西南科技大学计算机组成原理历年真题

“计算机组成原理”期末考试试卷结构1、 名词解释：共4小题，每小题5分，共计20分；2、 简答题：共5小题，每小题8分，共计40分；3、 综合计算题：共4小题，每小题10分，共计40分。计算机组成原理复习提要1、 计算机组成与计算机体系结构的基本概念2、 冯.诺依曼计算机的基本特征和工作原理。3、 计算机主要性能指标，及其的基本概念。4、 总线的基本概念、特征，分类、及其应用。5、 总线的性能指标，宽度和带宽的基本概念，及相关计算。6、 总线控制方式的基本概念，常用总线判优控制方式的基本概念和特征。7、 存储器的基本概念，指令和数据在存储存储器中组织方式，及它们的调用特点。8、 存储器的分层体系结构，它们之间的特点和要求，多级存储体系结构的优点等。9、 存储器的主要性能指标，存取周期，存取时间，带宽等，及其基本概念。10、 动态存储器刷新的基本要求，概念，实质，及刷新的基本方法。11、 半导体存储器字、位扩展的基本概念，存储器容量扩展的基本方式，基本过程，连线要求等。12、 缓冲或高速缓冲的基本概念，原理，命中率的基本概念。13、 常用的I/O方式控制方式：程序查询、中断、DMA，的基本概念。14、 I/O设备编址方式，统一编址、独立编址，以及它们的特点和要求。15、 并行传送与串行传送，同步控制和异步控制的基本特征，及其应用。16、 程序查询、程序中断、DMA方式工作过程、特点，及应用场合。17、 中断处理的基本过程，断点、现场的基本概念，及其保护与恢复。18、 数的原码与补码的表示，补码加减运算的基本过程。19、 溢出的基本概念，溢出的判定方法。20、 原码一位乘除运算的基本规则，运算过程。21、 补码一位乘除运算的基本规则，运算过程。22、 ALU的基本概念，组成和主要功能。23、 指令系统的基本概念，常用的寻址方式的基本概念，各自的特征和寻址过程。24、 计算机数据通路（或CPU通路结构）的基本概念，常用寄存器MAR、MDR、IR、PC的基本概念、主要功能，应用特征。25、 指令周期、机器周期、时钟周期的基本概念，以及它们之间的关系。26、 计算机性主频、机器周期、指令执行速度等的基本概念，以及它们之间的基本关系。27、 同步通信、异步通信的基本概念，特征和应用场合。28、 微指令、微程序与机器指令的基本概念，以及它们之间的相互关系。29、 硬连接控制器、微程序控制器的基本概念，优缺点，应用场合。30、 微程序控制器和组合逻辑控制器的设计和工作原理。31、 指令流程和微控制序列的基本概念，计算机指令的执行过程，及相关控制方式。- 9 -西南科技大学试题 (A卷)一、 简答题：(每小题8分，共40分)1、 计算机存储系统分哪几个层次？每一层次主要采用什么存储介质？其存储容量和存取速度的相对关系如何？2、 什么是组合逻辑控制方式？它有哪些主要的优点和缺点？3、 什么是总线？系统总线上传送的信息通常分为哪三类？4、 如某中断系统允许多重中断工作方式，试说明中断处理的过程。5、 试说明有哪几种I/O传送控制方式。二、 判断题（下面说法有的正确，有的错误，请作出正/误判断。每小题2分，共10分）1、在补码除法中，够减商1，不够减商0。 2、微指令周期是指从主存中读取并执行一条微指令所用的时间。 3、压栈操作是将有关信息写入堆栈指针SP所指示的存储单元。 4、DMA请求的优先级高于中断请求的优先级。 5、传送指令可以用于I/O操作。 三、 拟定指令流程与微命令序列（20分）根据模型机数据通路结构，用寄存器传送语句（如PC-MAR）拟出传送指令MOV R1,(R0)的流程，并列出该指令取指周期的操作时间表。四、 存储器设计（15分）某存储器容量为9KB，其中ROM区4KB，用EPROM(4K 4位/片)组成；RAM区5KB，用SRAM芯片（4K8位/片和1K8位/片）组成。已知地址总线A15A0。请回答：1、 根据存储容量，EPROM和SRAM芯片各需要多少片？2、 各芯片应分别连入哪几根地址线？3、 写出每个片选信号的逻辑式。五、 计算题（15分）已知：x=0.01111,y=0.11001，求：x补，-x补，y补，-y补，x+y=? x-y=?一、简答题1、答：存储系统层次：寄存器组cache主存辅存 相应的存储介质为：寄存器电路；cacheSRAM；主存DRAM；辅存磁表面存储。 对应的容量由小到大，速度由高到低。2、答：组合逻辑控制方式是直接通过逻辑门电路产生微命令的，因而它的主要优点是产生微命令的速度很快。其主要缺点有：一、设计不规整，因而难于实现设计自动化；二、采用硬连逻辑，不易修改和扩展指令系统的功能。组合逻辑控制方式主要用于高速计算机或小规模计算机中。3、答：总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。系统总线上传送的信息通常分为地址、数据、控制信息。