1、 1 本科生期末试卷 一 一 选择题 (每小题 1 分，共 10 分 ) 1 计算机系统中的存贮器系统是指 _D_。 A RAM 存贮器 B ROM 存贮器 C 主存贮器 D 主存贮器和外存贮器 2 某机字长 32 位，其中 1 位符号位， 31 位表示尾数。若用定点小数表示，则最大正小数为 _B_。 A +（ 1 2-32） B +（ 1 2-31） C 2-32 D 2-31 3 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 4 存储单元是指
2、 _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 地址方式 B 堆栈方式 C 内容指定方式 D 地址方式与堆栈方式 6 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于 _C_。 A 基值寄存器内容加上形式地址（位移量） B 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量） C 变址寄存器内容加上形式地址（位移量） D 程序记数器内容加上形式地址（位移量） 7 以下叙述中正确描述的句子是： _A、 D_。 A 同一个 CPU 周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作
3、 B 同一个 CPU 周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C 同一个 CPU 周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D 同一个 CPU 周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 8 计算机使用总线结构的主要优点是便于实 现积木化，同时 _C_。 A 减少了信息传输量 B 提高了信息传输的速度 C 减少了信息传输线的条数 D 加重了 CPU 的工作量 9 带有处理器的设备一般称为 _A_设备。 A 智能化 B 交互式 C 远程通信 D 过程控制 10.某中断系统中，每抽取一个输入数据就要中断 CPU 一次，中断处理程序接收取样的数 据，并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要
4、 X 秒。另一方面，缓冲区内每存储 N 个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需要 Y 秒，因此该系统可以跟踪 到每 秒 _A_次中断请求。 A N / （ NX + Y） B. N / （ X + Y） N C .min1 / X ,1 / Y D. max1 / X ,1 / Y 二 填空题（每小题 3 分，共 24 分） 2 1存储 A._程序 _并按 B._地址 _顺序执行，这是 C._ 冯 诺依曼 _型计算机的工作原理。 2移码表示法主要用于表示 A._ 浮点 _数的阶码 E，以利于比较两个 B._ 指数 _的大小和 C._ 对阶 _操作。 3闪速存储器 能提供高性能 、 低功耗
5、 、 高可靠性及 A._ 瞬时启动 _能力，为现有的 B._ 存储器 _体 系结构带来巨大变化，因此作为 C._ 固态盘 _用于便携式电脑中。 4寻址方式按操作数的 A._ 物理 _位置不同，多使用 B._ RR _和 C._ .RS _型 ,前者比后者执 行速度快。 5微程序设计技术是利用 A._ 软件 _方法设计 B._ 操作控制 _的一门技术。具有规整性 、 可维护 性、 C ._ 灵活性总线带宽 _等一系列优点。 6衡量总线性 能的重要指标是 A._ 总线带宽 _，它定义为总线本身所能达到的最高 B._ 传输速率 _。PCI 总线的带宽可达 C._ 264MB / S _。 7显示适配
6、器作为 CRT 和 CPU 的接口，由 A. _刷新 _存储器， B. _显示 _控制器， C. _ ROM BIOS _ 三部分组成。 8 DMA 技术的出现使得 A. _外围设备 _可通过 B. _ DMA 控制器 _直接访问 C. _内存 _。 三 应用题 1. （ 11 分）设机器字长 32 位，定点表示，尾数 31 位， 数符 1 位，问： （ 1） 定点原码整数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ （ 2） 定点原码小数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ 解：（ 1）定点原码整数表示： 最大正数： 数值 = （ 231 1） 10 最大负数： 数值 = -（ 231 1）
