【计组 | 计算机组成原理】软件工程专业-《计算机组成原理》-期末复习题

前言：这些都是学校老师发的期末复习题，对你的期末考试有一定的参考意义，考计组之前可以做一做这一份习题，1-7章，对你有帮助的话可以关注一下点个赞，谢谢啦。

第1章  概论

第1章-答案

第2章 数据的机器层次表示

第2章-答案

第3章  指令系统

第3章-答案

第4章 数值的机器运算

第4章-答案

第5章  存储系统和结构

第5章-答案

第6章  中央处理器

第6章-答案

第7章  总线

第7章-答案

第1章  概论

一、选择题

1、（  ）是由硬件和固件实现的机器。

A）虚拟机器       B）实际机器        C）计算机软件           D）运算器

2、完整的计算机系统应包括（   ）。

A）运算器、存储器、控制器                  B）外部设备和主机

C）主机和实用程序                                D）配套的硬件设备和软件系统

3、冯·诺依曼机工作方式的基本特点是（   ）。

A）多指令流单数据流                     B）按地址访问指令并顺序执行指令

C）堆栈操作                                    D）存储器按内容选择地址

4、下列（   ）属于应用软件。

A）操作系统       B）编译程序        C）连接程序        D）文本处理软件

5、下列各装置中，（   ）既具有输入功能又具有输出功能。

A）键盘        B）显示器           C）磁盘驱动器           D）打印机

6、计算机的性能指标有很多，以下不能直接作为计算机执行速度性能指标的是（   ）。

A）MIPS                    B）CPI         C）处理机字长           D）FLOPS

7、下列关于机器字长的描述中（  ）是正确的。

A）机器字长跟CPU中寄存器的二进制位数无关

B）机器字长越长，计算速度越快

C）机器字长是由总线宽度决定的

D）不同的计算机字长可以不同

8、以下关于计算机运算速度的指标的描述错误的是（  ）。

A）MIPS表示每秒执行多少百万条指令，这里的指令一般指加减运算这类的短指令；

B）CPU的主频越高，执行指令速度就一定越快；

C）MFLOPS表示每秒执行多少百万次浮点数运算，它适合于衡量向量机性能；

D）IPC，即每个时钟周期执行的指令数，常用来反映采用并行技术的计算机的执行速度。

9、下列关于冯·诺依曼结构和哈佛结构的说法中错误的是（   ）。

A）冯·诺依曼结构中指令和数据是不加区分地混合在同一个存储器中的；

B）哈佛结构的指令和数据是完全分开存储的，总线也至少要两组；

C）冯·诺依曼结构的计算机中不能同时取指令和取操作数；

D）哈佛结构的计算机中指令和数据必须是相同宽度。

10、计算机硬件能够直接执行的只有（   ）。

A）机器语言       B）汇编语言        C）机器语言和汇编语言  D）各种高级语言

11、下列描述中（  ）是正确的。

A）控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果；

B）一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个部件；

C）所有的数据运算都在CPU的控制器中完成；

D）以上答案都正确。

12、下列说法中不正确的是（   ）。

A）任何可以由软件实现的操作也可以由硬件来实现

B）固件就功能而言类似于软件，而从形态来说又类似于硬件

C）在计算机系统的层次结构中，微程序级属于实际机器

D）直接面向高级语言的机器目前已经实现

13、2019年8月，我国（  ）公司发布了鸿蒙操作系统。它是一款基于微内核的面向全场景的分布式操作系统。

A） 华为             B） 紫光             C） 中兴             D） 小米

二、填空题

1、一台计算机的硬件系统包括             、             、存储器及输入设备、输出设备等五大部件。

2、计算机的软件系统分为两大类，分别是：             和             。

3、用来表示计算机运算速度的指标中，MIPS表示__________________

__________，MFLOPS表示___________________________。

4、2018年11月12日，新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布，中国超算“               ”位列第三名。

5、计算机中采用               结构，可以大大减少信息传送线的数目，又可以提高计算机扩充主存及外部设备的灵活性。

6、由硬件或固件实现的机器是          机器，在计算机系统的多层次结构中，硬联逻辑层、微程序机器级、传统机器级包含其中；而以软件或以软件为主实现的机器称为        机器，在某一级的观察者来看，他只需通过该级的语言来了解和使用计算机。

7、在表示存储器容量时，经常用到K、M、G……之类的字符，其中G（Giga）实际表示的是2的_____次方，P（Peta）实际表示的是2的_____次方。

三、简答题

1、冯·诺依曼计算机的特点是什么？其最重要的一点是什么？冯·诺依曼计算机与哈佛结构的计算机有什么区别？

2、计算机系统可以看作是按功能划分的多级层次结构，请简要说明有哪些层级？其中哪些属于实际机器级？哪些属于虚拟机器级？

3、计算机的主要性能指标有哪些？

4、请列举3个计算机的性能指标并说明各指标能反映计算机的什么性能。

第1章-答案

一、选择题：

1、B                 2、D                 3、B                 4、D                 5、C                 6、C

7、D                 8、B                 9、D                 10、A               11、B               12、D               13、A

二、填空题：

1、运算器、控制器

2、系统软件、应用软件

3、每秒执行多少百万条指令、每秒执行多少百万次浮点运算

4、神威·太湖之光

5、总线

6、实际、虚拟

7、30、50

 

