計算機組成與結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題(0)

一、 選擇題

1. 對計算機的產(chǎn)生有重要影響的是______。 A) 牛頓 維納 圖靈 B) 萊布尼茲 布爾 圖靈 C) 巴貝奇 維納 麥克斯韋 D) 萊布尼茲 布爾 克雷 2. 定點16位字長的字，采用2的補碼形式表示時，一個字所能表示的整數(shù)范圍是______。 A) -215 ─215-1 B）-215-1─215-1 C）-215+1─215 D）-215─215 3. 已知X<0且[X]原 = X0.X1X2…Xn，則[X]補可通過______求得。

A) 各位求反，末位加1 B）求補 C）除X0外各位求反末位加1 D）[X]反-1 4. 運算器雖有許多部件組成，但核心部件是______。

A) 數(shù)據(jù)總線 B）算術(shù)邏輯運算單元 C）多路開關(guān) D）累加寄存器 5. 十進(jìn)制數(shù)-0.75的IEEE7單精度格式表示成十六進(jìn)制為_______________。 A) 3F200000H B）BE200000H C）BF400000H D）BE400000

6. 在8位定點機中，設(shè)寄存器內(nèi)容為10000000，若它的數(shù)值等于-128，則它采用的數(shù)據(jù)表示為___________________。

A) 原碼 B)補碼 C）反碼 D）移碼 7. 請從下面浮點數(shù)的描述中選出描述正確的句子____________。

A) 浮點運算器可用兩個松散連接的定點運算部件——階碼部件和尾數(shù)部件實現(xiàn) B) 階碼部件可實現(xiàn)加、減、乘、除四種運算 C) 階碼部件只實現(xiàn)階碼相加、相減和比較運算 D) 尾數(shù)部件只進(jìn)行乘法和除法運算

8. 馮·諾依曼機工作的基本方式的特點是______。 A) 多指令流單數(shù)據(jù)流

B) 按地址訪問并順序執(zhí)行指令 C) 堆棧操作

D) 存貯器按內(nèi)容選擇地址

9. 在機器數(shù)______中，零的表示形式是唯一的。

A) 原碼 B 補碼 C 移碼 D 反碼

10. 在定點二進(jìn)制運算器中，減法運算一般通過______來實現(xiàn)。 A) 原碼運算的二進(jìn)制減法器 B) 補碼運算的二進(jìn)制減法器 C) 原碼運算的十進(jìn)制加法器 D) 補碼運算的二進(jìn)制加法器

11. 按其數(shù)據(jù)流的傳遞過程和控制節(jié)拍來看，陣列乘法器可認(rèn)為是______。 A) 全串行運算的乘法器 B) 全并行運算的乘法器 C) 串—并行運算的乘法器 D) 并—串型運算的乘法器 12. 完整的計算機應(yīng)包括______。

1

A) 運算器、存儲器、控制器 ； B) 外部設(shè)備和主機 ； C) 主機和實用程序 ；

D) 配套的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng) ；

13. 迄今為止，計算機中的所有信息仍以二進(jìn)制方式表示的理由是______。

A) 節(jié)約元件； B） 運算速度快； C） 物理器件的性能決定 ；D）信息處理方便； 14. 定點運算器中，無論采用雙符號位還是單符號位，必須有______，它一般用______來 實現(xiàn)。

A) 譯碼電路， 與非門； B) 編碼電路， 或非門； C) 溢出判斷電路 ，異或門； D) 移位電路， 與或非門；

15. 以下四種類型的半導(dǎo)體存儲器中，以傳輸同樣多的字為比較條件，則讀出數(shù)據(jù)傳輸率最高的是______。

A) DRAM B）SRAM C）閃速存儲器 D）EPROM

16. 假定下列字符碼中有奇偶校驗位，但沒有數(shù)據(jù)錯誤，采用偶校驗的字符碼是______。 A) 11001011 B）11000001 C）11010110 D）11001001 17. 浮點數(shù)的表示范圍和精度取決于__________。 A) 階碼的位數(shù)和尾數(shù)的位數(shù)

B) 階碼采用的編碼和尾數(shù)采用的編碼 C) 階碼采用的編碼和尾數(shù)采用的位數(shù) D) 階碼采用的位數(shù)和尾數(shù)采用的編碼 18. 算術(shù)/邏輯運算單元74181ALU可完成 A) 16種算術(shù)運算功能 B) 16種邏輯運算功能

C) 16種算術(shù)運算和16種邏輯運算功能 D) 4位乘法運算和除法運算功能

19. 存儲器是計算機系統(tǒng)的記憶設(shè)備，它主要用來________。 A) 存放數(shù)據(jù) B) 存放程序

C) 存放數(shù)據(jù)和程序 D) 存放微程序

20. 存儲周期是指__________。 A) 存儲器的讀出時間 B) 存儲器的寫入時間

C) 存儲器進(jìn)行連續(xù)讀和寫操作所允許的最短時間間隔 D) 存儲器進(jìn)行連續(xù)寫操作所允許的最短時間間隔 21. 下列元件中存取速度最快的是________。