7、 10 （ 2）定点原码小数表示： 最大正数值 = （ 1 2-31 ） 10 最大负数值 = -（ 1 2-31 ） 10 2. （ 11 分）设存储器容量为 32 字，字长 64 位，模块数 m = 4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期 T = 200ns,数据总线宽度为 64 位，总线周期 = 50ns .问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？ 解：信息总量： q = 64 位 4 =256 位 顺序存储器和交叉存储器读出 4 个字的时间分别是： t2 = m T = 4 200ns =8 10 7 (s) t1 = T + (m 1) = 200 + 3 50 = 3.5
8、10 7 (s) 顺序存储器带宽是： W1 = q / t2 = 32 107 （位 / S） 交叉存储器带宽是： W2 = q / t1 = 73 107 （位 / S） 0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 3 3. （ 11 分）指令格式如下所示， OP 为操作码字段，试分析指令格式特点。 31 26 22 18 17 16 15 0 4. （ 11 分）已知某机采用 微程序控制方式，其存储器容量为 512 48（位），微程序在整个控制存储器中实现转移，可
9、控制微程序的条件共 4 个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图所示： 操作控制 顺序控制 （ 1） 微指令中的三个字段分别应多少位？ （ 2） 画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。 （ 3） 解：（ 1）假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有 4 个转移条件， 故该字段为 4 位，（如采用字段译码只需 3 位），下地址字段为 9 位，因为控制容量为 512 单元，微命令字段是（ 48 4 - 9 ） = 35 位。 （ 2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图 B1.2 如下：其中微地址寄存器对应下地址字段，P 字段即为判别测试字段，控制字段即为微
10、命令子段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器 OP 码，各状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为 1），其输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。 图 B1.2 5 （ 11 分）画出 PCI 总线结构图，说明三种桥的功能。 解： PCI 总线结构框图如图 B1.3 所示： OP 源寄存器 变址寄存器 偏移量 微命令字段 判别测试字段 下地 址字段 4 图 .B1.3 PCI 总线有三种桥，即 HOST / PCI 桥（简称 HOST 桥）， PCI / PCI 桥， PCI / LAGACY 桥。在 PCI总线体系结构中，桥起着重要作用： （
11、 1） 它连接两条总线，使总线间相互通信。 （ 2） 桥是一个总线转 换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。 （ 3） 利用桥可以实现总线间的卒发式传送。 6 （ 11 分）某机用于生产过程中的温度数据采集，每个采集器含有 8 位数据缓冲寄存器一个，比较器一个，能与给定范围比较，可发出“温度过低”或“温度过高”的信号，如图 B1.1 所示。主机采用外设单独编址，四个采集器公用一个设备码，共用一个接口，允许采用两种方式访问： （ 1） 定期巡回检测方式，主机可编程指定访问该设备中的某一采集器。 （ 2） 中断方式，当
12、采集温度比给定范 围过底或过高时能提出随机中断请求，主机应能判别是哪一个采集器请求，是温度过低或过高。 请拟定该接口中有哪些主要部件（不要求画出完整的连线图），并概略说明在两 种方式下的工作原理。 图 B1.1 解：数据采集接口方案设计如图 B1.4 所示。 现结合两种工作方式说明上述部件的工作。 （ 1） 定期检寻方式 主机定期以输出指令 DOA、设备码；（或传送指令）送出控制字到 A 寄存器，其中用四位分别指定选中的 缓冲寄存器（四个 B 寄存器分别与四个采集器相应）。然后，主机以输入指令 DIA、设备码；（或传送指令）取走数据。 （ 2） 中断方式 5 比较结果形成状态字 A ，共 8
13、位，每二位表示一个采集器状态： 00 正常 ， 01 过低 ， 10 过高。有任一处不正常（ A 中有一位以上为“ 1”）都将通过中断请求逻辑（内含请求触发器、屏蔽触发器）发出中断请求。中断响应后，服务程序以 DIA、设备码； 或传送指令）取走状态字。可判明有几处采集数据越限、是过高或过低，从而转入相应处理。 本科生期末试卷 二 一 选择 题（每小题 1 分，共 10 分） 1 六七十年代，在美国的 _ D _州，出现了一个地名叫硅谷。该地主要工业是 _它也是_的发源地。 A 马萨诸塞 ，硅矿产地，通用计算机 B 加利福尼亚，微电子工业，通用计算机 C 加利福尼亚，硅生产基地，小型计算机和微处