第2章 数据的机器层次表示

一、选择题

1、设机器字长为8位（含1位符号位），补码10110110代表的十进制负数是（   ）。

A）-74；       B）-54；      C）-68；       D）-48。

2、在8位整数定点机中，机器数采用补码，双符号位，若它的十六进制表示为C0H，则它对应的真值是（   ）。

A）-1； B）+3；   C）-64；   D）-128。

3、若X= -0.1101101，则X的补码表示为（  ）。

A）1.1101101        B）1.0010011

C）0.0010010        D）1.0010010

4、以下不属于定点数机器码的是（  ）。

A）反码     B）原码     C）移码     D）ASCII码

5、机器字长8位，定点整数采用补码形式（其中1位符号位），则能表示的范围是（  ）。

A）-127~127；              B）-128~128；

C）-128~127；              D）-127~128。

6、若某机器字长8位，含一位数符，采用原码表示，则定点小数所能表示的绝对值最小的负数是（  ）。

A）－2－7

B）－2－8   

C）－（1－2-7)  

D）－（1－2-8)  

7、若X= -0.1001001，则X的补码表示为（  ）。

A）1.1001001              B）1.0110110

C）0.1001001              D）1.0110111

8、按GB2312--80标准对汉字进行编码，那么一个汉字的编码占用的字节数为（  ）。

A）4  

B）3  

C）2  

D）1  

9、若一个数的8421BCD码为10010011.0101，则相应的十进制数为（  ）。

A）147.5  

B）147.3125  

C）93.5  

D）93.3125 

10、在下列机器数编码中,零的表示形式是唯一的是( )。

A、 原码

B、 补码

C、 反码

D、 反码和原码

11、若X的原码等于01101011，则X的补码等于（  ）。

A）11101011

B）0010101

C）10010101

D）01101011

12、若数的移码为8位，当X＝1011011时，则X的移码是（  ）。

A）00100101

B）10100101

C）100101

D）11011011

13、通常用移码来表示浮点数的阶码，其主要原因是（  ）。

A）移码是整数  

B）好用来比较两个数阶码的大小  

C）移码表示比补码表示简单  

D）移码和补码符号位相反  

14、若某数x的真值是-0.0101，在计算机中该数表示为1.1011，则该数所用的编码是（  ）码。

A）原           B）补           C）反           D）移

15、若某机器字长8位,含一位数符,采用原码表示,则定点小数所能表示的绝对值最小的负数是(  )。

A） －2－7

B） －2－8

C） －（1－2-7)

D） －（1－2-8)

16、设浮点数共16位,其中阶码含一位阶符共四位,以2为底,补码表示;尾数含一位数符共12位,补码表示,规格化。则真值(－25*0.375)的浮点数代码应为(   )。

A） 1101，110100000000

B） 1010，011010000000

C） 1100，101000000000

D） 0100，101000000000

17、若字符用ASCII码进行传送，为检查传送中是否有错，给字符的编码配上了偶校验位，当接受方收到的代码是10011011时，表明传送中（  ）。

A）最高位出错  

B）未出错或偶数个位出错  

C）有奇数个位错  

D）绝对没有错

18、长度相同但格式不同的2种浮点数，假设前者阶码长、尾数短，后者阶码短、尾数长，其他规定均相同，则它们可表示的数的范围和精度为（  ）。

A) 两者可表示的数的范围和精度相同

B）前者可表示的数的范围大但精度低

C）后者可表示的数的范围大且精度高

D）前者可表示的数的范围大且精度高

19、若浮点数的尾数是二进制数，下列四个尾数补码表示中属于规格化尾数的有（  ）。

A） 1.01100

B） 1.10000

C） 1.10001

D） 0.00001

20、美国国家交换码标准简称为（  ）。

A）ISO646  

B）IEEE  

C）ASCII  

D）EBCDIC  

二、填空题

1、十进制数112，表示成二进制数为             ，表示成十六进制数为             。

2、浮点数主要包括             和             两个部分。

3、如果有编码10100001要在其最高位添加奇校验位，则添加校验位后的编码是：

             （9位）。

4、一般书写表示的数称为真值，机器中编码表示的数称为机器数。机器数编码方式常用的有：原码、补码、             、             。

5、x=-10111，分别表示成8位原码和补码是：[x]原=             ，[x]补=             。

6、某数在计算机中用8421码表示为0111 1000 1001，其对应的十进制数为_________

三、计算题

1、将十进制数-35.25转换为IEEE754标准的短浮点数（32位）表示，并用十六进制数表示出来。

2、已知IEEE754短浮点数4130 0000H，请将其转换为十进制数。

四、简答题

1、定点、浮点表示法有什么区别？（分别从表示范围、精度、数的运算、溢出处理等方面进行描述）

2、在计算机技术中“真值”和“机器数”分别指什么？机器数常见的有哪些表示形式？（列举4项）

第2章-答案

一、选择题：

1、A                 2、C                 3、B                 4、D                 5、C

6、A                 7、D                 8、C                 9、C                 10、B

11、D               12、D               13、B               14、B               15、A

16、D               17、C               18、B               19、A               20、C

二、填空题：

1、(1110000)2  , (70)16

2、阶码、尾数

3、010100001

4、反码、移码

5、10010111  ,  11101001

6、789

三、计算题：

1、C20D0000

2、（11）D

第3章  指令系统

一、选择题

1、一条指令有128位，按字节编址，读取这条指令后，PC的值自动加（  ）。

A） 1     B）2     C）4     D）16

2、指令操作所需的数据不会来自（  ）。

A）寄存器   B）指令本身   C）主存   D）控制存储器

3、在关于一地址运算类指令的叙述中，正确的是（  ）

A）仅有一个操作数，其地址由指令的地址码提供 

B）可能有一个操作数，也可能有两个操作数 

C）一定有两个操作数，另一个是隐含的 

D）指令的地址码字段存放的一定是操作码

4、关于机器指令的描述（   ）是正确的。

A）机器指令的地址码给出了指令的操作性质及功能；

B）机器指令的操作码指明了指令的操作性质及功能；

C）机器指令的长度只能是固定长度；

D）机器指令的操作码指明了指令要操作的数。

5、关于机器指令的描述（   ）是错误的。

A）指令的长度应与机器字长一致；

B）定长指令字结构是指令系统中所有指令的长度都相等；

C）指令操作码的编码如采用规整型编码则可能存在较大的信息冗余；

D）机器指令中有时地址信息是明显地给出的，称为显地址；也可按事先约定用隐含的方式给出，称为隐地址。

6、一个计算机系统采用16位单字长指令，一个地址码为5位。采用扩展操作码法设计指令操作码，如果定义了48条二地址指令，其余的都是单地址指令，则单地址指令的条数最多有(  )。

