计算机组成原理试卷及答案 - (2) - 图文(3)

20．打印机的分类方法很多，若按能否打印汉字来区分，可分为_C_____。

A．并行式打印机和串行式打印机； B．击打式打印机和非击打式打印机； C．点阵式打印机和活字式打印机；

D．激光打印机和喷墨打印机。

二、填空（共20分，每空1分）

1．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则

32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2127(1-2－23) ，最小正数为 2－129 ，最大负数为 2－128(-2－1-2－

23

) ，最小负数为 -2127 。

2．指令寻址的基本方式有两种，一种是 顺序 寻址方式，其指令地址

由 程序计数器 给出，另一种是 跳跃 寻址方式，其指令地址由 指令本身 给出。

3．在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中，假设四个过程段的时间分别是T1 = 60ns﹑T2 = 50ns﹑T3 = 90ns﹑T4 = 80ns。则加法器流水线的时钟周期至少为 90ns 。如果采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为280ns 。

4．一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须 增加 。尾数右移1位，阶码 加1 。

5．存储器由m（m＝1，2，4，8?）个模块组成，每个模块有自己的 地址 和

数据 寄存器，若存储器采用 模m 编址，存储器带宽可增加到原来的 m 倍。

6．按序写出多重中断的中断服务程序包括 保护现场 、 开中断 、 设备服务|。。 恢复现场 和中断返回几部分。 1．A．A．2127(1-2－23) B．2－129 C．2－128(-2－1-2－23) D．-2127

三、名词解释(共10分，每题2分) 1．微操作命令和微操作

答：微操作命令是控制完成微操作的命令；微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。

2．快速缓冲存储器

答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度，在CPU和主存之间增设的高速存储器，它对用户是透明的。只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的，从而提高了访存速度。

3．基址寻址

答：基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。

11

4．流水线中的多发技术

答：为了提高流水线的性能，设法在一个时钟周期（机器主频的倒数）内产生更多条指令的结果，这就是流水线中的多发技术。

5．指令字长

答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。

四、计算题（5分）

设机器数字长为8位（含1位符号位），设A＝

964，B＝?1332，计算[A?B]补，并

还原成真值。

计算题 答：[A+B]补＝1.1011110， A+B ＝（-17/64） [A-B]补＝1.1000110， A-B ＝（35/64）

五、简答题（共20分）

1．异步通信与同步通信的主要区别是什么，说明通信双方如何联络。（4分） 同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序，统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系；半互锁方式通信双方有简单的制约关系；全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。

2．为什么外围设备要通过接口与CPU相连？接口有哪些功能？（6分）

答：外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有：

（1）一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设备的选择。

（2）I/O设备种类繁多，速度不一，与 CPU速度相差可能很大，通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。

（3）I/O设备可能串行传送数据，而CPU一般并行传送，通过接口可实现数据串并格式转换。

（4）I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。

（5）CPU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。

（6）I/O设备需将其工作状况（“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等）及时报告CPU，通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。

可见归纳起来，接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能（包括缓冲、数据格式及电平的转换）。

12

六、问答题（共15分）

1．设CPU中各部件及其相互连接关系如下图所示。图中W是写控制标志，R是读控制标志，R1和R2是暂存器。（8分）

WR存储器MARIRPC内部总线Bus微操作命令形成部件CPUMDRACCR1ALUR2

（1）假设要求在取指周期由ALU完成 (PC) + 1→PC的操作（即ALU可以对它的一个源操作数完成加1的运算）。要求以最少的节拍写出取指周期全部微操作命令及节拍安排。

答：由于 (PC) + 1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作为ALU的一个源操作数，靠控制ALU做＋1运算得到 (PC) + 1，结果送至与ALU输出端相连的R2，然后再送至PC。

此题的关键是要考虑总线冲突的问题，故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：

T0 PC→MAR，1→R

T1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R2

T2 MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件 T3 R2→PC

（2）写出指令ADD # α（#为立即寻址特征，隐含的操作数在ACC中）在执行阶段所需的微操作命令及节拍安排。

答：立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：

T0 Ad(IR)→R1 ；立即数→R1

T1 (R1) + (ACC)→R2 ；ACC通过总线送ALU T2 R2→ACC ；结果→ACC

2．DMA接口主要由哪些部件组成？在数据交换过程中它应完成哪些功能？画出DMA工作过程的流程图（不包括预处理和后处理）

13

答：DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构和DMA控制逻辑等组成。在数据交换过程中，DMA接口的功能有：（1）向CPU提出总线请求信号；（2）当CPU发出总线响应信号后，接管对总线的控制；（3）向存储器发地址信号（并能自动修改地址指针）；（4）向存储器发读/写等控制信号，进行数据传送；（5）修改字计数器，并根据传送字数，判断DMA传送是否结束；（6）发DMA结束信号，向CPU申请程序中断，报告一组数据传送完毕。DMA工作过程流程如图所示。

DMA请求DMA响应发送主存地址传送一个字修改地址指针和字计数器测试传送是否结束？是DMA结束否

七、设计题（10分）

设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效），用WR作读写控制信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列芯片及各种门电路（门电路自定），如图所示。画出CPU与存储器的连接图，要求：

（1）存储芯片地址空间分配为：最大4K地址空间为系统程序区，相邻的4K地址空间为系统程序工作区，最小16K地址空间为用户程序区；

（2）指出选用的存储芯片类型及数量； （3）详细画出片选逻辑。

14

AmA0AkA0 …… 此处隐藏：1957字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……