4、答：在多重中断方式下中，CPU进入中断周期后，关中断、保护断点，进入中断服务程序后其处理过程为：保护现场 2）送新屏蔽字，屏蔽与本中断源同级和优先级更低的中断源，开放更高级的中断源。3）开中断 4）执行具体的中断服务处理程序 5）发中断结束命令 6）关中断 7）恢复现场及原屏蔽字 8）开中断 9）返回5、答：一、直接程序传送方式 二、程序中断传送方式 三、DMA传送方式二、判断题三、拟定指令流程与微命令序列 指令流程： FT：MIR，PC+1PC ST：R0MAR MMDRC ET：CR1 PCMAR 取指周期微命令序列： FT：EMAR，R，SIR， PCA，A+1，DM，CPPC，1ST，CPT(#P), CPFT(#P), CPST(#P), CPDT(#P), CPET(#P)四、存储器设计 EPROM需要2片，构成4KB。 SRAM（4K8位/片和1K8位/片）各1片，构成5KB。芯片 容量 芯片地址 片选逻辑EPROM0 4K4 A0A11 /A13/12EPROM1 4K4 A0A11 /A13/12SRAM0 4K8 A0A11 /A1312SRAM1 1K8 A0A9 A1312/A11/A10五、解： x原1.01111 x补1.10001 x补0.01111y原0.11001 y补0.11001 y补1.00111x+y补=x补+y补00.01010=+0.01010 x-y补=x补+y补=10.11000(运算结果发生溢出，双符号位不同)西南科技大学试题 (B卷)一、简答题：(每小题8分，共40分)1、动态刷新周期的安排方式有哪几种？简述它们的安排方法。2、什么是组合逻辑控制方式？它有哪些主要的优点和缺点？3、什么是总线？系统总线上传送的信息通常分为哪三类？4、什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者有什么关系？5、试说明有哪几种I/O传送控制方式。二、判断题（下面说法有的正确，有的错误，请作出正/误判断。每小题2分，共10分）1、在微程序控制方式中，一条机器指令由若干条微指令解释执行。 2、传送指令可以用于I/O操作。 3、压栈操作是将有关信息写入堆栈指针SP所指示的存储单元。 4、DMA请求的优先级高于中断请求的优先级。 5、采用隐地址，可以减少指令中的地址个数。 三、拟定指令流程与微命令序列（20分）根据模型机数据通路结构，用寄存器传送语句（如PC-MAR）拟出指令ADD (R3),R2的流程，并列出该指令取指周期的操作时间表。四、存储器设计（15分）若有一个具有20位地址的32位字长的存储器，问：1、存储器最多能存储多少字节的信息？用512K8位/片的SRAM芯片组成该存储器，需要多少芯片?2、若地址线为A19(高)A0（低），哪些作为芯片地址用，哪些作为芯片选择用？并写出片选信号逻辑式。3、若CPU的地址总线为A19(高)A0（低），数据总线为D31D0，读/写控制信号为R/#W(W非)，试设计出该存储器芯片级逻辑图。五、计算题（15分）已知：x=0.01111,y=0.11001，求：x补，-x补，y补，-y补，x+y=? x-y=?计算机组成原理B试卷参考答案一、简答题1、答：动态刷新周期的安排方式有以下3种： 集中刷新方式在要求的时间间隔内集中安排所有刷新周期，其余时间用于正常访存工作。 分散刷新方式将各刷新周期分散地安排在各存取周期之后，即将每个存取周期分为两部分，前半期用于正常读/写或保持，后半期用于刷新。 异步刷新方式按芯片阵列地行数决定所需要的刷新周期数，并将各刷新周期分散安排在刷新要求的时间间隔中，每隔一固定时间提出一次刷新请求，安排一个刷新周期。2、答：组合逻辑控制方式是直接通过逻辑门电路产生微命令的，因而它的主要优点是产生微命令的速度很快。其主要缺点有：一、设计不规整，因而难于实现设计自动化；二、采用硬连逻辑，不易修改和扩展指令系统的功能。组合逻辑控制方式主要用于高速计算机或小规模计算机中。3、答：总线是将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。通俗的说，就是多个部件间的公共连线，用于在各个部件之间传输信息。系统总线上传送的信息通常分为地址、数据、控制信息。4、答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示；CPU周期也称为机器周期；而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍或T周期）5、答：一、直接程序传送方式 二、程序中断传送方式 三、DMA传送方式二、判断题三、拟定指令流程与微命令序列 指令流程： FT：MIR，PC+1PC DT：R3MAR MMDRD ET：R2+DMDR MDRM PCMAR 取指周期微命令序列： FT：EMAR，R，SIR， PCA，A+1，DM，CPPC，1ST，CPT(#P), CPFT(#P), CPST(#P), CPDT(#P), CPET(#P)四、存储器设计1、存储器单元数为2201M，每个存储单元存放一个32位的字，故最多可存储1M32位4MB的信息。