A） 256         B） 1K      C） 128         D） 512

7、零地址的运算类指令在指令格式中不给出操作数地址，参加的两个操作数来自（  ）。

A) 累加器和寄存器     

B) 累加器和暂存器      

C) 堆栈的栈顶和次栈顶单元     

D) 暂存器和堆栈的栈顶单元

8、关于指令系统的描述正确的是（   ）。

A）机器指令的操作码指明了指令要操作的数；

B）指令由操作码和地址码组成

C）指令的长度一定是相同的

D）机器指令的地址码给出了指令的操作性质及功能。

9、在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为（  ）。

A）隐含寻址；              B）立即寻址；

C）寄存器寻址；            D）直接寻址

10、机器指令基本格式中，（  ）部分指明指令的操作性质和功能，（  ）部分给出操作数地址。

A） 操作码、数据                B） 地址码、操作码

C） 命令、数据                     D） 操作码、地址码

11、某计算机存储器按字（16位）编址，每取出一条指令后PC值自动+1，说明其指令长度是（  ）。

A）1字节               B）2字节               C）3字节               D）4字节

12、操作数在寄存器中的寻址方式称为（  ）寻址。

A）直接          B）寄存器            C）寄存器间接               D）立即

13、在寄存器间接寻址方式中，操作数应在（  ）中。

A）寄存器              B）堆栈栈顶                  C） 累加器            D）主存单元

14、（   ）便于处理数组问题。

A）间接寻址                  B）相对寻址          C）基址寻址                D）变址寻址

15、指令系统中采用不同寻址方式的主要目的是（  ）。

A）简化指令译码                  B）提高访存速度

C）缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性

16、变址寻址方式中，操作数的有效地址等于（  ）。

A）基址寄存器内容加上指令中地址码给出的形式地址；

B）堆栈指示器内容加上指令中地址码给出的形式地址；

C）变址寄存器内容加上指令中地址码给出的形式地址；

D）程序计数器内容加上指令中地址码给出的形式地址。

二、填空题

1、指令寻址的基本方式有两种，一种是            寻址方式，其指令地址由

            给出，另一种是            寻址方式，其指令地址由指令本身给出。

2、设指令字长等于存储字长，均为24位，若某指令系统可完成108种操作，操作码长度固定，且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等寻址方式，则采用一地址格式的情况下（在保证最大范围内直接寻址的前提下），指令字中操作码占            位，寻址特征占            位，可直接寻址的范围是            ，一次间址的范围是            。

3、对于指令操作码，如果采用规整型编码方式，当系统中有32条指令时，需要的操作码位数至少为          位。

4、若某机指令格式如下所示（第31~26位为操作码，第25~24位为寻址特征位，第23~20位为目标寄存器，第19~0位为20位地址值），试分析指令格式及寻址方式的特点并填写下面的空格：

（1）指令为      地址指令，属于        型指令；

（2）指令中可以指定         种寻址方式。

5、指令中          部分指明了指令的操作性质及功能。

6、一台计算机的指令系统中，应当有数据处理、数据存储、          、          等几种类型。

7、若某计算机字长为16位，主存容量为64K字，按字编址，指令采用16位定长指令字结构，且只为单地址指令。其中指令系统共有32条指令。若采用直接寻址方式，指令能访问的主存地址范围是              。

三、计算题

1、已知某小型机字长为16位，其双操作数指令的格式如下：

其中，OP为操作码（第0-5位），R为通用寄存器地址（第6,7位），若A为（1）直接主存单元地址，（2）间接地址（非多重间址），则能访问的最大主存区域有多少机器字？

2、某计算机的指令格式如下图所示。

其中：

D：位移量；

X：寻址特征位；

        X=00：直接寻址；

        X=01：用变址寄存器X1进行变址；

        X=10：用变址寄存器X2进行变址；

        X=11：相对寻址。

设(PC)=1234H、(X1)=0037H、(X2)=1122H，请确定下列指令的有效地址。

（1）4420H   （2）2244H   （3）1322H

3、设计算机指令字长为16位，指令中地址字段的长度为4位，采用扩展操作码技术设计了10条三地址指令，50条二地址指令，48条零地址指令。问最多还能安排多少条一地址指令？