A) Cache B）寄存器 C）內(nèi)存 D）外存 22. 下列說法正確的是_________。

A) 半導(dǎo)體RAM信息可讀可寫，切斷電后仍能保持記憶

B) 半導(dǎo)體RAM屬揮發(fā)性存儲器，而靜態(tài)的RAM存儲信息是非揮發(fā)性的 C) 靜態(tài)的RAM、動態(tài)RAM存儲信息是揮發(fā)性的，斷電后存儲信息將消失 D) ROM不用刷新，且集成度比動態(tài)RAM高，斷電后存儲的信息將消失

2

23. 在有關(guān)存儲保護(hù)中，不準(zhǔn)在用戶程序中使用“設(shè)置系統(tǒng)狀態(tài)”等指令，此類指令是___指令。

A) 特權(quán)指令 B) 特殊指令 C) 上、下界 D) 系統(tǒng)

24. 若十進(jìn)制數(shù)為132.75，則相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為( )。 A) 21.3 B)84.c C)24.6 D)84.6

二、 填空題

1. 按IEEE7標(biāo)準(zhǔn)，一個浮點數(shù)由A.______、B.______、C.______三個域組成。

2. 尋址方式按操作數(shù)的物理位置不同，多使用A.______型和B.______型，前者比后者執(zhí)行速度快。

3. 堆棧是一種特殊的A.______尋址方式，它采用B.______原理。按構(gòu)造不同，分為寄存器堆棧和C.______堆棧。

4. 當(dāng)今的CPU芯片除了包括定點運算器和控制器外，還包括A.______、B.______、運算器和C.______管理等部件。

5. 奔騰CPU中L2級cache的內(nèi)容是A.______的子集，而B.______內(nèi)容又是L2級cache的子集。

6. 閃速存儲器特別適合于A.______微型計算機系統(tǒng)，被譽為B.______而成為代替磁盤的一種理想工具。

7. 4. 主存儲器的性能指標(biāo)主要是A.______、B.______、存儲周期和存儲器帶寬。 8. 存儲A.______并按B.______順序執(zhí)行,這是馮?諾依曼型計算機的工作原理。 9. 一個定點數(shù)由A.______和B.______兩部分組成。

10. CPU能直接訪問A.______和B.______,但不能直接訪問磁盤和光盤。

11. RISC機器一定是A._______CPU，但后者不一定是RISC機器,奔騰機屬于B.______機器。

12. 雙端口存儲器和多模塊交叉存儲器屬于A.______存儲器結(jié)構(gòu)。前者采用B.______技術(shù)，后者采用C.______技術(shù)。

13. 存儲器和CPU連接時，要完成A.______的連接；B.______的連接和C.______的連接，方能正常工作。

14. 計算機系統(tǒng)中采用的并行性技術(shù)途徑有A______ B______ C______。

15. 移碼表示法主要用于表示浮點數(shù)的A.______碼，以利于比較兩個B.______的大小和進(jìn)行C.______操作。

16. 廣泛使用的A.______和B.______都是半導(dǎo)體隨機讀寫存儲器，它們共同的缺點是C.______。

17. 形成指令尋址的方式，稱為指令尋址方式，有順序?qū)ぶ泛虯.______尋址兩種，使用B.______來跟蹤。

18. 若浮點數(shù)格式中階碼的基數(shù)已定，尾數(shù)用規(guī)格化表示，浮點數(shù)的表示范圍取決于A______的位數(shù)，精度取決于B______的位數(shù)。

19. 數(shù)的真值變成機器碼可采用A. ______表示法，B. ______表示法，C.______表示法，移碼表示法。

20. 對存儲器的要求是A. ______，B. ______，C. ______。為了解決這三方面的矛盾 計算機采用多級存儲體系結(jié)構(gòu)。

3

三、 問答題

1. 主存儲器的性能指標(biāo)有哪些？含義是什么？ 2. 什么是CISC？CISC指令系統(tǒng)的特點是什么？

3. 指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，CPU如何從時間和空間上區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)？ 4. 簡述CPU的主要功能。

5. 什么是存儲保護(hù)？通常采用什么方法？

6. 什么是RISC？RISC指令系統(tǒng)的特點是什么？

7. 若IEEE7浮點數(shù)X的二進(jìn)制存儲格式為（41360000）16，求其32位浮點數(shù)的十進(jìn)制值。

8. 用時空圖法證明流水CPU比非流水CPU具有更高的吞吐率。

9. 浮點數(shù)格式如下：1位階符，6位階碼，1位數(shù)符，8位尾數(shù)，請寫出浮點數(shù)所能表示的范圍（只考慮正數(shù)值）。

10. 指令流水線中，n表示連續(xù)輸入的指令總數(shù)，k表示流水線的過程段數(shù)目，Δt表示時鐘周期。說明以下三個表達(dá)式的物理概念。

P=

n

(k?n?1)?tk?n

k?n?1n E=

k?n?1 S=

11. 設(shè)有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問： A) 該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？

B) 如果用512k×8位的SRAM組成，需多少片？ C) 需要多少位地址作芯片選擇？

12. 比較水平微指令和垂直微指令的優(yōu)缺點。 13. 舉出CPU中6個主要寄存器的名稱及功能。 14. 畫出微程序控制器組成框圖，說明各部分功能。 15. 已知x=+13,y=-11，用原碼陣列乘法器求x·y=？并用十進(jìn)制數(shù)乘法驗證。

