD （多指令流多数据流）20. SISC（小型计算机系统接口）

填空题

1、若X=-0.01111，Y=+0.11001，则【X 】补= 1.10001【-X 】补= 0.01111

【-Y 】补= 1.00111，X-Y= 1.01000，X+Y= 0.01010。

2、机器数常有原码、补码、反码三种表示，汉字在计算机内部存储等操作的信息代码称之为汉字内码。

3、常见数据校验码有奇偶检验码、海明校验码、循环冗余校验码三种。

4、浮点数加减运算的流程分对阶、尾数的加减运算、规格化操作、舍入和判溢出五步。

5、 Cache与存地址映射方式有直接映像、全相连映像、组相联映像三种。常用CACHE 替换算法有先进先出（FIFO ）算法、近期最少使用（LRU ）算法等。

6、常见的微指令控制字段编码方式有直接控制法、字段直接编译法、字段间接编译法等。

7、并行存储器有双端口存储器、多模块交叉存储器、可电擦可编程只读存储器等。

8、根据弗林分类法，计算机系统可分为单指令流单数据流（SISD ）计算机系统、单指令流多数据流（SIMD ）计算机系统、多指令流单数据流（MISD ）计算机系统、多指令流多数据流（MIMD ）计算机系统四类。

9、虚拟存储管理有段式管理、页式管理、段页式管理三种形式。在微机中常见的总线标准有ISA 总线、EISA 总线、PCI 总线等。

10、I/O设备数据传送的控制方式有程序直接控制方式 、程序中断传送方式、直接存储器存取方式、I/O通道控制方式、外围处理机方式5种。

11、根据机器时钟信号与微操作信号的时间关系，控制器控制方式可分为同步控制方式、异步控制方式、联合控制方式三种。

12、系统总线按传输信息的不同可分为控制总线、地址总线、数据总线3类，三总线结构指的是I/O、主存和DMA 总线。

13、主存储器的主要技术指标是主存容量、存储器存取时间、存储周期，辅助存储器的主要技术指标是存储密度、存储容量、寻址时间等。

14、虚拟存储管理方式有段式管理、页式管理、段页式管理三种。

15、电子计算机发展经历了电子管计算机时代、晶体管计算机时代、集成电路计算机时代、大规模集成电路计算机时代、超大规模集成电路计算机时代5个时代。

16. 毫微程序设计的主要目的是减少控制存储器的容量。通常若采用两级微程序设计，第一

级采用垂直微程序，第二级采用水平微程序。

17. 控制指令执行的3级时序信号指的是机器周期、节拍、时钟脉冲。

18. 常见的打印设备有点阵针式打印机、激光打印机、喷墨打印机和热转`印打字机。

19. 产生控制信号一般有硬布线控制、微程序控制两种方式。

单选题

B 1、世界上首台电子计算机是______。

A．EDVAC B.ENIAC C.SPARC D.IBM360

B 2、需要定期刷新的存储芯片是______。

A. EPROM B. DRAM C. SRAM D. EEPROM

D 3、在定点二进制运算器中，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

C 4、 若浮点数的阶码和尾数都用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是_____。

A ．阶符与数符相同为规格化数 B．阶符与数符相异为规格化数

C ．数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数

D ．数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数

C 5、提出微程序控制器设计思想的科学家是______。

A． B.Pascal B. G.W.Leibniz C.Wilkes D. G.Boole

C 6、不需要定期刷新的随机存储芯片是______。

A. EPROM B. DRAM C. SRAM D. EEPROM

C 7、在堆栈中，保持不变的是______。

A. 栈顶 B.堆栈指针 C.栈底 D. 堆栈的数据

C 8、某512*8位RAM 芯片，采用一位读写控制线，该芯片的引脚至少有______条。

A. 17 B. 19 C. 21 D. 22

A 9、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

C 10、和外存储器相比，内存储器的特点是______。

A ．容量大、速度快、成本低 B．容量大、速度慢、成本高

C ．容量小、速度快、成本高 D．容量小、速度快、成本低

C 11、循环冗余校验的英文缩略是______。

A ．CRT B．LCD C．CRC D．OCR

B 12、采用虚拟存储器的目的是_____

A ．提高主存储器的存取速度 B．扩大主存空间，并能进行自动管理和调度

C ．提高外存储器的存取速度 D．扩大外存储器的存储空间

D 13、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式，采用跳跃寻址方式，可以实现______。

A. 堆栈寻址 B. 程序的条件转移

C. 程序的无条件转移 D. 程序的条件转移和无条件转移

C 14、和外存储器相比，内存储器的特点是______。

A ．容量大、速度快、成本低 B．容量大、速度慢、成本高

C ．容量小、速度快、成本高 D．容量小、速度快、成本低

B 15、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,那么出栈操作应为______。

A. (Msp)→A,(SP)+1→SP B. (SP)+1→SP,(Msp)→A

C. (SP)-1→SP,(Msp)→A D. (Msp)→A,(SP)-1→SP

C 16、相联存储器是指按______进行寻址的存储器。

A ．地址指定方式 B．堆栈存取方式

C ．内容指定方式 D．地址指定方式与堆栈存取方式结合