四、简答题

1、简要说明机器指令的基本格式及其各部分的功能。

2、什么是指令系统？一般指令系统中应包含哪些类别的指令？

3、为什么通常的指令系统中设计有多种寻址方式？你能列举六个常见的寻址方式吗？

4、一般指令操作码的编码根据字段位数和位置的特点可以分成哪两类？

第3章-答案

一、选择题：

1、D                 2、D                 3、B                 4、B                 5、A

6、D                 7、C                 8、B                 9、B                 10、D

11、B               12、B               13、D               14、D               15、C               16、C

二、填空题：

1、顺序、PC（程序计数器）、跳跃

2、7,3，16K，16M

3、5

4、（1）二、RS    （2）4

5、操作码

6、数据传送、程序控制

7、2K

三、计算题：

1、（1）256    （2）64K

2、(1)  EA=0020H         (2)  EA=1166H      (3)  EA=1256H

3、733

第4章 数值的机器运算

一、选择题

1、变补操作的含义是（    ）。

A）将一个数的原码变成补码

B）将一个数的反码变成补码

C）将一个数的真值变成补码     

D）已知一个数的补码，求它的相反数的补码

2、浮点加减中的对阶是指（    ）。

A）将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同

B）将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同     

C）将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同

D）将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同

3、浮点数的尾数如果是补码表示时，运算后判定结果为规格化数的条件是（   ）。

A）尾数的符号位与最高数值位相同

B）尾数的符号位和阶的符号位相异

C）尾数的最高数值位为“1”

D）尾数的符号位与最高数值位相异

4、以下不属于运算器组成部分的是（  ）。

A）寄存器组；                         B）算术逻辑运算单元；

C）存储器数据寄存器               D）有关的判别逻辑和控制电路。

5、计算机中的算术逻辑单元和控制单元合称为（   ）。

A）ALU       B）UP          C）CPU        D）CAD

6、下列说法中正确的是（  ）。

A）采用变补进行加减法运算可以避免溢出

B）只有定点数运算才有可能溢出，浮点数运算不会产生溢出

C）在定点数补码减法中两个正数相减不会产生溢出

D）只有将两个正数相加时才有可能产生溢出

7、运算器由许多部件组成，其核心部分是（  ）。

A）数据总线；                  B）算术逻辑运算单元；

C）累加器；                      D）多路开关。

8、在定点机中执行算术运算时会产生溢出，其原因是（  ）。

A）主存容量不够；                  B）运算结果无法表示；

C）操作数地址过大；               D）以上都对。

9、加法器采用先行进位的目的是（  ）。

A）优化加法器的结构；           B）节省器材；

C）加速传递进位信号；           D）增强加法器结构。

10、以下关于机器数运算的描述中错误的是（  ）。

A）补码加减运算要比原码加减运算简单得多；

B）原码除法运算采用不恢复余数法能减少加法运算时间的浪费，且运算步骤固定；

C）浮点加减运算中对阶时采用小阶向大阶看齐的原因是减少因尾数移位产生的误差；

D）只有定点数运算才有可能溢出，浮点数运算不会产生溢出；

11、在双符号位判断溢出的方案中，出现负溢出时，双符号位应当为（  ）。

A）00           B）01           C）10           D）11

二、填空题

1、浮点数加减运算的步骤包括：0操作数检查、对阶、尾数相加减、             、

舍入处理和溢出处理。

2、在设计计算机的运算单元时，              是运算速度提高的瓶颈。为了提高运算速度，常采用              技术来解决该问题。

3、运算器的基本功能是实现__________________________。

三、计算题

1、已知二进制数X= -0.1011011，Y=0.0111101，（1）将X,Y用补码表示出来，（2）用补码分别计算[X+Y]补和[X-Y]补，（3）判断本计算结果是否溢出，无溢出的请写出其结果的真值。