16. 設(shè)存儲器容量為32字，字長位，模塊數(shù)m=4，分別用順序方式和交叉方式進(jìn)行組織。存儲周期T=200ns,數(shù)據(jù)總線帶寬為位，總線傳送周期τ=50ns。問順序存儲器和交叉存儲器的帶寬各是多少？

17. 下表列出pentium機的9種尋址方式名稱及有關(guān)說明，請寫出對應(yīng)尋址方式有效地址E的計算方法。 序 號 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8）

尋址方式名稱 立 即 寄存器 直 接 基 值 基值 + 偏移量 比例變址+偏移量 基值+變址+偏移量 基值+比例變址+偏移量 說 明 操作數(shù)在指令中 操作數(shù)在某寄存器中，指令給出寄存器號 Disp為偏移量 B為基值寄存器 I為變址寄存器，S為比例因子 4

（9） 相 對 PC為程序計算器 18. 設(shè)x= -15, y= -13,數(shù)據(jù)用補碼輸入，用帶求補器的原碼陣列乘法器求乘積x×y = ? 并用十進(jìn)制數(shù)乘法進(jìn)行驗證。

19. 圖1所示的CPU邏輯框圖中，有兩條的總線和兩個的存儲器。已知指令存儲器IM最大容量為16384字（字長18位），數(shù)據(jù)存儲器DM最大容量是65536字（字長16位）。各寄存器均有“打入”(Rin)“送出”(Rout)控制命令，但圖A1.2中未標(biāo)出。

(1)指出下列寄存器的位數(shù)：

程序計數(shù)器PC，指令寄存器IR，累加器AC0、AC1，通用寄存器R0～R3，指令存儲器地址寄存器IAR,，指令存儲器數(shù)據(jù)存儲器IDR，數(shù)據(jù)存儲器地址寄存器DAR，數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)寄存器DDR。

(2) 設(shè)機器指令格式為

17 13 12 0 OP X (3)加法指令可寫為“ADD X(Ri)” ,其功能是(AC0) + ((Ri) + X)→AC1,其中((Ri) + X)部分通過尋址方式指向數(shù)據(jù)存儲器DM。現(xiàn)取Ri為R1。畫出ADD指令的指令周期流程圖，寫明“數(shù)據(jù)通路”和相應(yīng)的微操作控制信號。

20. 某機主要功能部件如圖1所示，其中Ｍ為主存，MBR為主存數(shù)據(jù)寄存器，MAR為主存地址寄存器，IR為指令寄存器，PC為程序計數(shù)器，Ｒ0~~Ｒ3為通用寄存器，Ｃ,Ｄ為暫存器。

(1)請補充各部件之間的主要聯(lián)結(jié)線，并注明數(shù)據(jù)流動方向 (2)畫出“ＡＤＤ（Ｒ1），（Ｒ2）＋”指令周期流程圖。該指令的含義是進(jìn)行求和運算，源操作數(shù)地址在Ｒ1中，目標(biāo)操作數(shù)尋址方式為自増型寄存器間接尋址方式（先取地址后加１）。

5

6

計算機組成與結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題(1)

一、 選擇題

1. 指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是——。 A) 實現(xiàn)存貯程序和程序控制

B) 縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性 C) 可以直接訪問外存

D) 提供擴展操作碼的可能并降低指令譯碼難度

2. 零地址運算指令在指令格式中不給出操作數(shù)地址，因此它的操作數(shù)來自_______ A) 立即數(shù)和棧頂 C) 寄存器和棧頂 B) 棧頂和次棧頂 D) 寄存器和內(nèi)存單元．

3. 單地址指令中為了完成兩個數(shù)的算術(shù)運算，除地址碼指明的一個操作數(shù)外，另一個數(shù)常需采用____________。 A) 堆棧尋址方式； C) 隱含尋址方式； B) 立即尋址方式； D) 間接尋址方式． 4. 寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在_______。 A) 通用寄存器； C) 程序計效器： B) 主存單元； D) 堆棧． 5. 變址尋址方式中，操作數(shù)存放的有效地址等于_______。 A) 基值寄存器內(nèi)存加上形式地址(位移量)； B) 堆棧指示器內(nèi)容加上形式地址； C) 變址寄存器內(nèi)容加上形式地址； D) 程序計數(shù)器內(nèi)容加上形式地址．

6. 堆棧尋址方式中，設(shè)A為累加器，SP為堆棧指示器，Msp為SP指示的棧頂單元，如果進(jìn)棧操作的動作是：(A)->Msp，(SP)-l->SP，那么出棧操作的動作應(yīng)為___________。 A) (Msp)->A，(SP)+1->SP； B) (SP)+1->SP，(Msp)-> A； C) (SP)-SP，(Msp)-> A； D) (Msp)->A，(SP)-1->SP；

7. 運算型指令的尋址與轉(zhuǎn)移型指令的尋址不同點在于_____________。 A) 前者取操作數(shù)，后者決定程序轉(zhuǎn)移地址； B) 后者取操作數(shù)，前者決定程序轉(zhuǎn)移地址； C) 前者是短指令，后者是長指令； D) 前者是長指令，后者是短指令． 8. 擴展操作碼是_______。

