计算机组成复习.pptx

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1、简答题,请画出冯.诺依曼计算机的结构图。完成下列补码（补码符号位用2位）的加法运算。完成下列补码（补码符号位用2位）的减法运算。,请对下列存储器的特点进行比较：请对下列半导体存储器的特点进行比较：,在计算机的主存中，通常设置一定的ROM区，并且ROM与RAM统一编址，请指出设置ROM区的目的。某计算机字长32b，其中地址码长度22b，若主存按字编址，主存的最大容量是多少（字）？1M若主存按字节编址，主存的最大容量是多少（字节）？4M主存和CPU之间交换数据以“字”或“字节”为单位进行，主存和磁盘之间交换数据以“块”为单位进行，请指出这样做的理由。计算机为什么要采用多级结构的存储系统？提高存取速

2、度，扩大存储容量多级存储系统的建立基于什么原理？简述这一原理。基于程序运行的局部性原理：位于被访问字附近的数据在近期被访问到的概率比较大,3级存储系统可分为2 个层次：缓存-主存和主存-辅存。请对这2个层次加以比较。已知X=-0.01111，Y=+0.11001，求X补，-X补，Y补，-Y补，X+Y=？，X-Y=？11.10001 00.01111 00.11001 11.1000100.01010 10.11000(负溢出)指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们？,CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否一样？为什么？什么是多重中断？实现多重中断的必要条件是什么？在一个中断处理过程中

3、，若又有新的中断处理发生，而新中断的优先级高于正在执行的中断，则应立即终止正在执行的中断服务程序，转去处理新的中断，这种情况称为多重中断，也称中断嵌套必要条件：在现行中断服务期间，中断触发器为1，即开中断 主存一般有哪两种选址方式？简述其特点。Cache在存储器的层次结构中能起什么作用？什么是中断优先权？中断嵌套的含义是什么？试比较寄存器寄存器指令与存储器存储器指令的优缺点。什么是I/O接口？为什么在计算机系统中需要设置I/O接口，会起到什么样的作用？描述中断方式输入输出控制的工作流程。简述以下指令的执行过程：lw r24,100(r15)寄存器r15中的数据和立即数100相加，得到存储器地址

4、，用这个地址访问储存器，把得到的存储器数据写入寄存器rt中,MIPS有哪三种类型指令？各举一指令实例，并说明该指令的功能。1.寄存器类型 add rd,rs,rt;把寄存器rs中的数据和寄存器rt中的数据相加，结果存在寄存器rd中2.立即数类型 addi rt,rs,imm;把寄存器rs中的数据和无符号立即数imm相加，结果存放在寄存器rt中3.跳转类型 j addr;把26位的立即数addr左移两位，再与PC+4的高四位拼接一个较完整的指令系统，应当包括那些类型的指令？(1)数据传送类指令(2)运算类指令(3)程序控制类指令(4)输入/输出类指令(I/O指令)试从以下5个方面比较DMA 方式

5、与程序中断方式。,计算题、应用题,已知：被乘数A=+0.10101，乘数B=-0.11011。试用补码一位比较乘法（Booth乘法）规则，求AB补=?，要求写出计算步骤和运算竖式。,机器字长32位，主存容量为1MB，16个通用寄存器，共32条指令，请设计双地址指令格式，要求有立即数、直接、寄存器、寄存器间接、变址、相对六种寻址方式。,什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？存储器带宽表示单位时间内存储器存取的信息量 160M位/秒一个容量为16K32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1

6、K4位，2K8位，4K4位，16K1位，4K8位，8K8位 128 32 32 32 16 8设某机有五个中断源L0、L1、L2、L3、L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0L1 L2 L3 L4，现要求中断处理次序改为L1L4 L2 L0 L3，根据下面的格式，写出各中断源的屏蔽字。,CPU内有32个32位的通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统。假设指令字长等于机器字长，试回答以下问题。（1）如果主存可直接或间接寻址，采用“寄存器存储器”型指令，能直接寻址的最大存储空间是多少？画出指令格式并说明各字段的含义。226（2）在满足（1）的前提下，如果采用通用寄存器作基址寄存器，则

