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计算机组成原理期末考试

计算机组成原理期末考试(计算机专业大学生应该在大学四年踏实学哪些东西)

admin admin 发表于2023-02-18 09:13:37 浏览51 评论0

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计算机专业大学生应该在大学四年踏实学哪些东西

很多同学最近刚踏入大学校园,对学校内的一切都还很新鲜。有些人啊,刚开始就被大学内的平和繁华蒙蔽了双眼,导致大学四年内碌碌无为,最后找一份平凡的工作继续混日子。嗯,说得就是我自己。

那么,学习计算机专业,四年内做什么才能不辜负这最美好的四年呢?

一、学好基础课程

马克思他老人家有句话:经济基础决定上层建筑。其实何止是经济,任何事物都是基础决定上层。在大学里,平时的基础课程、公开课、大课能够为你打下一个良好坚固的基础,所以千万不要为了什么学生会、部门活动、恋爱什么的缺课,除非你能课后自学,否则只会捡芝麻丢西瓜。

不夸张地说,大学里掌握的计算机课程知识,很大程度上决定了你以后工作位置的上升空间。所以同学们一定要对课程重视起来,不要轻视平时的课程。

二、处理好和导师的关系

很多同学啊,好容易从农村考上大学,对沟通和人际关系一窍不通,也不想考虑这些东西。其实这是大错特错的。这里说的处理关系,不是说送礼交易这种比较负面的关系,而是正常的交流沟通。

有同学问不会沟通怎么办呢?那就学着沟通呗!看一看沟通学课程,向班里沟通好的同学学一学,多说几句话,问问导师需要帮什么忙,不难。

和导师多沟通,不仅能帮你解决学习上的问题,还能为以后的工作和科研铺路。就算你不考虑以后的道路,让导师在期末考试的时候顺手给你个好成绩不香吗?

三、千万不要混日子

人生是公平的,你今天混一天,明天就辛苦十几天。我知道,很多同学在中专、大专,学习氛围并不好,要努力上进是有些奢求。但是,学好基础课程不难吧?不因为娱乐放弃学习不难吧?不躺在宿舍不难吧?

很多同学家在农村,可能从来没享受过这样的条件,于是就沉沦在里面出不来了。同学们可千万不要因为一时的安逸,而放弃了学习。

在大学,同学们一定要有一个根本性的目标:我是来学习充实自己的,我未来是要用技术赚钱的。我们在大学,一定要时刻记得这个目标,根据这个目标来安排自己的生活。

四、多看看招聘网站

学校老师讲的所有关于就业的问题,都是基于学校的立场来说的,这一点同学们要意识到。要了解到第一手的就业情况,请同学们打开任意一个招聘网站,搜索你这个专业的工程师,看看前几个工作是什么薪资、需要达到什么水平、需要哪几个证,有了第一手的资料,相信你就明白你应该干什么了。

最后祝同学们都能够在大学里如鱼得水,收获满满的知识和技术,赢得自己想要的offer。

大学上课没听过课,考试周学完所有课程,这是什么感受

这种现象很普遍,很多大学生考试都是只求及格,多一分浪费。但这样并不能学到多少有用的东西,所以现在好多大学生毕业找不到工作,最主要的原因还是在校没学到本事。所以你怎样对待生活,生活就怎样对你,只有努力才是上策。

软件工程专业和计算机专业哪一个更适合毕业后做程序猿

我是计算机系计算机科学与技术专业的,当然我们系里也有软件工程专业,其实这两个专业95%的课程是一样的,几乎可以看成是相同的专业,不存在有一个专业不会另外一个专业课程的现象。另外计算机硬件与这两个专业关系都不大。

求一套计算机组成原理的试题(科学出版社)