A) 操作碼字段外輔助操作字段的代碼； B) 操作碼字段中用來進(jìn)行指令分類的代碼； C) 指令格式中不同字段設(shè)置的操作碼； D) 一種指令優(yōu)化技術(shù)，即讓操作碼的長度隨地址數(shù)的減少而增加，不同地址數(shù)指令可以具有不同的操作碼長度．

9. 算術(shù)右移指令執(zhí)行的操作是________。

A) 符號位填0，并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位； B) 符號位不變，并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位；

7

C) 進(jìn)位標(biāo)志位移至符號位，順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位； D) 符號位填1，并順次右移1位，最低位移至進(jìn)位標(biāo)志位． 10. 程序控制類指令的功能是_______ A) 進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算；

B) 進(jìn)行主存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送；

C) 進(jìn)行CPU和I／O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送； D) 改變程序執(zhí)行的順序．

11. 采用基址尋址可擴大尋址范圍，且________。

A) 基址寄存器內(nèi)容由用戶確定，在程序執(zhí)行過程中不可變； B) 基址寄存器內(nèi)容由用戶確定，在程序執(zhí)行過程中可變；

C) 基址寄存器內(nèi)容由操作系統(tǒng)確定，在程序執(zhí)行過程中不可變； D) 基址寄存器內(nèi)容由操作系統(tǒng)確定，在程序執(zhí)行過程中可變； 12. 變址尋址和基址尋址的有效地址形成方式類似，但是________。 A) 變址寄存器的內(nèi)容在程序執(zhí)行過程中是不可變的；

B) 在程序執(zhí)行過程中，變址寄存器和基址寄存器和內(nèi)容都是可變的； C) 在程序執(zhí)行過程中，變址寄存器和基址寄存器和內(nèi)容都是不可變的；

D) 在程序執(zhí)行過程中，基址寄存器的內(nèi)容不可變，變址寄存器中的內(nèi)容可變。

13. 設(shè)變址寄存器為X,形式地址為D，某機具有先變址再間址的尋址方式，則這種尋址方式的有效地址為____________。 A) EA＝((X)+D); B) EA＝((X)+(D)); C) EA＝(X)+D； D) EA＝(X)+(D).

14. 設(shè)變址寄存器為X，形式地址為D，某機具有先間址后變址的尋址方式，則這種尋址方式的有效地址為_____________。 A) EA＝((X)+D); B) EA＝((X)+(D)); C) EA＝(X)+D；

D) EA＝(X)+(D). (D)間接尋址

15. 設(shè)相對尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個字節(jié)，第一字節(jié)是操作碼，第二字節(jié)是相對位移量(用補碼表示)，若CPU每當(dāng)從存儲器取出一個字節(jié)時，即自動完成(PC)+l->PC，設(shè)當(dāng)前PC的內(nèi)容為2000H，要求轉(zhuǎn)移到2008H地址，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為_____。 A) 08H B) 06H C) 0AH D) 2008H

16. 設(shè)相對尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個字節(jié)，第一字節(jié)是操作碼，第二字節(jié)是相對位移量(用補碼表示)，若CPU每當(dāng)從存儲器取出一個字節(jié)時，即自動完成(PC)+l->PC，設(shè)當(dāng)前PC的內(nèi)容為2009H，要求轉(zhuǎn)移到2000H地址，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為_____。 A) F5H B) F7H C) 09H D) 2009H

17. 設(shè)相對尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個字節(jié)，第一字節(jié)是操作碼第二字節(jié)是相對位移量(可正可負(fù))，則轉(zhuǎn)移的地址范圍是______。 A) 2 B) 255 C) 256 D) 257 18. 直接、間接、立即三種尋址方式指令的執(zhí)行速度，由快至慢的排序是______。 A) 直接、立即、間接； B) 直接、間接、立即； C) 立即、直接、間接；

8

D) 間接、直接、立即

19. 下列敘述中，錯誤的敘述是_____。

A) 為了減少指令數(shù)目，RISC機沒有乘除指令和浮點運算指令； B) 為了降低指令的復(fù)雜程度，RISC只有較少的尋址方式； C) RISC機的算術(shù)邏輯運算類指令的操作數(shù)都在通用寄存器中； D) RISC采用硬布線控制。

20. 下列敘述中，________是導(dǎo)致CISC機指令系統(tǒng)越來越復(fù)雜的原因之一。 A) CISC采用了流水線結(jié)構(gòu)； B) CISC采用了微程序控制技術(shù)； C) CISC增加了浮點數(shù)運算部件； D) 系列機向上兼容。 二、 填空題

1. 指令字中的地址碼字段(形式地址)有不同的含意，它是通過___A___來體現(xiàn)的，因為通過某種方式的變換，可以得出___B___地址。常用的指令格式有____C___ 、 ___D____ 、_____E______ 三種。

2. 寄存器直接尋址操作數(shù)在____A_____，寄存器間接尋址操作數(shù)在____B_____，所以執(zhí)行指令的速度前者比后者_(dá)____C______。

3. 變址尋址和基址尋址的區(qū)別是：基址尋址中基址寄存器提供____A______，指令的地址碼字段提供______B______。而變址尋址中變址寄存器提供_____C______，指令的地址碼字段提供______D_____。

