计算机组成原理试题及答案(2)

计算机组成原理试题答案

一、填空（12分）

1．127；1/512；-1/512-1/32768；-128。 2．基地址；形式地址；基地址；形式地址。 3．访存冲突；相关问题。 4．300ns；310ns。

5．指令周期；机器周期；节拍。

二、名词解释(8分)

1．微程序控制

答：采用与存储程序类似的方法来解决微操作命令序列的形成，将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条指令包含一个或多个微操作命令。 2．存储器带宽

答：每秒从存储器进出信息的最大数量，单位可以用字/秒或字节/秒或位/秒来表示。 3．RISC

答：RISC是精简指令系统计算机，通过有限的指令条数简化处理器设计，已达到提高系统执行速度的目的。

4．中断隐指令及功能

答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。

三、简答（18分）

1．答：

总线在完成一次传输周期时，可分为四个阶段：

? 申请分配阶段：由需要使用总线的主模块（或主设备）提出申请，经总线仲裁机

构决定下一传输周期的总线使用权授于某一申请者；

? 寻址阶段：取得了使用权的主模块，通过总线发出本次打算访问的从模块（或从

设备）的存储地址或设备地址及有关命令，启动参与本次传输的从模块；

? 传数阶段：主模块和从模块进行数据交换，数据由源模块发出经数据总线流入目

的模块；

? 结束阶段：主模块的有关信息均从系统总线上撤除，让出总线使用权。

2．答：

（1）若Cache采用直接相联映像：

字块中含64个字节，字块的位数为b=6。

第 6 页 共 6 页 Cache中含有256个字块，所以字块地址位数c=8。 主存容量为1M字节，总位数为20。 主存字块标记位数t=6。

（2）若Cache采用四路组相联映像，

字块中含64个字节，字块的位数为b=6。 每组含有四个字块，每组含256个字节。 Cache中含有64个字块，所以组地址位数q=6。 主存容量为1M字节，总位数为20。 主存字块标记位数t=8。

3．答：

设屏蔽位为“1”时表示对应的中断源被屏蔽，屏蔽字排列如下：

中断源 L0 L1 L2 L3 L4

4．答：

屏蔽字 0 1 2 3 4 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 （1）指令字长16位，操作码为7位，寻址特征位2位，地址码7位； （2）-64~63； （3）216；

16

（4）2．

四、（6分）

答：

被加数为 0,101;0.100100，[x]补 = 00,101; 00.100100

加数为 0,100;1.010100，[y]补 = 00,100; 11.010100 （1）对阶：

[△j]补 = [jx]补- [jy]补 = 00,101 + 11,100 = 00,001

即△j = 1，则y的尾数向右移一位，阶码相应加1，即

[y]’补= 00,101; 11.101010

② 求和

[Sx]?补+[Sy]?补= [Sx]?补+[Sy]补

第 7 页 共 7 页 = 00.100100 + 11.101010 = 00.001110

即 [x+y]补 = 00,101; 00.001110 尾数出现“00.0”，需左规。 ③ 规格化

左规后得 [x+y]补 = 00,011; 00.111000 ∴[x+y]补 = 00,111; 00.111000

五、（8分）

答：DMA方式接口电路的基本组成框图如下：

以数据输入为例，具体操作如下：

① 从设备读入一个字到 DMA 的数据缓冲寄存器 BR 中，表示数据缓冲寄存器“满”（如果I/O 设备是面向字符的，则一次读入一个字节，组装成一个字）； ② 设备向DMA接口发请求（DREQ）； ③ DMA接口向CPU申请总线控制权（HRQ）；

④ CPU发回HLDA信号，表示允许将总线控制权交给DMA接口； ⑤ 将DMA主存地址寄存器中的主存地址送地址总线；

⑥ 通知设备已被授予一个 DMA 周期（DACK），并为交换下一个字做准备； ⑦ 将DMA数据缓冲寄存器的内容送数据总线； ⑧ 命令存储器作写操作；

⑨ 修改主存地址和字计数值；

⑩ 判断数据块是否传送结束，若未结束，则继续传送；若己结束，（字计数器溢出），则

第 8 页 共 8 页 向CPU申请程序中断，标志数据块传送结束。

六、（10分）

方法一：

答：地址空间描述如下： ROM对应的空间： 1111

1111 1110

RAM对应的空间：

1111

1111

1111

1110 1000 0000 0000

选择ROM芯片为2K×8位的两片，RAM芯片为2K×4位的两片 ROM芯片1：

1111 1111

1111 1000 0111 0000

1111 0000 1111 0000 1111 0000

1111 0000 1111 0000 1111 0000

1111 0000

1111 0000

1111 0000

ROM芯片2： 1111 1111

RAM芯片1、2：（位扩展） 1110 1111 1110 1000 CPU与存储器连接图见下页：

A15&A14A13A12A11CPUA10-A0CSROM1D7-D0D7-D0RDROM2D7-D0RDCSOERAM1D7-D4CSOEWERAM2D3-D0WEG1G2AG2BCBAY7Y6Y0

方法二：

答：地址空间描述如下： ROM对应的空间：

第 9 页 共 9 页 1111 1111 1111 0000 1111 1000

1111 0000 1111 0000

1111 0000 1111 0000

RAM对应的空间： 1110

R/WMREQA15A14A13A12A11A10 1110

选择ROM芯片为4K×8位的一片，RAM芯片为2K×4位的两片

&CPUG1G2AG2BCBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0&A0A11ROMA0D0A10RAMA0A10RAMA0D0D7D4D3D0D7D7D4D3

第 10 页 共 10 页