计算机组成原理模拟试题（五）及参考答案#

一、 选择题#

1. 若十进制数为 37.25，则相应的二进制数是（ ）。

• A. 100110.01
• B. 110101.01
• C. 100101.1
• D. 100101.01

正确答案：D

2. 若 $[x]_\text{反} = 1.1011$，则 $x =$（ ）。

• A. -0.0101
• B. -0.0100
• C. 0.1011
• D. -0.1011

正确答案：B

3. 某机器字长 16 位，含一位数符，用补码表示，则定点小数所能表示的最小正数是（ ）。

• A. $2^{-15}$
• B. $2^{16}$
• C. $2^{-1}$
• D. $1 - 2^{-15}$

正确答案：A

4. 若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为 10，则（ ）。

• A. 产生了负溢出（下溢）
• B. 产生了正溢出（上溢）
• C. 运算结果正确，为负数
• D. 运算结果正确，为正数

正确答案：A

5. 在用比较法进行补码一位乘法时，若相邻两位乘数 $y_i y_{i+1}$ 为 01 时，完成的操作是（ ）。

• A. 无
• B. 原部分积 $+ [X]_\text{补}$，右移一位
• C. 原部分积 $+ [-X]_\text{补}$，右移一位
• D. 原部分积 $+ [Y]_\text{补}$，右移一位

正确答案：B

6. 堆栈指针 SP 的内容是（ ）。

• A. 栈顶地址
• B. 栈底地址
• C. 栈顶内容
• D. 栈底内容

正确答案：A

7. 在寄存器间接寻址方式中，操作数是从（ ）中读出。

• A. 主存储器
• B. 寄存器
• C. 磁盘
• D. CPU

正确答案：B

8. 在微程序控制器中，一条机器指令的功能通常由（ ）实现。

• A. 一条微指令
• B. 一段微程序
• C. 一个指令码
• D. 一个条件码

正确答案：B

9. 在串行传输时，被传输的数据（ ）。

• A. 在发送设备和接受设备中都是进行串行到并行的变换
• B. 在发送设备和接受设备中都是进行并行到串行的变换
• C. 发送设备进行串行到并行的变换，在接受设备中都是进行并行到串行的变换
• D. 发送设备进行并行到串行的变换，在接受设备中都是进行串行到并行的变换

正确答案：D

10. 系统总线是指（ ）。

• A. 运算器、控制器和寄存器之间的信息传送线
• B. 运算器、寄存器和主存之间的信息传送线
• C. 运算器、寄存器和外围设备之间的信息传送线
• D. CPU、主存和外围设备之间的信息传送线

正确答案：D

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二、 名词解释#

1. 全相联映像：

就是让主存中的任何一个块均可以映像装入到 Cache 中任何一个块的位置上。

2. 指令系统：

是指一台计算机的所有指令的集合。

3. 指令周期、CPU 周期：

• 指令周期：是指从取指令、分析取数到执行完该指令所需的全部时间。
• CPU 周期：也叫机器周期，通常把一个指令周期划分为若干个机器周期，每个机器周期完成一个基本操作。

4. 向量中断：

是指那些中断服务程序的入口地址是由中断事件自己提供的中断。

5. 微指令：

是指控制存储器中的一个单元的内容，即控制字，是若干个微命令的集合。

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三、 改错题#

1. 在中央处理器中，运算器可以向控制器发出命令进行运算操作。

修改为：在中央处理器中，控制器可以向运算器发出命令进行运算操作。

2. 在单处理机总线中，相对 CPU 而言，地址线和数据线一般都为双向信号线。

修改为：在单处理机总线中，相对 CPU 而言，地址线为单向信号线，数据线一般都为双向信号线。

3. 多重中断方式，是指 CPU 同时处理多个中断请求。

修改为：多重中断是指具有中断嵌套的功能，CPU 在响应较低级别的中断请求时，如果有更高级别的中断请求，CPU 转去响应更高级别中断请求。

4. 在“半互锁”异步通信方式中，“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到，而“请求”信号的撤消又导致“回答”信号的撤消。