4. 指令尋址的基本方式有兩種，一種是_____A_____尋址方式，其指令地址由____B_____給出．另一種是______C______尋址方式，其指令地址由____D_____給出。

5. 條件轉(zhuǎn)移、無條件轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)子指令、返主指令、中斷返回指令都屬____ A_____ 類指令，這類指令在指令格式中所表示的地址不是_____B_____的地址，而是_____C______的地址。

6. 設(shè)指令字長等于存儲字長，均為24位，如果指令系統(tǒng)可完成108種操作，且具有直接、間接(一次間址)、變址、基址、相對、立即等尋址方式，則在保證最大范圍內(nèi)直接尋址的前提下，指令字中操作碼占_____ A_______位，尋址特征位占______ B______位，可直接尋址的范圍是______C_______，—次間址的范圍是______D________。

7. RISC的英文全名是_________________________________A______________________，它的中文含義是__________________ B_____________________，CISC的英文全名是____________________C_______________，它的中文含意是___________D______。 8. RISC指令系統(tǒng)選取使用頻率最高的一些_______A_______指令和很有用但不復(fù)雜的指令，其指令長度______B_______，指令格式種類________C_______，尋址方式種類 _____D______ ，只有取數(shù)／存數(shù)指令訪問存儲器，其余指令的操作都在寄存器之間進(jìn)行，且大部分指令在___________E____________時間內(nèi)完成。 三、 問答題

1. 什么是指令字長?什么是存儲字長?什么是機器字長? 2. 若機器采用三地址格式訪存指令，試問完成一條加法指令共需訪問幾次存儲器? 若該機共能完成種操作，操作數(shù)可在1K地址范圍內(nèi)尋址，試畫出該機器的指令格式。 3. 某機指令格式如下圖所示： I 7 4 3 2 0

圖中I為尋址特征位(I＝0，直接尋址；I＝l，一次間接尋址)假設(shè)存儲器部分單元有以下內(nèi)

9

容：

地址（十六進(jìn)制） 00 01 02 03 04 05 06 07 內(nèi)容（十六進(jìn)制） 01 5E 9D 74 A4 15 04 A0 指出下列機器指令(十六進(jìn)制表示)的有效地址：(1)D7；(2)DF；(3)DE；(4)D2。

4. 設(shè)有一條雙操作數(shù)指令A(yù)DD R0，D，R3，其中R0是通用寄存器，存放操作數(shù)1，R3是變址寄存器，D是位移量。該指令的操作是：(R0)+((R3)+D)->R0，畫出執(zhí)行該指令的信息流程圖。

5. 某指令系統(tǒng)指令長16位，如果固定操作碼為4位，則三地址格式的指令共有幾條？如果采用擴展操作碼技術(shù)，對于三地址、二地址、單地址和零地址這四種格式的指令，采用15/15/15擴展法（保留一個碼點），每種指令最多可以安排幾條?寫出它們的格式。 6. 某臺計算機字長16位，主存容量為K字，采用單字長單地址指令，共有條指令。請用四種尋址方式(直接、間接、變址、相對)設(shè)計指令格式。

7. 主存數(shù)據(jù)分布如圖所示，苦A為單元地址。(A)為A的內(nèi)容，試求： ((7))-(N)+((N))+(((N)))=?

地址A 0 1 2 3 4 5 6 7 N 主存 9 11 22 53 44 3 2 0 … 5 8. 指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點。

15 10 9 8 7 4 3 0 OP 9.

—— 源寄存器 變址寄存器 偏移量 10

計算機組成與結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題(2)

一、 選擇題

1. CPU是指______。 A) 控制器； B) 運算器；

C) 運算器和控制器；

D) 運算器、控制器和主存。 2. 控制器的功能是_________。 A) 產(chǎn)生時序信號；

B) 從主存取出指令并完成指令操作碼譯碼；

C) 從主存取出指令并完成指令操作碼譯碼和計算；

D) 從主存取出指令、分析指令并產(chǎn)生有關(guān)的操作控制信號。 3. 指令周期是_________。

A) CPU從主存取出一條指令的時間； B) CPU分析指令的時間；

C) CPU從主存取出一條指令的時間加上分析指令的時間；

D) CPU從主存取出一條指令的時間加上分析指令的時間再加上執(zhí)行這條指令的時間。 4. 微程序控制器中，機器指令與微指令的關(guān)系是__________。 A) 每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行；

B) 每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行； C) 一段機器指令組成的程序可由一個微程序來執(zhí)行； D) 一段機器指令組成的程序可由一個微指令來執(zhí)行；

5. 在微指令的控制方式中，若微操作命令個數(shù)已確定，則________。 A) 編碼控制方式的微指令字長比直接控制方式的微指令字長短； B) 直接控制方式的微指令字長比編碼控制方式的微指令字長短； C) 直接控制方式和編碼控制方式不影響微指令的長度；

D) 直接控制方式的微指令字長與編碼控制方式的微指令字長相等； 6. 程序計數(shù)器的位數(shù)取決于___________。 A) 存儲器的容量； C) 指令字長； B) 機器字長； D) 微指令長度。