7、上述“寄存器存储器”型指令的指令格式有何特点？画出指令格式并指出这类指令可访问多大的存储空间？,某微机指令格式如下所示：格式中 D 为位移量，X为寻址方式特征值：X=00,直接寻址；X=01,用变址寄存器R1进行变址 X=10,用变址寄存器R2进行变址 X=11,相对寻址 设（PC）=1234H，（R1）=0037H,(R2)=1122H,(.H代表十六进制数)，请确定如下指令的有效地址：(1)4420H 00100000(2)2244H 0001000101100110(3)1322H 0001001001010110(4)3521H 0000000001011000(5)6723H 000

8、1000201010111,如图表示使用快表（页表）的虚实地址转换条件，快表存放在相联存贮器中，其中容量为8个存贮单元。问：当CPU 按虚拟地址1去访问主存时，主存的实地址码是多少？当CPU 按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地址码是多少？当CPU 按虚拟地址3去访问主存时，主存的实地址码是多少？80324 96128 失效,编程题,regfile.v寄存器堆功能描述风格Verilog HDL代码alu.v功能描述风格的Verilog HDL代码shift.v功能描述风格的Verilog HDL代码（答案见下页）,Example:regfile.v(功能描述风格代码)module regfil

9、e(rna,rnb,d,wn,we,clk,clrn,qa,qb);input 4:0 rna,rnb,wn;input 31:0 d;input we,clk,clrn;output 31:0 qa,qb;reg 31:0 register 1:31;/r1-r31 regs/2 read port assign qa=(rna=0)?0:registerrna;/read port 0 assign qb=(rnb=0)?0:registerrnb;/read port 1/1 write port always(posedge clk or negedge clrn)if(clrn=0)

10、begin integer i;for(i=1;i 32;i=i+1)registeri=0;end else/write port if(we endmodule,Example:alu.v(功能描述风格代码)module alu(a,b,aluc,r,z);input 31:0 a,b;input 3:0 aluc;output 31:0 r;output z;wire 31:0 d_and=aendmodule,Example:shift.v(功能描述风格代码)module shift(d,sa,right,arith,sh);input 31:0 d;input 4:0 sa;inpu

11、t right,arith;output 31:0 sh;reg 31:0 sh;always*beginif(right=0)begin/shift leftsh=d sa;end else begin/shift right arithmeticsh=$signed(d)sa;endendendmodule,选择题,1 某寄存器中的值有时是地址，因此只有计算机的_C_才能识别它。A.译码器 B.判别程序 C.指令 D.时序信号2 若X补=11010011，则X的十进制数真值是_-45_。A.71 B.48 C.65 D.633.对于补码表示数的算术移位，如下描述正确的是_C_。A符号位参于

12、移位，右移时其左端空出的位补入“0”B符号位不参于移位，右移时其左端空出的位补入“0”C符号位参于移位，右移时其左端空出的位补入“符号位”D符号位不参于移位，右移时其左端空出的位补入“符号位”,4 存贮单元是指_B_。A.存放一个二进制信息位的存贮元 B.存放一个机器字的所有存贮元集合C.存放一个字节的所有存贮元集合 D.存放两个字节的所有存贮元集合5 相联存贮器是按_C_进行寻址的存贮器。A.地址指定方式 B.堆栈存取方式 C.内容指定方式 D.地址指定与堆栈6 寄存器间接寻址方式中，操作数处在_B_。A.通用寄存器 B.主存单元 C.程序计数器 D.堆栈7 下面描述的RISC机器基本概念中

13、正确的句子是_B_。A.RISC机器不一定是流水CPU B.RISC机器一定是流水CPUC.RISC机器有复杂的指令系统 D.CPU配置很少的通用寄存器,8、数字在计算机内部采用二进制数码的理由是 A（3选1）。A、计算机的基本单元是数字电路，而数字电路的基本状态只有2个 B、计算机的基本元件是模拟电路，而模拟电路的基本状态只有2个 C、二进制数比十进制数更直观易懂9、用二进制代码表示十进制数称为二-十进制码或BCD码，下列编码中 ADE 属于BCD码（可多选）。A、8421码 B、原码 C、奇偶校验码 D、余3码 E、2421码。10、二-十进制（BCD码）一般应用在以下场合 CD（可多选）

14、，理由是 A(2选1)。（1）A、微型计算机 B、大型计算机 C、计算器 D、电子秤（2）A、运算规则简单导致运算速度快 B、可免除输入输出格式转换,11、从取指令开始到指令执行完成所需的时间，称之为_。D A时钟周期 B机器周期 C访存周期 D指令周期12、定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时,一个字所能表示的整数范围是_A_。A-215+（215-1）B-（215 1）+（215 1）C-（215+1）+215 D-215+215 13、某SRAM芯片，存储容量为64K16位，该芯片的地址线和数据线数目为_D_。A 64，16 B 16，64 C 64，8 D 16，16。,14、计

