计算机组成原理大作业
选择题
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在微程序控制方式中，机器指令和微指令的关系是（ ）。
A、每一条机器指令由一条微指令来解释执行
B、每一条机器指令由一段（或一个）微程序来解释执行C、一段机器指令组成的工作程序可由一条微指令来解释执行
D、一条微指令由若干条机器指令组成
正确答案： B
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计算机采用不同寻址方式的目的主要是（ ）。
A、缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性B、降低指令译码的难度
C、实现程序控制
D、提高访存速度
正确答案： A
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微程序存放在（ ）。
A、主存中
B、堆栈中
C、只读存储器中D、磁盘中
正确答案： C
答案解析：
此题极易错误，微程序在控制存储器，控制存储器为ROM芯片
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下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（ ）。
A、MIPS
B、MFLOPSC、CPI
D、IPC
正确答案： B
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存储单元是指（ ） 。
A、存放一个字节的所有存储元集合
B、存放一个存储字的所有存储元集合C、存放一个二进制信息位的存储元集合
D、存放一条指令的存储元集合
正确答案： B
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DMA方式中，周期窃取是窃取一个（ ）。
A、存取周期B、指令周期
C、CPU周期
D、总线周期
正确答案： A
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程序计数器PC在（ ）中 。
A、运算器
B、控制器C、存储器
D、I/O接口
正确答案： B
答案解析：
PC和IR属于控制器，通用寄存器，累加器，和PSW（程序状态字）属于运算器，PSW在加减乘除运算结束会根据结果的状态而变化。
其中用PC和IR及PSW配合用于程序控制。
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缓存的地址映射中，若主存块只可映射到缓存内唯一组中任意一块的位置上，称作（ ）。
A、直接映射
B、全相联映射
C、组相联映射D、混合映射
正确答案： C
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采用扩展操作码技术的好处是（ ）。
A、便于译码
B、指令设计方便
C、缩短指令长度D、便于寻址
正确答案： C
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下列叙述中正确的是（ ）。
A、程序中断方式和DMA方式中实现数据传送都需中断请求 。
B、程序中断方式中有中断请求，DMA方式中没有中断请求
C、程序中断方式和DMA方式中都有中断请求，但目的不同D、以上都不正确
正确答案： C
填空题
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32位的个人计算机，一个字节由(
8) 位二进制数组成。 -
由0、1代码组成的语言称为（
机器语言） 。 -
四地址指令OP A1,A2,A3,A4,（A1）OP(A2)->A3,A4为下一条指令的地址。为了减少指令中操作码的个数，少访问存储器，用寄存器（
PC或者程序计数器）代替指令中A4。 -
总线按照数据传输的位数有串行和并行两种方式，常用的USB是（
串行）总线。 -
设指令的OP是4位，采用定长操作码，指令系统有零地址、一地址、二地址三种。其中一地址指令M条，二地址N条，则零地址最多有（
16-M-N）条。 -
双符号位变形补码的加减运算，当（
两个符号位不同时）时，表示溢出。 -
某计算机共有125条指令，采用一地址格式，则指令字需取（
22）位才能直接寻址32K个存储单元。答案解析：
一地址指令，125条，op需要7位
直接寻址，需要给出数的地址，共32k单元，32K为2的15次方，所以共需要7+15=22
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系统总线的宽度通常指的是（
数据）总线的位数。 -
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。 -
设D为指令字中的形式地址部分，D=EFH，(D)=4088，如果采用一次间接寻址方式，其有效地址是（
4088)。间接寻址说明，指令中地址码部分EFH是数的地址的地址，数的地址是EFH单元中的内容，即4088
判断题
- RISC的控制器是微程序控制器。（
×） - 中断向量地址是中断服务程序的入口地址。（
×） - 奇偶校验可以校验奇数个位的出错,并能确定出错的位置.。（
×） - 存储单元是存放一位二进制信息的存贮元。（
×） - 调整主存的结构，如采用单体多字结构或采用多体结构等，可以提高访存速度。（
√） - 通道是一个特殊功能的处理器。（
√） - 立即寻址是数在指令中，常用于给变量和寄存器赋初值。（
√） - 所有指令的取指令操作都是相同的。（