7. 微程序控制器中，控制部件向執(zhí)行部件發(fā)出的某個控制信號稱為________。 A) 微指令； C) 毫微指令； B) 微操作或微命令； D) 機器指令。

8. 由于CPU內(nèi)部的操作速度較快，而CPU訪問一次主存所花的時間較長，因此機器周期通常用______來規(guī)定。

A) 主存中讀取一個指令字的最短時間； B) 主存中讀取一個數(shù)據(jù)字的最長時間； C) 主存中寫入一個數(shù)據(jù)字的平均時間； D) 主存中取一個數(shù)據(jù)字的平均時間； 9. 同步控制是_______。

A) 只適用于CPU控制的方式；

11

B) 只適用于外圍設(shè)備控制的方式； C) 由統(tǒng)一的時序信號控制的方式； D) 所有指令執(zhí)行時間都相同的方式。

10. 微操作在執(zhí)行部件中是最基本的操作，由于數(shù)據(jù)通路的關(guān)系，微操作可分為相容性和相斥性微操作，請在以下敘述中選出兩個正確描述的句子：

A) 同一個CPU周期中，可以并行執(zhí)行的微操作叫相容性微操作； B) 同一個CPU周期中，不可以并行執(zhí)行的微操作叫相容性微操作； C) 同一個CPU周期中，可以并行執(zhí)行的微操作叫相斥性微操作； D) 同一個CPU周期中，不可以并行執(zhí)行的微操作叫相斥性微操作． 11. 在計算機系統(tǒng)中，表征系統(tǒng)運行狀態(tài)的部件是 ________。 A) 程序計數(shù)器 B) 累加寄存器 C) 指令寄存器 D) 程序狀態(tài)字

12. 水平微指令和垂直微指令相比_____________。 A) 前者一次只能完成一個操作 B) 后者一次只能完成一個操作 C) 兩者都是一次只能完成一個操作 D) 兩者都是一次完成多個操作

13. 與微指令的執(zhí)行周期對應(yīng)的是____________。 A) 指令周期 B) 機器周期 C) 節(jié)拍周期 D) 時鐘周期

14. Pentium 是________位微處理器。 A) 16 B) 32 C) 48 D) 15. 以硬布線控制方式構(gòu)成的控制器也稱為________。 A) 組合邏輯型控制器 B) 微程序控制器 C) 存儲邏輯型控制器 D) 運算器

16. 在流水線中數(shù)據(jù)相關(guān)是指____________。 A) 相鄰兩條指令有部分字節(jié)重疊；

B) 第k條指令的目的操作數(shù)是第k+1條指令的源操作數(shù)； C) 第k條指令形成的條件碼是第k+1條轉(zhuǎn)移指令轉(zhuǎn)移的依據(jù)；

D) 第k條指令的目的操作數(shù)是第k+1條指令的目的操作數(shù)存放在相鄰的內(nèi)存單元。 17. 下列有關(guān)RISC的描述中，正確的描述是________。

A) RISC的指令系統(tǒng)是從復(fù)雜指令系統(tǒng)中挑選出的一些指令的集合；

B) 由RISC的發(fā)展趨勢可以得出一個結(jié)論：計算機的指令系統(tǒng)越簡單越好。 C) RISC的指令很短，以保證每個機器周期能完成一條指令。

D) RISC單周期執(zhí)行的目標(biāo)是：在采用流水線結(jié)構(gòu)的計算機中，大體上每個機器周期能完成一條指令，而不是每條指令只需一個機器周期就能完成。

18. 外部中斷將嚴(yán)重影響流水線的效率，且難以找出一種好的解決辦法，所以流水線處理機特別不希望處理外中斷。這是因為 ______________。

12

A) 和程序分支一樣，外中斷要打斷現(xiàn)行程序的執(zhí)行順序； B) 外中斷要終止程序的執(zhí)行，達(dá)到停機的目的； C) 外中斷的到來是隨機的，CPU無法預(yù)料；

D) 中斷服務(wù)程序執(zhí)行完后不需要返回被中斷的程序。

19. RISC機中通常設(shè)置大量的寄存器，其目的是_______________。 A) 使RISC機中大多數(shù)指令操作在寄存器內(nèi)完成； B) 增加RISC機指令系統(tǒng)的功能； C) 降低RISC機的復(fù)雜程度； D) 為了采用硬布線控制設(shè)計。

20. SPARK采用重疊寄存器窗口技術(shù)的原因是_________________。 A) 邏輯寄存器太多，物理寄存器太少；

B) 邏輯寄存器的位數(shù)大于物理寄存器的位數(shù)； C) 用寄存器快速實現(xiàn)子程序的調(diào)用和返回； D) 加快壓棧指令和出棧指令的執(zhí)行速度。 二、 填空題

1. CPU從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時間叫做____A_____，它常常用若干個_____B______來表示，而后者又包含有若干個______C_________。 2. 微指令格式可分為___A_____型和_____B_______型兩類，其中_______C_______型微指令用較長的微程序結(jié)構(gòu)換取較短的微指令結(jié)構(gòu)。