15、算机能自动工作的关键是_A_。A存储程序控制 B数据传送 C数据处理 D操作控制15、用某个寄存器中操作数的寻址方式称为_C_寻址。A 直接 B 间接 C 寄存器直接 D 寄存器间接16、和SRAM比较，DRAM的特点是_B_。A存取速度快，容量大 B存取速度慢，容量大C存取速度快，容量小 D存取速度慢，容量小,17、描述PCI总线中基本概念不正确的句子是_C_。A HOST 总线不仅连接主存，还可以连接多个CPUB PCI 总线体系中有三种桥，它们都是PCI 设备C 以桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作D 桥的作用可使所有的存取都按CPU 的需要出现在总线上18、计算机的外围

16、设备是指_D_。A 输入/输出设备 B 外存储器C 远程通信设备 D 除了CPU 和内存以外的其它设备19、中断向量地址是：_B_。A 子程序入口地址 B 中断服务例行程序入口地址C中断服务例行程序入口地址的指示器 D 中断返回地址,20、单纯从理论出发，所有功能都 可以交给硬件实现。事实上，硬件只实现比较简单的功能，复杂的功能则交给运行在硬件上的软件完成。这样做的理由是（可以多选）。A、提高解题速度 B、降低成本 C、增强计算机的适应性，扩大应用面 D、易于制造21、语言处理程序的任务是：把高级语言编写的程序翻译成机器语言组成的程序，根据实现方法的不同，语言处理程序分为 C 和 B 2种。A

17、、汇编程序 B、编译程序 C、解释程序 D、应用程序22、编译程序和解释程序相比，编译程序的优点是 A。A、编译过程花费时间短 B、编译过程占用内存空间小C、编译过程中如果发现源程序有错误，错误的发现和排除比较容易D、编译结果（目标程序）执行速度快23、编译程序和解释程序相比，解释程序的优点是 BC（可以多选）。A、解释（并执行）过程花费时间短 B、解释（并执行）过程占用内存空间C、解释（并执行）过程中如果发现源程序有错误，错误的发现和排队比较容易 D、解释（并执行）的速度快,24、为了实现二-十进制码（BCD码），至少需要 位二进制代码才可以表示1 位十进制数。A、3 B、4 C、5 D、6

18、25、下列二-十进制码（BCD码）中 AC 属于有权编码（可多选）。A、8421码 B、余3码 C、2421码 D、格雷码26、字符文字（例如英文字母及阿拉伯数字）在计算机内部用 格式表示，输出显示时用 格式表示，二者相比，格式节省存储空间（皆为多选1）。（1）A、格雷码 B、ASCII码 C、海明码 D、反码（2）A、点阵 B、8421码（3）A、点阵 B、8421码,27、冯.诺依曼计算机结构中的下述特点至今仍被继承下来：（可以多选）。A、数据在计算机内部以二进制码表示，存储在存储器中 B、程序存放在存储器中 C、计算机的运行爱程序控制 D、数据和指令都可以参加运算，运算过程中数据和指令都

19、可以被修改 E、计算机以运算器为中心28、计算机（电脑）与人脑相比有以下优势：（可以多选）。A、运算速度快 B、记忆容量大 C、更富有创造性 D、在紧急情况下，更能快速做出反应。29、纯硬件构成的计算机称为（2选1）。A、裸机 B、虚拟机30、硬件之外包上一层软件的计算机系统可以看作一台，其功能得到增强（2选1）。A、裸机 B、虚拟机31、硬件结构构成的裸机只能直接执行（4选1）。A、高级程序设计语言 B、汇编语言 C、符号语言 D、机器语言,32、对补码（假定符号位2位）作算术移位操作，右移1位相当于除2，右移规则为 ABC（可多选）。A、2个符号位和其他位一样都参加右移操作 B、最高符号位

20、保持不变 C、右移时最低位移出，舍弃不用 D、右移时最高位补0 E、右移操作有可能导致溢出33、DMA控制传送方式是在(A)之间建立直接的数据通路。ACPU与外设 B外设与外设 C主存与外设 DCPU与主存34、以下编码方式属于检错/纠错码的是 AC（可多选）。A、奇偶校验码 B、余3码 C、海明码 D、8421码 E、CRC码35、奇偶校验码的功能为 A（2选1）。A、发现1位错误 B、发现2位错误，自动纠正1位错误,36.8位定点字长的字，采用2的补码表示时，一个字所能表示的整数范围是_A_。A.128+127 B.127+127 C.129+128 D.-128+12837.总线从设备指