14、理机 D 加利福尼亚，微电子工业，微处理机 2 若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是 _C_。 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 3 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 4 某 SRAM 芯片，存储容量为 64K 16 位，该芯片的地址线和数据线数目为 _D
15、_。 A 64， 16 B 16， 64 C 64， 8 D 16， 6 。 5 交叉存贮器实质上是一种 _A_存 贮器，它能 _执行 _独立的读写操作。 A 模块式，并行，多个 B 模块式串行，多个 C 整体式，并行，一个 D 整体式，串行，多个 6 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 7 流水 CPU 是由一系列叫做“段”的处理线路所组成，和具有 m 个并行部件的 CPU 相比，一个 m 段流水 CPU_A_。 6 A 具备同等水平的吞吐能力 B 不具备同等水平的吞吐能力 C 吞吐能力 大于前者的吞吐能力 D 吞吐能力小于前
16、者的吞吐能力 8 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 CPU B PCI 总线体系中有三种桥，它们都是 PCI 设备 C 从桥连接实现的 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 9 计算机的外围设备是指 _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 10 中断向量地址是： _C_。 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 二 . 填空题 （每题
17、 3 分，共 24 分） 1 为了运算器的 A. _高速性 _，采用了 B. _先行 _进位， C. _阵列 _乘除法流水线等并行措施。 2 相联存储器不按地址而是按 A. _内容 _访问的存储器，在 cache 中用来存放 B. _行地址表 _，在虚拟存储器中用来存放 C. _页表和快表 _。 3 一个较完善的指令系统应包含 A. _数据传送 _类指令， B. _算术运算 _类指令， C. _逻辑运算 _类指令，程序控制类指令， I/O 类指令，字符串类指令，系统控制类指令。 4 硬布线器的设计方法是：先画出 A. _指令周期 _流程图，再利用 B. _布尔代数 _写出综合逻辑表达式，然后用
18、 C. _门电路和触发器 _等器件实现。 5 当代流行的标准总线内部结构包含 A. _数据传送 _总线， B. _仲裁 _总线， C. _中断和同步_总线， 公用总 线。 6 磁表面存储器主要技术指标有 A._ 存储密度 _， B. _存储容量 _， C. _平均存取时间 _，数据传输率。 7 DMA 控制器按其 A. _组成结构 _结构，分为 B. _选择 _型和 C. _多路 _型两种。 8 （ 26） 16 （ 63） 16 + （ 135） 8 的值为 A. _（ 58） 10_。 三 .应用题 1. （ 11 分）求证： X Y 补 =X补 （ -Y0 +ni1Yi 2-i ） 2.
19、 （ 11 分）某计算机字长 16 位，主存容量为 64K 字，采用单字长单地址指令，共有 64 条指令，试采用四种寻址方式（立即、直接、基值、相对）设计指令格式。 3. （ 11 分）如图 B2.1 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： （ 1） 当 CPU 按虚拟地址 1 去访问主存时，主存的实地址码是多少？ （ 2） 当 CPU 按虚拟地址 2 去访问主存时，主存的实地址码是多少？ （ 3） 当 CPU 按虚拟地址 3 去访问主存时，主存的实地址码是多少？ 7 图 B2.1 4. （ 11 分）假设某计算机的运算器框图如图 B2
20、.2 所示，其中 ALU 为 16 位的加法器（高电平工作）， SA 、SB为 16 位锁存器， 4 个通用寄存器由 D 触发器组成， O 端输出， 图 B2.2 其读写控制如下表所示： 读控制 R0 RA0 RA1 选择 8 1 1 1 1 0 0 0 1 1 x 0 1 0 1 x R0 R1 R2 R3 不读出 写控制 W WA 0 WA 1 选择 1 1 1 1 0 0 0 1 1 x 0 1 0 1 x R0 R1 R2 R3 不写入 要求：（ 1）设计微指令格式。 （ 2）画出 ADD， SUB 两条微指令程序流程图。 5. （ 11 分）画出单机系统中采用的三种总线结构。 6.