3. 計算機中存放當(dāng)前指令地址的寄存器叫______A______。在順序執(zhí)行程序時，若存儲器按字節(jié)編址，而指令長度為32位，則每執(zhí)行一條指令后，該寄存器自動加_____B______，當(dāng)執(zhí)行_____C______指令時，該寄存器接收新的地址。

4. 某計算機采用微程序控制，微指令字中操作控制字段共16位，若采用直接控制，則可以定義_______A______種微操作，此時一條微指令最多可同時啟動_____B______個微操作，若采用編碼控制，并要求一條微指令需同時啟動4個微操作，則微指令字中的操作控制字段應(yīng)分______C______段，若每個字段的微命令數(shù)相同，這樣的微指令格式最多可包含________D_________個微操作命令。

5. 在串行微程序控制器中，執(zhí)行現(xiàn)行微指令的操作與取下一條微指令的操作在時間上是_____A______進(jìn)行的，所以微指令周期等于______B______。在并行微程序控制器中，執(zhí)行現(xiàn)行微指令的操作與取下一條微指令的操作是______C______進(jìn)行的，所以微指令周期等于_____D_____。

6. 組合邏輯控制器中．微操作控制信號由_____A_____、_____B_____、_______C_____和_______D______決定的。

7. 在機器的一個CPU周期中，一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合構(gòu)成一條______A_______，它主要由______B_______和_______C________兩部分組成，而一條機器指令的功能是由_______D________來實現(xiàn)的。

8. 微程序控制器要由______A______、_______B______、_____C_____三大部分組成，其中A是只讀型存貯器，它用來存放________D________。

9. 在水平微指令格式中，微命令的編碼通常采用以下三種方法：(1)_____A_____，(2)_____B____，(3)_____C______，而微地址的確定通常采用______D______和______E______。

10. 流水線是將一個較復(fù)雜的處理過程分成m個復(fù)雜程度相當(dāng)_______A_______大致相等

的子過程，每個子過程由一個_______B_________來完成。處理對象在各子過程連成的線路上連續(xù)流動，在同一時間，m個部件同時進(jìn)行不同的操作，完成對不同子過程的處

13

理。每一個子過程稱為______C_______，一個具有m個子過程的流水線機稱為_____D_____，當(dāng)m>6時的流水線稱為_______E_________。

三、 問答題

1. 什么是計算機的主頻，主頻和機器周期有什么關(guān)系? 2. 控制器中常采用哪些控制方式，各有何特點？

3. 存儲器中有若干數(shù)據(jù)類型：指令代碼、運算數(shù)據(jù)、堆棧數(shù)據(jù)、字符代碼和BCD碼，計算機如何區(qū)別這些代碼?

4. 如果組成寄存器的觸發(fā)器要求機器周期電位(節(jié)拍電位)CY和工作脈沖CP采用高電平符合，試說明在圖中的機器周期電位CY和工作脈沖CP的時間配合方案中，哪個方案最好?哪個方案欠佳?哪個方案不能使用?為什么?

(a) (b) (c) (d) 5. 設(shè)機器A的主頻為8MHZ，機器周期含4個主振周期（時鐘周期），且該機的平均指令執(zhí)行速度是0.4MIPS，試求該機的平均指令周期和機器周期，每個指令周期中含幾個機器周期?如果機器B的主頻為12MHZ，且機器周期也含4個主振周期，試問B機的平均指令執(zhí)行速度為多少MIPS?

6. 簡述硬布線控制器的設(shè)計思想。

7. 已知“帶返轉(zhuǎn)指令”的含義如圖所示，寫出機器在完成帶返轉(zhuǎn)指令時，取指階段和執(zhí)行階段所需的全部微操作。（提示：該帶返轉(zhuǎn)指令，執(zhí)行時將斷點M+1保存在K單元，然后轉(zhuǎn)K+1執(zhí)行。）

14

計算機組成與結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題(3) 一、 選擇題

1. 采用虛擬存貯器的主要目的是_____。 A) 提高主存貯器的存取速度；

B) 擴大主存貯器的存貯空間，并能進(jìn)行自動管理和調(diào)度； C) 高外存貯器的存取速度； D) 擴大外存貯器的存貯空間．

2. 在虛擬存貯器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時，由______完成地址映射． A) 程序員； C) 裝入程序； B) 編譯器； D) 操作系統(tǒng)． 3. 主存和CPU之間增加高速緩沖存儲器的目的是__________。 A) 解決CPU和主存之間的速度匹配問題； B) 擴大主存容量；

C) 既擴大主存容量、又提高了存取速度； D) 增加CPU中的寄存器數(shù)目。

4. 在程序的執(zhí)行過程中，Cache與主存的地址映射是由_________。 A) 操作系統(tǒng)來管理的； C) 由硬件自動完成的； B) 程序員調(diào)度的； D) 由操作系統(tǒng)配合硬件來管理的。 5. 所謂“程序的局部性”是指_________。 A) 程序只能存放在主存中的固定區(qū)域； B) 程序只能存放在外存中的固定區(qū)域；

C) 執(zhí)行某程序時，包括取指和取操作數(shù)的存儲器訪問地址相對集中在局部范圍之內(nèi)； D) 執(zhí)行某程序時，程序只能局限于訪問某些存儲區(qū)域，其它區(qū)域無權(quán)訪問。 6. 下述說法中_________________是錯誤的。