√） - 微程序控制器比硬布线控制器更加灵活。（
√） - 采用变形补码进行加减运算可以避免溢出。（
×）
简答题
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在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于打印机。如果CPU正在执行打印机的中断服务程序，此时磁盘请求中断，结合此情况写出多重中断的中断服务程序流程。
（1）保护中断
（2）开中断
（3）设备服务
（4）恢复现场
（5）中断返回
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假设主存容量为512KB，Cache容量为4KB，每个字块为16个字，每个字32位。
（1）Cache地址有多少位？可容纳多少块？
（2）主存地址有多少位？可容纳多少块？（1）Cache容量4KB（2的12次方=4K）所以Cache地址12位
每个字块16个字，每字32位，即每个字块为64B，4KB/64B=64块。
（2）主存容量512KB（512K=2的19次方），所以主存地址19位
每个字块16个字，每字32位，即每个字块为64B，512KB/64B=8192块。
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设某总线在一个总线周期并行传送8个字节的数据，假设一个总线周期等于一个时钟周期，总线的频率为66MHZ，求总线的带宽为多少B/S？
设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T = 1 / f表示，一个总线周期传送的数据量用D表示，根据定义可得：Dr = T / D = D * 1 / f设总线的频率为66MHZ,则一个时钟周期为1/66MHZ
总线的传输周期为1/66M
总线的宽度为8个字节，故传输速率为8*66M=528MB/s
又由：1 MB/s = 1024 KB/s = 1024 * 1024 B/s
故总线的带宽为553648128 B/s。
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简述中央处理器的基本功能。
（1）指令控制，即对程序运行的控制；
（2）操作控制，即对指令内操作步骤的控制；
（3）数据运算，即对数据进行算术运算和逻辑运算，这是CPU的最基本功能；
（4）异常处理和中断处理，如处理运算中的溢出等错误情况以及处理外部设备的服务请求等。
此外，CPU还具有存储管理、总线管理、电源管理等扩展功能。
计算题
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纯小数x=+11/16，y=+7/16，试用双符号位变形补码计算x+y，并判断是否溢出。
由x = +11 / 16 = 0.6875 得原码 x = 0 . 1101000 ，[ x ] ’ 补 = 00 . 1011000
由y = +7 / 16 = 0 . 4375 得原码 y = 0 . 0111000 ，[ y ] ’ 补 = 00 . 0111000
由[ x ] ’ 补 + [ y ] ’ 补 = 01 . 0010000 可知 双符号位变形补码 x + y 的结果01表示 溢出。
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用一个字节存放有符号整数，若某数真值为-75，请写出它的四种机器数（原码，反码，补码，移码）。
原码：1，1001011
反码：1，0110100
补码：1，0110101
移码：0，0110101
其他
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设CPU共有16根地址线，8根数据线。现有下列存储芯片：1K×4位RAM，2K×8位RAM，8K×8位RAM,16K×1位RAM，4K×4位RAM；2K×8位ROM，8K×8位ROM，4K×8位ROM以及74138译码器和各种门电路。要求：
（1）主存地址空间分配：0000H-1FFFH为系统程序区；最大4K地址空间为用户程序区。
（2）写出二进制地址码，并合理选用上述存储芯片，说明各选几片。
（3）需要哪几位地址作为芯片的选择（即作为74138译码器输出端）（1）CPU有16根地址线，所以存储空间是2的16次方，即最大寻址空间64K个单元，8根数据线，即每个单元是8位，所以CPU的寻址空间为64K*8
系统程序区：0000-1FFF
0000H-1FFFH 共1FFF-0+1=2000H=0010 0000 0000 0000=2的13次方，所以需要8K个单元，CPU是8位，所以需要8K*8的ROM芯片。
地址范围0000 0000 0000 0000-0001 1111 1111 1111（16根地址线全部要用完）
（2）根据提供的芯片 选择2片4K×8位ROM，也可以选择1个8K*8的ROM 芯片
最大4K是用户程序区，需要RAM 芯片
2片4K×4位RAM
这两个芯片是位扩展，地址范围都是一样，即60k-64k-1，地址范围为1111 0000 0000 0000-1111 1111 1111 1111，即F000-FFFFH
（3）RAM都是4K个单元，所以需要12根地址线（A0-A11）连接RAM芯片，剩余16-12=4根地址线. ROM芯片8K单元，需要13根地址线（A0-A12）连接芯片ROM。
所以用高3位地址线可以作为译码器的输入信号。用一个输出配合A12的非门输出控制两个RAM的片选端。3：8译码器另一个输出连8K*8的ROM 芯片。