21、的是_C_。A不具有申请总线使用权的设备 B总线目标设备 C可申请并能获得总线使用权的设备 D总线源设备 38.某计算机字长16位，它的存贮容量是64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是_B_ A.64K B.32K C.64KB D.32 KB,39、指令寄存器寄存的是_A_。A、下一条要执行的指令 B、已执行完了的指令C、正在执行的指令 D、要转移的指令40、在定点二进制运算其中，减法运算一般通过_D_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41、某计算机字长32位，其存储容量为 4 MB，若按半字编址，它的寻址范

22、围是_C_。A 04MB B 02MB C 02M D 01MB,42、在虚拟存贮器中，当程序正在执行时，由_D_完成地址映射。A 程序员 B 编译器 C 装入程序 D 操作系统43、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是_B_。A 实现存贮程序和程序控制 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44、同步控制是_C_。A只适用于CPU控制的方式 B 只适用于外围设备控制的方式C 由统一时序信号控制的方式 D 所有指令执行时间都相同的方式,45.假设某计算机中已配有000000H007FFFH 的ROM 区，地址线为24

23、位，现在再用16K4 位的RAM 芯片构成剩下的RAM 区0080000HFFFFFFH，则需要这样的RAM 芯片多少个？（）A.511 B.1022 C.2044 D.408846.寄存器间接寻址方式中，操作数处在_B_。A.通用寄存器 B.主存单元 C.程序计数器 D.堆栈47.假定有一个计算机系统，其DRAM 存储器的访问时间为：发送地址1 个时钟，每次访问的初始化需要16 个时钟，每发送1 个数据字需要1 个时钟。若主存块为4 个字，DRAM 的存取宽度为1 个字。问该系统中Cache 的一次失靶损失至少为多少时钟？（A）A.18 B.21 C.34 D.69,48.描述 PCI 总线

24、中基本概念正确的句子是_A/B_。A.PCI 总线是一个与处理器无关的高速外围总线 B.PCI总线的基本传输机制是猝发式传送 C.PCI 设备一定是主设备 D.系统中只允许有一条PCI总线49.一张3.5寸软盘的存储容量为_A_MB，每个扇区存储的固定数据是_。A.1.44MB，512B B.1MB，1024B C.2MB，256B D.1.44MB，512KB50.发生中断请求的条件之一是_C_。A.一条指令执行结束 B.一次 I/O 操作结束 C.机器内部发生故障 D.一次DMA 操作结束,51、以下描述中基本概念不正确的句子是_A_。A PCI 总线不是层次总线 B PCI 总线采用异步

25、时序协议和分布仲裁策略C FUTURE BUS+总线能支持64位地址 D FUTURE BUS+总线适合于高成本的较大规模计算机系统 52、为支持子程序调用与返回，下列哪个地方不能用来存放返回地址_B_。A子程序的起始位置B程序计数器C堆栈D通用寄存器53、周期挪用方式常用于_A_方式的输入/输出中。A DMA B 中断 C 程序传送 D 通道,54.冯 诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是 CA指令操作码的译码结果 B.指令和数据的寻址方式 C.指令周期的不同阶段 D.指令和数据所在的存储单元55.CPU可直接访问的存储器是_B_。A磁盘存储器 B主存

26、存储器 C光盘存储器 D磁带存储器 56.某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组2块）。每个主存块大小为32字 节，按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是 C A0 B.2 C.4 D.6,57.下列关于RISC的叙述中，错误的是 AARISC普遍采用微程序控制器 BRISC大多数指令在一个时钟周期内完成CRISC的内部通用寄存器数量相对CISC多 DRISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CISC少 58.假定用若干个2K4位的芯片组成一个8K8位的存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是(D)A.0000HB.0600H C.070

27、0H D.0800H,59.计算机字长64位，主存容量为128MB，按字节编址，其寻址范围为（C）。A032M-1 B0128M-1 C064M-1 D016M-1 60.假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4字节信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总 线时钟频率为10MHz，则总线带宽是 BA10MB/s B.20MB/S C.40MB/S D.80MB/S 61.假设某计算机的存储系统由Cache和主存组成，某程序执行过程中访存1000次，其中访问Cache 缺失（未命中）50次，则Cache的命中率是 DA5%B.9.5%C.50%D.95%,62.下列选项中，能引起外部中断的事件是