B 17、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______。

A. 实现存储程序和程序控制

B ．缩短指令长度、扩大寻址空间、提高编程灵活性

C ．可以直接访问外存

D ．提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

C 18、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用______。

A. 堆栈寻址方式 B. 立即寻址方式 C. 隐含寻址方式 D. 间接寻址方式

C 19、用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。

A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接

C 20、相联存储器是指按______进行寻址的存储器。

A ．地址指定方式 B．堆栈存取方式

C ．内容指定方式 D．地址指定方式与堆栈存取方式结合

B 21、下列几项中，不符合RISC 指令系统特点的是______。

A. 指令长度固定

B ．寻址方式种类尽量多，指令功能尽可能强

C ．增加寄存器数目，以尽量减少访存次数

D ．选取使用频率最高的一些简单指令及有用但不复杂的指令

C 22、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用______。

A. 堆栈寻址方式 B. 立即寻址方式 C. 隐含寻址方式 D. 间接寻址方式

B 23、下列部件中不属于控制器的是______。

A. 程序计数器 B. 地址寄存器 C.指令译码器 D. 指令寄存器

C 24、中央处理器（CPU ）包含______。

A ．运算器 B．控制器

C ．运算器、控制器和cache D．运算器、控制器和主存储器

B 25、在CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是______。

A ．主存地址寄存器 B．程序计数器

C ．指令寄存器 D．状态条件寄存器

C 26、在集中式总线仲裁中，______方式响应时间最快。

A ．链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 D.以上三种相同

B 27、74LS181是______位运算器。

A ．2 B．4 C．8 D．16

B 28、中断向量地址是______。

A ．子程序入口地址 B．中断服务子程序入口地址

C ．中断服务子程序出口地址 D．中断返回地址

C 29、______是计算机中不可再分割的操作，是计算机中最小的操作信号。

A ． 机器指令 B．机器周期 C．微操作 D.工作脉冲

C 30、中央处理器（CPU ）包含______。

A ．运算器 B．控制器

C ．运算器、控制器和cache D．运算器、控制器和主存储器

B 31、在CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是______。

A ．MAR B．PC

C ．IR D．PSR

C 32、在集中式总线仲裁中，属于并行方式的是______。

A ．链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 D.以上三种相同

D 33、Intel80486是32位微处理器，pentium 是______位处理器。

A. 16 B. 32 C. 48 D. 64

B 34、中断向量地址是______。

A ．子程序入口地址 B．中断服务子程序入口地址

C ．中断服务子程序出口地址 D．中断返回地址

C 35、构成控制信号序列的最小单位是______。

A ． 微指令 B．微程序 C．微命令 D.机器指令

D 36、多处理机属于______结构计算机。

A. SISD B. SIMD C. MISD D. MIMD

C 37、中断请求触发器用来______。

A、表示外设是否提出了中断请求 B、表示CPU 是否响应了中断请求

C、表示CPU 是否正在进行中断处理 D、开放或关闭可屏蔽中断

D 38. 汉字打印或显示时采用的是______。

A、ASCII 码 B、拼音码 C、机内码 D、点阵码

C 39、汉字储存时时采用的是______。

A、ASCII 码 B、拼音码 C、机内码 D、点阵码

D 40、如果某种彩显用8位表示一个像素则该显示器能显示______种颜色、

A 、8 B、64 C、128 D、256

简答题

1冯. 诺依曼结构计算机的主要特点有哪些？

①计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成

②采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，并以二进制码表示

③指令由操作码和地址码组成

④指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器（即程序计数器PC ）指明要执行的指令

所在的存储单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件而改变

⑤机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器

2何为RISC? 其主要特征是什么？

RISC ：精简指令系统计算机

特征：①优先选取使用频率较高的简单指令以及有用而不复杂的指令，避免复杂指令。 ②指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。指令之间各字段的划分比较一致，各字段的功能也比较规整