A) 虛存的目的是為了給每個用戶提供的、比較大的編程空間； B) 虛存中每次訪問一個虛地址，至少要訪問兩次主存； C) 虛存系統(tǒng)中，有時每個用戶的編程空間小于實存空間； D) 虛存系統(tǒng)中，用戶的編程空間可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實存空間。 7. 下述有關(guān)虛地址的概念正確的是___________。

A) 虛地址可以是微處理機提供的地址空間，也可以遠(yuǎn)大于微處理機的地址空間； B) 虛地址是程序員編程所使用的地址，所以要小于等于實地址，否則無法運行； C) 虛地址是CPU訪問CACHE所用的地址，訪問主存儲器的地址為實地址； D) 虛地址是訪問磁盤存儲器的地址，訪問主存儲器的地址為實地址。 8. 地址映像中“直接映像”的映像方式是__________。 A) 主存的任意一塊都可以直接映像到CACHE的任意塊； B) 主存的有些塊可以直接映像到CACHE的任意塊； C) 主存的任意一塊可以直接映像的CACHE的某些塊； D) 主存的有些塊可以直接映像到CACHE的某一塊； 9. 有關(guān)相聯(lián)存儲器的敘述正確的是______________。 A) 相聯(lián)存儲器各個存儲單元之間是相互聯(lián)系的；

B) 相聯(lián)存儲器的容量小，地址線位數(shù)少，所以訪問速度快； C) 相聯(lián)存儲器速度快，常用來組成CACHE;

D) 相聯(lián)存儲器按存儲內(nèi)容進(jìn)行檢索，常用作地址變換中的快表。

10. 在用快表和慢表實現(xiàn)頁式虛實地址變換時，下列說法中正確的是________。

15

A) 按虛頁號訪問快表，如不命中再去查慢表； B) 按虛頁號訪問慢表，如不命中再去查快表； C) 同時按虛頁號訪問快表和慢表；

D) 同時按虛頁號訪問快表和慢表，如快表不命中就啟動缺頁中斷； 二、 填空題

1. 三級存貯系統(tǒng)是由______A_______、_______B______和_______C_______組成，分級的目的是_______D__________。

2. 使用高速緩沖存貯器是為了解決_____A_____問題，存貯管理主要由_____B______實現(xiàn)；使用虛擬存貯器是為了解決_____C______問題，存貯管理主要由_____D_____實現(xiàn)。后一種情況下，CPU______E_______訪問第二級存貯器。

3. 虛擬存貯器通常由______A______和_____B_____兩級存貯系統(tǒng)組成． 為了在一臺特定的機器上執(zhí)行程序，必須把邏輯地址映射到這臺機器主存貯器的_______C_______空間上，這個過程稱為_____D______ 。

4. 根據(jù)主存和輔存之間的信息傳送單位，虛擬存貯器分為______A______、______B_____和_____C______三種。

5. 由主存地址映射到cache中定位稱作_____A______，將主存地址變換成cache地址稱為_____B______，當(dāng)新的主存頁需要調(diào)入cache中，而它的可用位置又被占用時，就產(chǎn)生______C_______問題。

6. 主存和cache的地址映象方法很多，常用的有_____A______、______B_______、和_______C_________三種，在存儲管理上常用的替換算法是___E____和_____F_____。 三、 問答題

1. 試比較內(nèi)存、外存、緩存、控存、虛存。

2. 提高存儲器速度可采用哪些措施?簡要說明之。

3. 什么是“程序訪問的局部性”?存儲系統(tǒng)中哪一級利用了程序訪問的局部性原理? 4. 判斷下列敘述中職些是正確的?哪些是錯誤的?為什么?

A) 大多數(shù)個人計算機中可配置的最大內(nèi)存容量受地址總線位數(shù)；

B) 大多數(shù)個人計算機中可配置的最大內(nèi)存容量受指令中地址碼部分的位數(shù)；

5. 下表表示使用快表(頁表)的虛實地址轉(zhuǎn)換條件，快表存放在相聯(lián)存儲器中，其容量為8個存儲單元，問：

A) 當(dāng)CPU按虛擬地址1去訪問主存時，主存的實地址碼是多少? B) 當(dāng)CPU按虛擬地址2去訪問主存時，主存的實地址碼是多少? C) 當(dāng)CPU按虛擬地址3去訪問主存時，主存的實地址碼是多少?

頁號 32 25 7 6 4 15 5 34 該頁在主存中的起始地址 42000 38000 96000 60000 40000 80000 50000 70000

虛地址 1 2 3 頁號 15 7 48 頁內(nèi)地址 324 128 516 16

6. 某計算機的內(nèi)存由Cache和主存組成。Cache容量為16KB，主存容量為4MB。Cache分為128組，每塊大小為B。Cache和主存采用組相聯(lián)方式進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。要求： A) 畫出Cache和主存的地址格式。

B) 說明塊表（相聯(lián)存儲器組成）應(yīng)包含多少個存儲單元，每個單元最少是幾位。 C) 某內(nèi)存單元X的地址為129，問X單元在主存中的第幾塊，應(yīng)映射在Cache第幾組？ D) 若CPU要訪問X單元，請說明整個訪問過程。

17