修改为：在“半互锁”异步通信方式中，“请求”信号的撤消取决于“回答”信号的来到，而“回答”信号的撤消由从设备自己决定。

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四、 简答题#

1. 某机指令字长 12 位，每个地址段 3 位，试提出一种字段分配方案，使该机指令系统能有 6 条三地址指令和 8 条二地址指令。#

参考方案： 采用扩展操作码技术，字段分配如下：

• 三地址指令（6条）：操作码为 3 位（$12 - 3 \times 3 = 3$）。 000 扩展到 101 为 6 条三地址指令操作码。 格式：OP(3位) | A1(3位) | A2(3位) | A3(3位)
• 二地址指令（8条）：利用剩余的操作码状态进行扩展。 操作码前 3 位固定为 110，后 3 位扩展（共 6 位操作码）。 110 000 扩展到 110 111 对应 8 条二地址指令操作码。 格式：OP(6位) | A2(3位) | A3(3位)

2. 分别用 NRZ-1、PE 及 FE 制记录方式记录数据序列 11001，画出写电流波形。#

(答案未在原文件中给出具体波形图)

3. 简述通道控制方式和 DMA 方式的异同。#

• 相同点： 都是能在不需要 CPU 干预下实现外设和内存间的数据交换。

• 不同点：

1. DMA 控制器是通过专门设计的硬件控制逻辑来实现对数据传递的控制，而通道具有自己的指令和程序，是一个有特殊功能的处理器。
2. DMA 仅能控制一台或几台同类设备，而通道能控制多台同类或不同类设备。

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五、 计算题 / 应用题#

题目：用补码加减交替一位除法进行 $6 \div 2$ 运算，要求写出运算过程和运算结果。#

解题要领：

首先要转化为补码表示，然后再进行列算式计算。

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六、 设计题#

1. CPU 结构如下图所示，其中有一个累加寄存器 AC、一个状态条件寄存器和其他 4 个寄存器，各部件之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。#

(1) 标明 4 个寄存器的名称。 (2) 简述指令从主存取出送到控制器的数据通路。 (3) 简述数据在运算器和主存之间进行存取访问的数据通路。

参考答案：

• (1) 寄存器名称： a 为 MDR（数据寄存器）, b 为 IR（指令寄存器）, c 为 MAR（地址寄存器）, d 为 PC（程序计数器）
• (2) 取指令的数据通路：

$$PC \to MAR \to MM \to MDR \to IR$$

• (3) 数据存取访问通路：
• 数据从主存取出的数据通路（设数据地址为 X）：

$$X \to MAR \to MM \to MDR \to ALU \to AC$$

• 数据存入主存的数据通路（设数据地址为 Y）：

$$Y \to MAR,\ AC \to MDR \to MM$$

2. 用 2K × 4 位/片的 RAM 存储器芯片设计一个 8KB 的存储器，设 CPU 的地址总线为 A12 ~ A0（低），数据总线为 D7 ~ D0（低），由线控制读写。#

(1) 该存储器需要多少片 2K × 4 位/片的存储器芯片。 (2) 请设计并画出该存储器的逻辑图。

参考答案：

• (1) 芯片数量计算： 共需 8 片。 (计算过程：容量为 $8\text{KB} = 8\text{K} \times 8\text{位}$；单个芯片为 $2\text{K} \times 4\text{位}$；则芯片数 $= (8\text{K} \div 2\text{K}) \times (8\text{位} \div 4\text{位}) = 4 \times 2 = 8$ 片)
• (2) 逻辑图： (设计逻辑：每 2 片芯片进行位扩展组成 $2\text{K} \times 8\text{位}$ 的组，共需 4 组进行字扩展。使用高位地址线进行片选译码)