用4片512K8位/片的SRAM芯片进行位扩展，构成一个51232位的存储模块，用2个这样的存储模块做字扩展即可构成1M32的存储空间，所以需要8片512K8位/片的芯片。 2、512K8位芯片的芯片地址为A18A0，A19用于芯片选择，/A19选择1M32的前512K，即CS0=/A19，CS1=A19。 3、 A18A0D31A19D0R/WD31D25A19/CS0/CS1A19A0512k*8512k*8512k*8512k*8512k*8512k*8512k*8512k*8D24D16D15D8D7D0五、解： x原1.01111 x补1.10001 x补0.01111y原0.11001 y补0.11001 y补1.00111x+y补=x补+y补00.01010=+0.01010 x-y补=x补+y补=10.11000(运算结果发生溢出，双符号位不同)西南科技大学20072008学年第 1学期一、名词解释和简单题（5分*4=20分）。1. 微程序控制2RISC3. 指令周期4. 冯诺依曼思想包含哪些要点？二、已知x=0.1011,y=-0.0101,用变形补码计算x+y=?,x-y=?（10分）三、PCI总线宽度32位，总线频率33MHz,求总线宽度？（10分）四、用原码一位或两位乘法计算下题，要求写出具体步骤x=0.1110 , y=0.1011 , 求 xy (20分)。 五、存储器设计（20分）16K16位的SRAM芯片构成64K32位的存储器。要求画出该存储器的组成逻辑框图。六、拟定指令流程（20分）根据参考模型机数据通路结构（或者自己设计模型机结构），用寄存器传送语句（如PC+1-PC）拟出指令SUB (R3),R2的流程。参考：内总线 R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDRA移位器 B ALU R2 R0 R1 MI/O C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDBCB控制逻辑 计算机组成原理期末考试试卷（A卷）一、名词解释和简单题（5分*4=20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（2分），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（3分）。2RISC答：RISC是精简指令系统计算机（3分），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（2分）。3. 指令周期答：指令周期是指取出并执行一条指令的时间（3分），指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）（2分）。4. 冯诺依曼思想包含哪些要点？答：它包含三个要点：采用二进制代码表示信息，以便计算机识别（1分）。采用存储程序工作方式，才能使计算机自动地对信息进行处理（2分）。由存储器、运算器、控制器、输入/输出设备等功能部件组成计算机硬件系统（2分）。二、已知x=0.1011,y=-0.0101,用变形补码计算x+y=?,x-y=?（10分）答： x补=00.1011 x补=00.1011 +y补=11.1011 +-y补=00.010100.0110 01.0000 x+y=+0.0110 （5分） x-y产生溢出（5分）三、PCI总线宽度32位，总线频率33MHz,求总线宽度？（10分） 答：数据传输率=总线宽度总线频率/8(B/S) 32 33/8=132MB/S 四、用原码一位或两位乘法计算下题，要求写出具体步骤x=0.1110 , y=0.1011 , 求 xy (20分)。解： 0 0.0 0 0 0 1 0 1 1 z0=0 + 0 0.1 1 1 0 y4=1, +x 0 0.1 1 1 0 0 0.0 1 1 1 0 1 0 1 右移，得z1 + 0 0.1 1 1 0 y3=1, +x 0 1.0 1 0 1 0 0.1 0 1 0 1 0 1 0 右移，得z2 + 0 0.0 0 0 0 y2=0, +0 0 0.1 0 1 0 0 0.0 1 0 1 0 1 0 1 右移，得z3 + 0 0.1 1 1 0 y1=1, +x 0 1.0 0 1 1 0 0.1 0 0 1 1 0 1 0 右移，得z4=xy符号为正，最后结果为：0.1 0 0 1 1 0 1 0 五、存储器设计（20分）16K16位的SRAM芯片构成64K32位的存储器。要求画出该存储器的组成逻辑框图。