21、（ 11 分）试推导磁盘存贮器读写一块信息所需总时间的公 式。 本科生期末试卷 三 一 选择题（每小题 1 分，共 10 分） 1 冯 诺依曼机工作的基本方式的特点是 _。 A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令 C 堆栈操作 D 存贮器按内容选择地址 2 在机器数 _中，零的表示形式是唯一的。 A 原码 B 补码 C 移码 D 反码 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 原码运 算的十进制加法器 D 补码运算的二进制加法器 4. 某计算机字长 32 位，其存储容量为 4MB，若按半字编址，它的寻址范围是
22、 _。 A 0 4MB B 0 2MB C 0 2M D 0 1M 5 主存贮器和 CPU 之间增加 cache 的目的是 _。 A 解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题 B 扩大主存贮器容量 C 扩大 CPU 中通用寄存器的数量 D 既扩大主存贮器容量，又扩大 CPU 中通用寄存器的数量 6 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 7 同步控制是 _。 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
23、相同的方式 9 8描述 PCI 总线中基本概念不正确的句子是 _。 A. PCI 总线是一个与处理器无关的高速外围设备 B. PCI 总线的基本传输机制是猝发或传送 C. PCI 设备一定是主设备 D. 系统中只允许有一条 PCI 总 线 9 CRT 的分辨率为 1024 1024 像素，像素的颜色数为 256，则刷新存储器的容量为 _。 A 512KB B 1MB C 256KB D 2MB 10为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用 _。 A 通用寄存器 B 堆栈 C 存储器 D 外存 二 填空题（每小题 3 分，共 24 分） 1 在计算机术语中，将运算器和控制器合在一起称
24、为 A. _，而将 B. _和存储器 合在一起称为 C. _。 2 数的真值变成机器码可采用 A. _表示法， B. _表示法， C._表示法，移 码表示法。 3 广泛使用的 A. _和 B. _都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快， 但 C. _不如后者高。 4 形式指令地址的方式，称为 A._方式，有 B. _寻址和 C. _寻址。 5. CPU 从 A. _取出一条指令并执行这条指令的时间和称为 B. _。由于各种指 令的操作功能不同，各种指 令的指令周期是 C. _。 6. 微型机算计机的标准总线从 16 位的 A. _总线，发展到 32 位的 B. _总线和 C. _总线，又
25、进一步发展到 64 位的 PCI 总线。 7 VESA 标准是一个可扩展的标准，它除兼容传统的 A. _等显示方式外，还支持 B. _像素光栅，每像素点 C. _颜色深度。 8中断处理过程可以 A. _进行。 B. _的设备可以中断 C. _的中断服务程序。 三 .应用题 1. （ 11 分）已知 x = - 0.01111 ， y = +0.11001， 求 x 补 ， -x 补 ， y 补 ， -y 补 ， x + y = ？ ， x y = ？ 2. （ 11 分）假设机器字长 16 位，主存容量为 128K 字节，指令字长度为 16 位或 32 位，共有 128 条指令，设计计算机指令
26、格式，要求有直接、立即数、相对、基值、间接、变址六种寻址方式。 3. （ 11 分）某机字长 32 位，常规设计的存储空间 32M ，若将存储空间扩至 256M，请提出一种可能方案。 4. (11 分 )图 B3.1 所示的处理机逻辑 框图中，有两条独立的总线和两个独立的存贮器。已知指令存贮器IM 最大容量为 16384 字（字长 18 位），数据存贮器 DM 最大容量是 65536 字（字长 16 位）。各寄存器均有“打入”（ Rin）和“送出”（ Rout）控制命令，但图中未标出。 10 图 B3.1 设处理机格式为： 17 10 9 0 OP X 加法指令可写为“ ADD X（ R1）”
27、。其功能是（ AC0） + （ （ Ri） + X） AC1，其中（ Ri） + X）部分通过寻址方式指向数据存贮器，现取 Ri为 R1。试画出 ADD 指令从取指令开始到执行结束的操作序列图，写明基本操作步骤和相应的微操作控制信号。 5（ 11 分）总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段？若采用同步定时协议，请画出 读数据的时序图来说明。 6（ 11 分）图 B3.2 是从实时角度观察到的中断嵌套。试问，这个中断系统可以实行几重 中断？并分析图 B3.2 的中断过程。 图 B3.2 本科生期末试卷 四 一 选择题（每小题 1 分，共 10 分） 1. 现代计算机内部一般采用二进制形式，我国历史上的 _即反映了二值逻辑的思想，它最早记载在 _上，距今以有约 _千年。