2、已知X= -0.1101，Y=0.0101，先将两数表示成8位补码（含1位符号位），然后用补码运算方法计算X+Y和X-Y的值，并判断是否溢出。

3、若有浮点数格式：阶码4位，移码表示；尾数8位，补码表示，包含一位符号位。已知A=2-101   ×0.101100，B=2-011×（-0.101000）；

（1）将A、B转换成二进制浮点数；（2）求解A+B。

四、简答题

1、基本的运算器包含哪些部分？其核心部件是什么？

2、什么是溢出？溢出检测的方法有哪些？

第4章-答案

一、选择题：

1、D                 2、A                 3、D                 4、C                 5、C

6、C                 7、B                 8、B                 9、C                 10、D

11、C

二、填空题：

1、结果规格化

2、进位传递、先行进位

3、算术运算和逻辑运算功能

三、计算题：

1、[X+Y]补=1.1100010    无溢出    X+Y=-0.0011110

   [X-Y]补=0.1101000    溢出

2、[X+Y]补=1.1000000    无溢出    X+Y=-0.1

   [X-Y]补=0.1110000    溢出

3、（1）[A]浮=0011;0.1011000

[B]浮=0101;1.0110000

（2）[A+B]浮=0100;1.0001100

A+B=(-0.11101)2×2-100=(-0.000011101)2

第5章  存储系统和结构

一、选择题
1、关于存储单元的描述错误的是（   ）。
A）存储单元可以是一个字节，也可以是一个字；
B）位是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位；
C）采用边界对齐的数据存放方法使得无论访问双字、单字、半字或字节都能在一个存取周期中完成；
D）对于按字节编址的计算机主存，字的地址如果是字的最高字节地址，这种方式成为小端方案。
2、多级存储体系中，“Cache-主存”结构的作用是解决（  ）的问题。
A）辅存与CPU速度不匹配；            B）主存容量不足；
C）主存与CPU速度不匹配；            D）主存与辅存速度不匹配。
3、存储周期是指（  ）。
A）存储器的读出时间；
B）存储器的写入时间；
C）存储器从启动一次读或写操作到完成该操作所经历的时间；
D）存储器进行连续读或写操作所允许的最短时间间隔。
4、某计算机的cache共有16行，采用2路组相联映射方式（即每组2行）。每个内存块大小为32字节，按字节编址。主存135号单元所在的主存块应装入到的cache组号是（   ）。
A）0        B）2        C）4        D）6
5、下列说法正确的是（   ）。
A）SRAM存储器相比于DRAM存储器在单位硅片上的集成度高，速度更快；
B）双端口存储器所以能高速进行读写是因为采用了高速芯片；
C）在cache的替换算法中，LRU算法比随机替换算法的命中率低；
D）多体交叉存储器主要解决的是提高存储器带宽。
6、关于存储单元的描述错误的是（  ）。
A）边界对齐的数据存放方法能保证在一个存储周期中完成数据的访问，又尽量节省了存储资源；
B）存储单元只能是一个字节；
C）一个存储单元可能存放一个字，也可能存放一个字节；
D）对于按字节编址的计算机主存，字的地址如果是最高有效字节地址，这种方式成为大端方案。
7、存取周期是指（  ）。
A）存储器的写入时间；
B）存储器进行连续写操作允许的最短间隔时间；
C）存储器的读出时间； 
D）存储器进行连续读或写操作允许的最短间隔时间。
8、关于多级存储以下说法错误的是（  ）。
A）从CPU的角度看，n种不同存储器在逻辑上是一个整体；
B）Cache存储系统是为解决主存速度不足而提出来的；
C）Cache存储系统是由软件来调度的；
D）虚拟存储系统是为解决主存容量不足而提出来的。
9、存储单元是指（   ）。
A）存放一个二进制信息位的存储元；
B）存放一个机器字的所有存储元集合；
C）存放一个字节的所有存储元集合；
D）存放两个字节的所有存储元集合。
10、以下关于存储器的描述错误的是（   ）。
A）一个主存储器所能存储的全部信息量称为主存容量；
B）一台计算机的主存容量越大，存放的信息也就越多，其处理问题的能力肯定越强；
C）一个存储单元可能存放一个字，也可能存放一个字节，这是由计算机的结构确定的；
D）存取周期是两次启动存储器读或写操作之间的间隔时间。
11、关于存储单元的描述错误的是（  ）。
A）位是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位；
B）存储单元只能是一个字节；
C）一个存储单元可能存放一个字，也可能存放一个字节；
D）对于按字节编址的计算机主存，字的地址如果是最高有效字节地址，这种方式成为大端方案。
12、以下关于存储器的描述正确的是（   ）。
A）Cache-主存层次对系统程序员是可见的；
B）随机存取的存储器都需要刷新；
C）存取周期是启动一次存储器读或写操作到完成该操作所经历的时间；
D）存储系统是由几个容量、速度和价格各不相同的存储器构成的系统。
13、和高速缓冲存储器相比，主存的特点是（  ）。
A）容量小，速度慢，成本高；
B）容量小，速度快，成本低；
C）容量大，速度慢，成本低；
D）容量大，速度快，成本高。
14、计算机的存储系统是指（  ）。
A）RAM        B）ROM         C）主存储器     D）cache、主存储器和辅助存储器
15、在主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是（  ）。
A）解决CPU和主存之间的速度匹配问题     
B）扩大主存容量   
C）扩大CPU通用寄存器的数目   
D）既扩大主存容量又扩大通用寄存器的数量
16、在对破坏性读出的存储器进行读写操作时，为维持原存信息不变，必须辅以的操作是（  ）。
A）刷新        B）再生        C）写保护        D）主存校验
17、动态RAM的刷新是以（  ）为单位进行的。
A）存储单元        B）存储位        C）列        D）行
18、某计算机字长32位，存储器容量为4MB，若按字编址，其寻址范围是0到（  ）。
A）2020-1        B）2021-1         C）2023-1        D）2024-1
19、设机器字长为32位，一个容量为16MB的存储器，CPU按半字寻址，其可寻址的单元数是（  ）。
A）224        B）223         C）222        D）221
20、存储器采用部分译码法片选时（  ）。
A）不需要地址译码器            B）不能充分利用存储器空间   
C）会产生地址重叠              D）CPU的地址线全参与译码
21、存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间（连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间）称为（  ）。
A）存取时间     B）存取周期     C）CPU周期        D）机器周期
22、下述说法中正确的是（）。
A）半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆；
B）动态RAM是易失性RAM，而静态RAM中的存储信息是不易失的    ；
C）半导体RAM是易失性RAM，但只要电源不断电，所存信息是不丢失的；
D）半导体RAM是非易失性的RAM。
23、在磁盘和磁带这两种磁介质存储器中，存取时间与存储单元的物理位置有关，按存储方式分为（）。
A）二者都是顺序存放；
B）磁盘是直接存取，磁带式顺序存取；
C）二者都是直接存取；
D）磁带是直接存取，磁盘是顺序存取。
24、存储器连续启动两次读或写操作所需的最小间隔时间称为(   )。
A）存取时间 
B）存取周期 
C）CPU周期 
D）机器周期 
25、若存储器每次读出16位,花费时间250ns,则该存储器的数据传送率为（   ）。
A）4× B/s 
B） 4MB/s 
C）8× B/s 
D） 16MB/s 
26、存储器容量为32K×16,则（   ）。
A）地址线为16根,数据线为32根 
B） 地址线为32根,数据线为16根 
C） 地址线为15根,数据线为16根 
D）地址线为16根,数据线为15根 
27、若数据在存储器中采用小端方案存放,则十六进制数12345678H的存储字节顺序按地址由小到大依次为(  )。
A） 12H 34H 56H 78H
B） 78H 56H 34H 12H
C） 87H 65H 43H 21H
D） 34H 12H 78H 56H
28、采用虚拟存储器的目的是(  )。
A） 提高主存的速度
B） 扩大辅存的存取空间
C） 扩大辅助存储器的寻址空间
D） 扩大主存的寻址空间