③只有取数/存数指令访问存储器，数据在寄存器和存储器之间传送，其余指令的操作都在寄存器之间进行

④CPU 中通用寄存器数量相当多，算术逻辑运算指令的操作数都在通用寄存器中存取 ⑤大部分指令在一个或小于一个机器周期内完成

⑥以硬布线控制逻辑为主，不用或少用微码控制

⑦特别重视程序编译优化工作，以减少程序执行时间

3何为DMA ？其主要工作方式及各自特点有哪些？

DMA 是I/O设备与主存储器之间由硬件组成的直接数据通路，用于组成数据（即数据块）传送。

工作方式：①CPU 暂停方式。主机响应DMA 请求后，让出存储总线，直到一组数据传送完毕后，DMA 控制器才把总线控制权交还给CPU ，采用这种方式的I/O设备，在其接口中一般设置有存取速度较快的小容量存储器，I/O设备与小容量存储器交换数据，小容量存储器与主机交换数据，这样可减少DMA 传送占用存储总线的时间，即减少CPU 暂停工作时间

②CPU 周期窃取方式。DMA 控制器与主存储器之间传送一个数据，占用（窃取）一个CPU 周期，即CPU 暂停工作一个周期，然后继续执行程序。

③直接访问存储器工作方式。如果传送数据时CPU 正好不占用存储总线，则对CPU 不产生任何影响。如果DMA 和CPU 同时需要访问存储总线，则DMA 的优先级高于CPU 。在DMA 传送数据的过程中，不能占用或破坏CPU 硬件资源或工作状态，否则影响CPU 的程序执行。

4、什么是I/O通道？主要有哪几种通道类型及各自特点是什么？

I/O通道是计算机系统中代替CPU 管理控制外部设备的独立部件，是一种能执行有限条I/O指令集合（通道命令）的I/O处理机

① 字节多路通道。 以字节为单位轮流为多个中低速设备进行数据传输，多个设备可以同

时处于工作状态，而且能交叉地进行数据传输。字节多路通道数据传输率是各个外部设备传输速率之和

② 数组多路通道。将要传输的数据分成多个固定大小的数据块，以固定大小的数据块为单

位，选择传输的外部设备。多个设备可以同时处于工作状态，当一个设备传输一个数据块后就换一台外部设备。数组多路通道的最大传输率应为所接外部设备传输率中最大的一个

③ 选择通道。适合于对高速块设备进行数据传输，它可以对多个不同的外部设备进行控制，

但一次只有一台外部设备处于工作状态。在连接多个块设备时，它采用轮流选择设备的方法，一次选择一个外部设备，在完成所要求的数据传输之后，再选择另一个外部设备进行数据传输。通道的最大传输率应为所接外部设备传输率中最大的一个。

5什么是中断？CPU 响应中断的基本条件有哪些？

中断是由I/O设备或其他非预期的急需处理的事件引起的，它使CPU 暂时中断现在正在执行的程序，而转至另一服务程序去处理这些事件。处理完后再返回原程序。

基本条件①至少一个未被屏蔽的中断请求

②CPU 内部处于开中断/中断允许

③本条指令执行完毕

6、控制器的基本组成部分是什么？有哪两种实现方式及它们的显著差异？

基本组成部分：①程序计数器（PC ）②指令寄存器（IR ）③指令译码器或操作码译码器④脉冲源及启停线路⑤时序控制信号形成部件

实现方式：串行程序设计、并行程序设计

差异：①并行程序设计不但包含了串行程序设计，而且还包含了更多的富有挑战性的问题 ②串行程序设计仅有一个普遍被接受的冯诺依曼模型，而并行计算模型虽有好多，但没有一个被共同认可