解：1）所需芯片总数（64K32）（16K16）= 8片 ； 5分2）因此存储器可分为4个模块，每个模块16K32位， ； 5分3）各模块通过A15、A14进行2：4译码 ,参考图 ；10分 六、拟定指令流程（20分）根据参考模型机数据通路结构（或者自己设计模型机结构），用寄存器传送语句（如PC+1-PC）拟出指令SUB (R3),R2的流程。参考答案：指令流程(20分) ： FT0：MIR，PC+1PC DT0：R3MAR DT1: MMDRD ET0：R2-DMDR ET1: MDRM ET2: PCMAR计算机组成原理期末考试试卷（B卷）一、名词解释和简单题（5分*4=20分）。1. 存储器带宽2. CISC3. 计算机的特点？4. CPU响应中断应具备哪些条件？二、已知x=-0.01111,y=+0.11001,求x补、-x补、y补、-y补、x+y=？ x-y=？（20分） 三、用原码一位或两位乘法计算下题，要求写出具体步骤x=0.1100 , y=0.1011 , 求 xy (20分)。四、存储器设计（20分）有一个16K16的存储器，由1K4位的DRAM芯片构成问:（1）总共需要多少DRAM芯片?（2）画出存储器的组成框图。 五、拟定指令流程与微命令序列（20分）根据教材模型机数据通路结构（或者自己设计模型机结构），用寄存器传送语句（如PC+1-PC）拟出指令XOR R0,(R2)的流程（XOR代表异或）。参考：内总线 R0R3 R0R3 C D C D SP PC PSW MDR A移位器 B ALU R2 R0 R1 MI/O C R3 DMARMDR IR PC SPPSWABDBCB控制逻辑 计算机组成原理期末考试试卷（B卷）一、名词解释和简单题（5分*4=20分）。1. 存储器带宽答：每秒从存储器进出信息的最大数量（3分），单位可以用字/秒或字节/秒或位/秒来表示（2分）。 2.CISC答: CISC是复杂指令系统计算机（3分），从加强指令功能出发，希望一个指令系统中近可能包含多的指令，各条指令包含更多的操作命令，指令变得更复杂（2分）。3.计算机的特点？答：自动执行、运算速度快、精度高、存储能力强、通用性好。4. CPU响应中断应具备哪些条件？答：应具备：（1） 在CPU内部设置的中断允许触发器必须是开放的。（2） 外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。（3） 外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。二、已知x=-0.01111,y=+0.11001,求x补、-x补、y补、-y补、x+y=？ x-y=？（20分）. 解：x原=1.01111 x补=1.10001 所以-x补=0.01111 y原=0.11001 y补=0.11001 所以-y补=1.00111 x补 = 11.10001 + y补 = 00.11001 x+y补 = 00.01010 所以 x+y=+0.01010 x补 = 11.10001 + -y补 = 11.00111 x-y补 = 10.11000 因为符号位相异，所以结果发生溢出。三、用原码一位或两位乘法计算下题，要求写出具体步骤x=0.1100 , y=0.1011 , 求 xy (20分)。解：0 0.0 0 0 0 1 0 1 1 z0=0 + 0 0.1 1 0 0 y4=1, +x 0 0.1 1 0 0 0 0.0 1 1 0 0 1 0 1 右移，得z1 + 0 0.1 1 0 0 y3=1, +x 0 1.0 0 1 0 0 0.1 0 0 1 0 0 1 0 右移，得z2 + 0 0.0 0 0 0 y2=0, +0 0 0.1 0 0 1 0 0.0 1 0 0 1 0 0 1 右移，得z3 + 0 0.1 1 0 0 y1=1, +x 0 1.0 0 0 0 0 0.1 0 0 0 0 1 0 0 右移，得z4=xy符号为正，最后结果为：0.1 0 0 0 0 1 0 0四、存储器设计（20分）有一个16K16的存储器，由1K4位的DRAM芯片构成问:（1）总共需要多少DRAM芯片?（2）画出存储体的组成框图。解：（1）芯片1K4位，片内地址线10位（A9-A0 ），数据线4位。芯片数16K16/（1K4）=64片 (10分) （2）存储器容量为16K，故地址线总数为14位（A13A0），其中A13A12A11A10通过 4：16译码器产生片选信号CS0CS15 。（10分） A9A0 CS15 4位 CS1 CS0 4位。1K41K4 4位 4位 CS0 CS1 CS15 D15D0 4：16 译码器五、拟定指令流程与微命令序列（20分）根据教材模型机数据通路结构（或者自己设计模型机结构），用寄存器传送语句（如PC+1-PC）拟出指令XOR R0,(R2)的流程。指令流程（20分）： FT0：MIR，PC+1PC ST0：R2MAR ST0: MMDRC ET0：R0 v CMDR ET1: MDRM ET2: PCMAR