二、填空题

1、             存储器的存储元是用双稳态触发器来记忆一位二进制信息的，而

         存储器的存储元是用存储电容来记忆信息的，因此需要定时             以保持存储元中原来记忆的正确信息。

2、目前在计算机系统中，通常采用多级存储器体系结构，这是为了解决存储器在容量、速度和成本方面的矛盾而提出的。多级存储系统是三个级别，分成两个层次，分别为：               层次和                  层次。 这种多级体系结构之所以可行主要依据的是                    原理。

3、若某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线为        根，数据线为        根。

4、设存储器字长64位，模块数m=4，存储周期T=250ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期为τ=50ns，若连续读出4个字，则若存储器采用顺序组织方式时，连续读取4个字的时间是           秒；若存储器采用交叉组织方式时，连续读取4个字的时间是           秒。

5、某机器字长32位，有地址线32根，若按字节编址，它的存储容量是_______B。

6、某机器字长16位，存储容量1MB，若按字节编址，它的地址是_______位的。

7、计算机的主存容量在表示大小时通常采用K,M,G,T,P等字符，其中1MB=      B，1GB=       B。

8、主存与cache的地址映射方式有          、               和                  。

9、在一台机器字长为32位的计算机中，已知其存储器的存储字长为64位，且按字节编址，其数据存放方式为边界对齐的方式，则单字数据的存放应放在起始地址是              的存储空间中。

10、静态随机存储器比动态随机存储器存取速度较      ，集成度    ，功耗大，所以一般用来组成高速缓冲存储器和小容量主存系统。

11、主存连续访问存储器操作之间所需的最短时间称为           。
三、判断题
1、（ ）集中刷新方式在刷新时间内不影响CPU的读写操作。
2、（ ）存储器按信息的可保存性分可以分为：易失性存储器和非易失性存储器，ROM、磁芯存储器、磁表面存储器和光存储器属于非易失性存储器。
3、（ ）ROM可以看做是RAM的一种特殊形式,它的存储内容具有断电不丢失的特点;CPU在访问ROM时,不同的存储单元读写时间会不同。 
4、（ ）如果主存按字节编址,而一个字的地址等于其最高有效字节的地址,则这种地址安排方法称为大端方案。
5、（ ）CPU在访问随机存取存储器（RAM）中不同地址的存储单元的时间会有不同。
6、（ ）位是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位。
7、（ ）动态随机存储器如采用异步式刷新方式，就不存在死区。
8、（ ）因为动态随机存储器是破坏性读出，所以必须不断地刷新。

四、计算题
1、SRAM芯片有17位地址线和4位数据线。用这种芯片构成1M×32的存储器，并采用内存条结构。问：
（1）若每个内存条为256K×32，共需几个内存条？
（2）每个内存条共需多少片这样的芯片？
（3）所构成的存储器需用多少片这样的芯片？

2、现有1024*1的存储芯片，若用它组成容量为16K*8的存储器，试求：（1）实现该存储器所需的芯片数量。（2）若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K*8，该存储器所需的地址总线是多少？其中几位用于选板？几位用于片选？几位用作片内地址？

3、某计算机系统的内存储器由cache和主存构成，cache的存取周期为45ns，主存的存取周期为200ns。已知在一段给定的时间内，CPU共访问内存4500次，其中340次访问主存。问：
（1）cache的命中率是多少？
（2）CPU访问内存的平均时间是多少纳秒？
（3）cache-主存系统的效率是多少？

4、设某机主存为64K×16位，直接地址映射的Cache容量为1K字，每块4字。则Cache地址的标志字段、块号和块内地址分别有多少位？要求有简要说明。

5、假设主存容量为512K×16位，Cache容量为4096×16位，块长为4个16位的字，主存按字编址。若采用二路组相联映射方式，试设计主存的地址格式，其中应标明标记、组号、块内字号的位数。

6、设某计算机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每块包含8个字，每字32位，设计一个4路组相联（即Cache每组内共有4个块）的Cache组织，要求：（1）画出主存地址字段中各段的位数（包括标记、组号、块内字号）；（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0号字单元读出100个字（主存一次读取一个字），共重复按此次序读8次，问命中率是多少？

7、有一个16K×8的存储器，由1K×4的DRAM芯片（内部结构是64×64）构成，问：
（1）采用异步刷新方式，如最大刷新间隔为2ms，则相邻两行之间的刷新间隔是多少？
（2）如采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少个刷新周期？设存储器的读写周期为0.5μs，死区占多少时间？

五、简答题
1、存储系统为什么要分层？分为哪些层次？这样分层是否具有可行性，依据是什么？
2、描述主存储器存取速度的参数有哪些？分别代表什么意义？（至少写3项）
3、请分别从存储原理、存储速度、集成度和主要用途等方面描述一下SRAM和DRAM的优缺点。
4、什么是主存带宽？为提高主存带宽可以采用的措施有哪些？