28、AA键盘输入 B.除数为0 C.浮点运算下溢 D.访存缺页63.某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为4KB，其余为RAM区，按字节编址。现要用2K8位的 ROM芯片和4K4位的RAM芯片来设计该存储器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是 DA1、15 B2、15 C1、30 D2、3064.某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组2块）。每个主存块大小为32字 节，按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是 CA0 B.2 C.4 D.6,65.某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为 操

29、作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。若某转移指 令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转以后的目标地址是 C A.2006H B.2007H C.2008H D.2009H 66.主机与设备传送数据时，采用（），主机与设备是串行工作的。AA程序查询方式 B中断方式 CDMA方式 D通道,填空题,1、从外部观察微型计算机，它 有 存储器、CPU、系统总线、I/O 等 4个基本部件。2、观察微型计算机机箱的内部结构，其中的主要部件有 cpu、主存、电源等。3、有一位科学家对现代计算机的产生有重大贡献。后人为了纪念他，把他提

30、出的计算机结构称为 冯诺依曼 计算机。4.目前广泛使用的辅助存储器有 磁表面存储器 和 光存储器。5.相联存储器不按地址而是按 _内容_访问的存储器，在cache中用来存放 _数据块_，在虚拟存储器中用来存放_地址_。,一个定点数由_符号位_和_数据_两部分组成。根据小数点位置不同，定点数有_小数_和纯整数之分。对存储器的要求是_容量大_，_速度快_，_便宜_。为了解决这三方面的矛盾 计算机采用多级存储体系结构。当今的CPU 芯片除了包括定点运算器和控制器外，还包括 _算术操作_，_逻辑操作_运算器和 _寄存器_管理等部件。计算机系统中的存储器分为_内存_和_外存_。在CPU执行程序时，必须将

31、指令存放_内存_中。为节省引脚数，DRAM 芯片大都采用地址线复用技术。假定一个DRAM 芯片的地址引脚线为8 根，则该芯片的存储阵列中有 64K/216 个位单元。,当代流行的标准总线内部结构包括：_数据_总线，_地址_总线，_控制_总线和公用线。CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为_指令寄存器_，保存当前正在执行的指令的地址的寄存器为_数据地址寄存器_，保存CPU访存地址的寄存器为_地址寄存器_。若X=-0.1001、Y=0.0101，则 X原=_1.1001_，X补=_1.0111_，-X补=_，Y原=_，Y补=_，-Y补=_，X+Y 补=_。MIPS有 R型、I型、J型 三种类型

32、指令.在多周期CPU中,指令的每个执行步骤用_1_个时钟周期。单周期CPU执行3条指令用_3_个时钟周期。,add rd,rs,rt指令的功能:_rs_中的数据和_rt_中的数据相加，结果存放在_rd_中。sll rd,rt,sa指令的功能:_rt_中的数据_左移sa位_，结果存放在_rd_中。sw rt,imm(rs)指令的功能:寄存器rs中的数据和立即数imm相加，得到_存储器地址_，把_存储器_中的数据写入_rt_中。jr rs指令的功能:把_rs_中的数据写入_PC_中。Intel 的x86指令系统结构属于_CISC_类型，SGI/MIPS 的MIPS指令系统结构属于_RISC_类型。

33、MIPS指令系统中，一般通过对_码的不同编码定义不同的含义，_码相同时，再由_码定义不同的含义。从当前执行的程序跳转到异常或中断处理程序有2种方法：_响应_中断和_处理优先_中断，MIPS CPU使用_处理优先_中断。,I/O设备与主机进行数据交换的三种基本方式有：_、_、_，其中_方式是磁盘等高速外设特有的I/O方式。三种常用的数据错误校验码是：_奇偶校验码_码、_海明检错_码、_循环冗余_码，其中_奇偶校验_码只能检验奇数位错误，不能检验偶数位错误。PS/2键盘扫描码有两种不同类型的_通_码和_断_码，当一个键被按下或按住，就发送_通_码；当一个键被释放，就发送_断_码。奇校验中，如果数据位中的个数为偶数，校验位就为_0_；如果数据位中的个数为奇数，校验位就为_1_；总之，数据位中的个数加上校验位中的个数总为_偶_数。,