③并行程序设计对环境工具的要求远比串行程序设计先进得多

④ 串行程序设计比较适合于自然习惯，且人们在过去积累了大量的编程知识和宝贵的软件

财富

7、何为微指令、微命令、微程序？请说出三种微指令控制字段的编译方法？

微指令：在微程序控制的计算机中，将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指

令，所以微指令就是把同时发出的控制信号的有关信息汇集起来而形成的。

微命令：组成微指令的微操作称为微命令

微程序：计算机的程序由指令序列构成，而计算机每条指令的功能均由微指令序列解释完成，这些微指令序列的集合叫做微程序。

编译法：直接编译法、字段直接编译法、字段间接编译法

8、请说出5种操作数寻址方式及各自特点。

①直接寻址。指令的地址码部分给出操作数在存储器中的地址，当有多个地址时，情况类似，不再重复，指令的寻址方式由操作码表示。

②寄存器寻址。寄存器中存取数据比从存储器中存取快得多，可以缩短指令长度，节省存储空间，提高指令的执行速度。

③基址寻址。在计算机中设置一个专用的基础寄存器，或由指令指定一个通用寄存器。操作数的地址由基础寄存器的内容和指令的地址码相加得到。特点可以扩大寻址能力，基址寄存器的位数可以设置得很长，从而可以在较大的存储空间中寻址

④变址寻址。变址寻址方式将CPU 中某个变址寄存器的内容与偏移量D 相加来形成操作数有效地址。其目的不在于扩大寻址空间，而在于实现程序块的规律变化。

⑤ 相对寻址。转移地址不是固定的，它随着PC 值的变化而变化，并且总是与PC 相差一个固定值disp, 因此无论程序装入存储器的任何地方，均能正确运行，对浮动程序很适用；位移量可正可负，通常用补码表示

9、什么是中断? 什么是DMA? 请说说两种工作方式的差异.

中断是由I/O设备或其他非预期的急需处理的事件引起的，它使CPU 暂时中断现在正在执行的程序，而转至另一服务程序去处理这些事件。处理完后再返回原程序。

DMA 是I/O设备与主存储器之间由硬件组成的直接数据通路，用于组成数据（即数据块）传送。

差异：①中断方式在每个数据传送完毕后中断CPU ，而DMA 方式则是在所要求传送的一批数据全部传送结束时中断CPU 。②中断方式的数据传送是在中断处理时由CPU 控制完成的，而DMA 方式则是在DMA 控制器的控制下完成的。不过，在DMA 方式中，数据传送的方向，存放数据的内存及传送数据的长度等仍然由CPU 控制。

10、 何为流水线的数据相关？有哪几种相关情形？如何解决？

数据相关：在执行本条指令的过程中，如果用到的指令，操作数，变址偏移量等正好是前面指令的执行结果，则必须等待前面的指令执行完成，并把结果写到主存或通用寄存器中之后，

本条指令才能开始执行。

3种相关情形：先写后读（WR ）相关、写—写（WW ）相关、先读后写（RW ）相关 解决办法：后退法、设置旁路、改变执行顺序

应用题

1、假设某存储器地址长为22位，存储器字长为16位，试问

（1）该存储器能存储多少字节的信息

（2）若用64K*4位的DRAM 芯片组成该存储器，则需多少片芯片？

（3）在该存储器的22位地址中，多少位用于选片寻址？多少位用于片内寻址？ 答：（1）该存储器可存储222×2＝223＝8MB 的信息。

（2）需要芯片 222×16/64×210×4＝28＝256

（3）22位地址中，16位用于片内寻址，6位用于选片寻址。

2、一个组相联CACHE 由64个存储块组成，每组包括4个存储块，主存由8192个存储块组成，每块32字，访存地址为字地址。问

（1）主存与CACHE 地址各是多少位？地址映像是几路组相联？

（2）主存地址格式中区号、组号、块号、块内地址各多少位？

答：(1) 主存单元数为8192*32＝218, 主存地址为18位。

cache 单元数为64*32＝211,cache 地址为11位。因每组包含4个块，所以是4路组相联

(2) 主存地址：每块32字，即块内地址b=5位；4路组相联，即块号r=2位；组数为64/4=16，即组号c=4位；主存块数/cache组数＝8192/16=29，即t+r=9，所以区号t=7。

3、某机字长32位，有16个通用寄存器，主存容量为1M 字，采用单字长二地址指令，共有64条指令，试采用四种寻址方式（寄存器、直接、变址、相对）设计指令格式。（略）

3、教材P164 6.6题 6.18题