第5章-答案

一、选择题：

1、D                 2、C                 3、D                 4、C                 5、D

6、B                 7、D                 8、C                 9、B                 10、B

11、B               12、D               13、C               14、D               15、A

16、B               17、D               18、A               19、B               20、C

21、B               22、C               23、B               24、B               25、C

26、C               27、B               28、D

二、填空题：

1、SRAM,DRAM,刷新

2、Cache-主存、主存-辅存、程序的局部性

3、16、16

4、10-6  ，0.4×10-6

5、4G

6、20

7、220  ,  230

8、全相联、直接映射、组相联

9、4的倍数

10、快、小

11、存取周期

三、判断题：

1、  ×             2、  √             3、×               4、√

5、×               6、  √             7、×               8、×

第6章  中央处理器

一、选择题

1、以下叙述错误的是（）。

A）许多计算机系统是以主存的存取周期为基础来规定CPU周期；

B）对于任何指令，指令周期都一样长；

C）兼容性微命令是指那些可以同时产生，共同完成某些微操作的微命令；

D）取指令操作是对任何一条指令来说都必须要执行的操作，所以称为公操作。

2、一条机器指令的功能一般对应于（）。

A）一条微命令；B）一条微指令；C）一段微程序；D）一个微操作。

3、以下叙述错误的是（）。

A）节拍的宽度取决于CPU完成一次微操作的时间；

B）对于任何指令，指令周期都一样长；

C）互斥性微命令是指那些在机器中不允许同时出现的微命令；

D）取指令操作是对任何一条指令来说都必须要执行的操作，所以称为公操作。

4、指令周期是指（）。

A）CPU从主存取出一条指令的时间加上执行这条指令的时间；

B）CPU执行一条指令的时间；

C）CPU从主存取出一条指令的时间；

D）时钟周期时间。

5、以下关于CPU中不属于专用寄存器的是（）。

A）程序计数器PC；B）状态标志寄存器PSWR；

C）累加器Acc；D）存储器地址寄存器MAR。

6、指令译码器是对（）进行译码。

A）整条指令；B）指令的地址；

C）指令的操作码字段；D）指令的操作数字段。

7、在微程序控制器设计中，编制微程序时，为了确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，基本思想是（）。

A）用程序计数器PC来产生后继微指令地址；

B）用微程序计数器цPC来产生后继微指令地址；

C）通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址；

8、以下叙述错误的是（）。

A）指令周期是CPU从主存取出一条指令的时间加上执行这条指令的时间；

B）指令周期的第一个操作是取指令；

C）为了进行取指令操作，控制器需要得到相应的指令；

D）取指令操作是控制器自动进行的。

9、下列叙述中正确的是（）

A）控制器产生的所有控制信号称为微指令；

B）微程序控制器比硬布线控制器更灵活；

C）微处理器的程序称为微程序；

D）采用微程序控制器的处理器称为微处理器。

10、由于CPU内部操作的速度较快，而CPU访问一次存储器的时间较长，因此机器周期通常由（）来确定。

A）指令周期    B）中断周期

C）间址周期    D）存取周期

11、下列说法正确的是（）。

A）加法指令的执行周期一定要访存；

B）所有指令的间址操作都是相同；

C）加法指令的地址码如给出存储器地址，在执行周期一定访存；

D）以上都不对。

12、控制器的基本组成中不包括（）。

A）指令部件

B）时序部件

C）通用寄存器

D）微操作信号发生器

13、微程序控制器的基本组成不包括（）。

A）微指令寄存器    B）地址转移逻辑

C）程序状态寄存器   D）控制存储器

14、以下叙述正确的是（）。

A）对于任何一条指令，其指令周期都一样长；

B）多级时序系统中，机器周期间、节拍电位间和工作脉冲间可以有空隙；

C）取指令操作是对任何一条指令来说都必须要执行的操作，所以称为公操作。

D）每条微指令执行完都要根据要求形成后继微地址，其中断定方式是用微程序计数器цPC来产生后继微指令地址。

15、下列叙述中错误的是（）

A）微程序控制器比硬布线控制器更灵活；

B）程序和微程序是不同的；

C）控制器产生的各控制信号称为微指令；

D）根据产生微操作控制信号的方式不同，控制器可以分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑和存储逻辑结合型3种。

16、指令译码器是对（）进行译码。

A）整条指令；          B）指令的地址；

C）指令的操作码字段；   D）指令的操作数字段。

17、微程序控制器中，控制部件向执行部件发出的某个控制信号称为（  ）。

A）微程序       B）微指令       C）微操作       D）微命令

18、下列不符合RISC特点的是（  ）。

A）指令长度固定，指令种类少；

B）寻址方式种类丰富，指令功能尽量增强；

C）设置大量通用寄存器，访问存储器指令简单；

D）选取使用频率较高的一些简单指令。

二、填空题

1、2018年11月12日，新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布，中国超算“               ”位列第三名。

2、通常一个机器周期分成若干相等的时间段，每个时间段对应一个电位信号，称为               。

3、微程序控制器一般包含：               、               及地址转移逻辑等三大部分。

4、控制器的核心是               ，它综合了指令部件提供的译码信号、时序部件提供的时序信号和被控制功能部件反馈的状态及条件，发出执行指令时需要的各种控制信号。

5、CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做               ，它常常用若干个

               来表示，而后者又包括若干个               。

6、一条微指令可以分成               控制字段和               控制字段两大部分。

7、CPU中         寄存器用来存放存储器中取出的指令，               用来存放正在执行的指令地址或接着要执行的下条指令地址。

8、微程序设计技术是采用               的思想方法来组织控制逻辑，将微操作控制信号按一定规则进行信息编码，形成微指令，而由微指令按时间先后排列起来构成             ，存放在控制存储器中。

9、任何指令周期的第一步必定是            周期。

10、某计算机CPU芯片的主频为16MHz，则其时钟周期是          微秒；若已知该机该机的平均指令执行速度为1.6MIPS，则其平均指令周期是          微秒；若每个机器周期平均包含4个时钟周期，则平均每个指令周期含      个机器周期。

三、简答题

1、简述什么是指令周期、机器周期及它们之间的关系。

2、微程序和程序是相同的概念吗？分别描述一下微程序和程序并说明它们的区别。

3、指令和数据都存放在主存，如何识别从主存中取出的是指令还是数据？

4、控制器的基本组成包含哪些部件？其核心部件是什么？简要说明核心部件功能。

5、简述微操作、微命令、微指令和微程序的含义及它们之间的关系。

四、解答题

1、下图所示为双总线结构机器的数据通路：

R为指令寄存器，PC为程序计数器（具有自增功能），M为主存（受信号控制），AR为主存地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器。ALU由加减控制信号决定完成何种操作。控制信号G控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，如Yi表示Y寄存器的输入控制信号，R1O表示寄存器R1的输出控制信号。未标注的线为直通线，不受控制。

现有“ADD R0 , (R1)”指令完成：将R0寄存器的内容与R1寄存器内容为地址的存储器单元内容相加后，结果送入R0寄存器中。请画出该指令的指令周期流程图，并列出相应的微程序控制信号序列。假设该指令的地址已放入PC计数器中。

第6章-答案

一、选择题：

1、B                 2、C                 3、B                 4、A                 5、C

6、C                 7、C                 8、C                 9、B                 10、D

11、C               12、C               13、C               14、C               15、C

16、C               17、D               18、B

二、填空题：

1、神威·太湖之光

2、节拍（节拍脉冲）

3、控制存储器、微指令寄存器

4、操作控制器（或  微操作发生器）

5、指令周期、CPU周期（机器周期）、节拍

6、操作、顺序

7、指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）

8、解题程序、微程序

9、取指

10、0.0625、0.625、2.5

第7章  总线

一、选择题

1、系统总线中，划分数据线、地址线、和控制线的根据是（  ）。 

A）总线所处的位置                       B）总线的传输方向

C） 总线的传输内容                 D）总线的控制方式

2、总线的从设备指的是（  ）。

A）申请作为从设备的设备     B）被主设备访问的设备

C）掌握总线控制权的设备     D）总线源设备

3、“总线忙”信号的建立者是（  ）

A）获得总线控制权的设备     B）发出“总线请求”信号的设备 

C）总线控制器               D）CPU

4、挂接在总线上的多个部件（   ）。

A）只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据；

B）只能分时向总线发送数据，可同时从总线接收数据；

C）可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据；

D）可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据。

5、系统总线中地址线的作用是（   ）。

A）用于选择主存单元；

B）用于传送主存物理地址和逻辑地址；

C）用于指定存储单元和I/O设备接口电路的地址；

D）用于选择进行信息传输的设备。

6、总线复用方式可以（    ）。

A）提高总线的传输带宽；          B）减少总线中信号线的数量；

C）增加总线的功能；                   D）以上都不对。

7、设某机系统总线在一个总线周期中并行传输4B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（  ）。

A）10MB/S              B）20MB/S              C）40MB/S              D）50MB/S

8、以下关于总线的说法正确的是（   ）。

A）并行总线传输速率高，适用于远距离传输；

B）数据线的宽度指明了访问一次存储器或外设时能交换的数据位数；

C）采用总线复用的目的是提高总线带宽；

D）一个时刻可以有多个设备同时占用总线。

9、关于总线定时控制中的异步定时方式，以下说法正确的是（   ）。

A）既不采用时钟信号，又不采用握手信号；

B）既采用时钟信号，又采用握手信号；

C）不采用时钟信号，只采用握手信号；

D）比同步定时方式，其可靠性低。

10、计算机中所谓三总线结构是指（   ）。

A）地址线、数据线和控制线三组传输线；

B）I/O总线、主存总线和DMA总线三组传输线；

C）I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线；

D）以上说法均不对。

11、对于集中式总线仲裁方式中，以下描述错误的是（   ）。

A）链式查询方式对电路故障最敏感；

B）计数器定时查询方式，若每次计数均从0开始，则每个设备使用总线的机会相等；

C）独立请求方式的优点是响应速度快；

D）计数器定时查询方式，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则每个设备使用总线的机会相等。

12、下列关于USB总线特性的描述中，错误的是（  ）。

A）可实现外设的即插即用和热插拔；

B）可通过级联方式连接多台外设；

C）是一种通信总线，可连接不同外设；

D）同时可传输2位数据，数据传输率高。

13、以下不属于微机中系统总线标准的是（  ）。

A）ISA              B）PCI             C）AGP            D）USB

二、填空题

1、数据总线一次所能并行传送的信息的位数称为_________________。

2、总线定时是总线系统的核心问题之一。为了同步主方、从方的操作，必须要制订定时协议，通常采用__________定时或__________定时两种方式。

3、在不同时段利用总线上同一信号线传送不同信号的方式称为                。采用这种方式的目的是减少总线数量，提高总线利用率。

4、一个单处理机系统中的总线可以分为三类，其中CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为          总线，连接CPU和计算机系统其他高速功能部件的称为          总线。

5、设某机系统总线在一个总线周期中并行传输4B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___________。

三、判断题

1、（ ）计算机中采用总线结构同一时刻允许多对设备之间传送信息。

2、（  ）PCI是串行总线标准。

四、简答题

1、什么是总线事务？在总线事务中什么是主设备、从设备？

2、请简要描述总线的分时共享技术，并说明为什么要设立总线仲裁机构？

3、总线的定时控制方式（通信控制方式）可以分为哪两种方式？请简要说明这两种方式。

4、总线判优按其仲裁控制机构的设置可以分为哪两种方式？请简要说明这两种方式。

5、为什么要进行总线的判优（仲裁）？集中式总线判优分为哪几种`？

6、什么是总线？计算机中采用总线结构有什么优点？

7、总线有哪两个基本特性？总线按功能层次分有哪些类别？

第7章-答案

一、选择题：

1、C                 2、B                 3、A                 4、B                 5、C

6、B                 7、B                 8、B                 9、C                 10、C

11、B               12、D               13、D

二、填空题：

1、总线宽度

2、同步、异步

3、分时复用

4、内部、系统

5、20MB/S

三、判断题：

1、×               2、×