一、单项选择题(本大题共20题,每题2 分,共40分)
1、计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程,但从系统结构上来看,至今绝大多数计算机仍属于______型计算机。
A、实时处理 B、智能化 C、并行 D、冯.诺依曼
2、至今为止,计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的主要原因是 。
A、节约元件 B、运算速度快
C、物理器件性能所致 D、信息处理方便
3.一个8位的二进制整数,采用补码表示,且由3个“1”和5个“0”组成,则最小值为______。
A.-127 B.-32 C.-125 D.-3
4、下列数中最小的数是______。
A.(100101)2 B.(50)8 C.(100010)BCD D.(625)16
5、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过______来实现。
A、原码运算的二进制减法器 B、补码运算的二进制减法器
C、补码运算的十进制加法器 D、补码运算的二进制加法器
6、 在定点运算器中,无论采用双符号位还是单符号位,必须有______,它一般用______来实现。
A、译码电路,与非门 B、编码电路,或非门
C、溢出判断电路,异或门 D、移位电路,与或非门
7、常用的虚拟存储系统由______两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表石存储器。
A.cache—主存 B.主存—辅存 C.cache—辅存 D.通用寄存器—主存
8、某计算机字长16位,存储器容量64KB,若按字编址,那么它的寻址范围是________
A、64K B、32K C、64KB D、32KB
9、双端口存储器________情况下会发生读/写冲突。
A、左端口与右端口地址码不同 B、左端口与右端口地址码相同
C、左端口与右端口数据码不同 D、左端口与右端口数据码相同
10、某DRAM芯片,其存储容量为512K×8位,该芯片的地址线和数据线数目为________
A、8,512 B、512,8 C、18,8 D、19,8
11、指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是__________。
A、实现存储程序和程序控制
B、缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性
C、可以直接访问外存
D、提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
12、周期挪用方式常用于______方式的输入/输出中。
A DMA B 中断 C 程序传送 D 通道
13、同步控制方式是__________。
A、只适用于CPU控制的方式 B、只适用于外设控制的方式
C、由统一时序信号控制的方式 D、所有指令执行时间都相同的方式
14、在单级中断系统中,CPU一旦响应中断,则立即关闭______标志,以防本次中断服
务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。
A、 中断允许 B、 中断请求 C 、 中断屏蔽 D、 中断保护
15、计算机的外围设备是指______。
A、输入/输出设备 B、外存储器
C、远程通信设备 D、除了CPU和内存以外的其它设备
16、以下四种类型指令中,执行时间最长的是______。
A、RR型指令 B、RS型指令 C、SS型指令 D、程序控制指令
17、在多级存储体系中,“cache—主存”结构的作用是解决______的问题。
A、主存容量不足 B、主存与辅存速度不匹配
C、辅存与CPU速度不匹配 D、主存与CPU速度不匹配
18、微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是______。
A、每一条机器指令由一条微指令来执行
B、每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行
C、每一条机器指令组成的程序可由一条微指令来执行
D、一条微指令由若干条机器指令组成
19、在单机系统中,三总线结构的计算及总线系统由______组成。
A、系统总线、存储总线和I/O总线
B、数据总线、地址总线和控制总线
C、系统总线、内部总线和I/O总线
D、ISA总线、VESA总线和PCI总线
20、为了便于实现多级中断,保存现场信息最有效的方法是采用________。
A、通用寄存器 B、堆栈 C、储存器 D、外存
二、填空题(本大题共5题,每空1分,共10分)
1、在计算机术语中,将运算器和控制器合在一起称为 ______。
2、计算机系统中的存储器分为______和______。在CPU执行程序时,必须将指令存放在______中。
3、微程序控制器主要由______,微指令寄存器和______三大部分组成。。
4、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,必须制订定时协议通常采用______定时和______定时两种方式。
5、每一种外设都是在它自己的设备控制下进行工作,而设备控制器则通过. ______和______相连并受其控制。
三、简答题(本大题共6题,每题3分,共18分)
1、简述存储访问的局部性原理。
2、简述多体交叉存储器的地址安排方式。
3、简述cache的地址映射方法。
4、指令格式如下所示,OP为操作码字段,试分析指令格式特点。
31 26 22 18 17 16 15 0
OP ———— 源寄存器 变址寄存器 偏移量
5、什么是总线仲裁,总线仲裁的分类?
6、外围设备的输入输出方式
四、计算题(本大题共3题,每题4分,共12分)
1、用补码运算方法求x+y=?
(1)x=0.1010,y=0.1100
(2)x=-0.0100,y=0.1001
2、某机字长32位,定位表示,尾数31位,数符1位,问:
(1)定点原码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?
(2)定点原码小数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?
3、某磁盘存储器转速为3000转/分,共有4个记录面,每道记录信息为12288B,最小磁道直径为230mm,共有275道,问
(1)磁盘存储器的存储容量是多少?
(2)磁盘数据传输率是多少?
五、应用题(本大题共2题,每题10分,共20分)
1、用512K*16位的FLASH存储器芯片组成一个2M*32的半导体只读存储器,试问:
1)数据寄存器多少位?
2)地址寄存器多少位?
3)共需要多少个这样的器件?
4)画出此存储器的组成框图.
2、、已知某机采用微程序控制方式,其控制存储器容量为512×48(位),微程序在整个控制存储器中实现转移,可控制的条件共4个,微指令采用水平型格式,后继微指令地址采用断定方式,如图所示:
微命令字段 判别测试字段 下地址字段
←操作控制→ ←—————— 顺序控制 ————————→
(1) 微指令中的三个字段分别应多少位?
(2) 画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。

急求计算机组成原理考试答案



1.逻辑运算设备,通用寄存器,地址寄存器MAR,数据寄存器MDR,指令寄存器IR,PSW寄存器,SP寄存器,PC,数据总线,地址总线!
2.高速缓冲CACHE,介于寄存器和主存储器之间,存取速度十分快,用于缓解CPU和主存之间的同步问题。
3.设置数据总线的接口,与地址总线的接口,用于主机和外部设备之间的信息交流.
4.因为基本上任何命令都有取指令这一个过程,取指令主要完成两个操作分别是M-IR,PC+1-PC.
意思是将指令送到指令寄存器。程序计数器加1.
五.
x+y=11.1000
x-y=负溢

计算机组成原理 本科生期末试卷1~5选择填空答案


CPU 内部采用总线连接方式,B、C、Y、Z 均为寄存器,与总线的连接如图 2 所示。请写出指令 SUB B, @C 在指令周期所需的全部微操作,并指出哪些控制信号有效。(说明:指令 SUB B,@C 执行的操作是 (B)-((C))→B, @表示间接寻址)

谁有计算机组成原理期末考试试题啊,帮帮忙吧,谢谢!


计算机组成原理试题
一、选择题(共20分,每题1分)
1.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址,它的操作数来自____C__。
A.立即数和栈顶;
B.暂存器;
C.栈顶和次栈顶;
D.累加器。
2.___C___可区分存储单元中存放的是指令还是数据。
A.存储器;
B.运算器;
C.控制器;
D.用户。
3.所谓三总线结构的计算机是指_B_____。
A.地址线、数据线和控制线三组传输线。
B.I/O总线、主存总统和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.设备总线、主存总线和控制总线三组传输线.。
4.某计算机字长是32位,它的存储容量是256KB,按字编址,它的寻址范围是_____B_。
A.128K;
B.64K;
C.64KB;
D.128KB。
5.主机与设备传送数据时,采用___A___,主机与设备是串行工作的。
A.程序查询方式;
B.中断方式;
C.DMA方式;
D.通道。
6.在整数定点机中,下述第___B___种说法是正确的­。
A.原码和反码不能表示 -1,补码可以表示 -1;
B.三种机器数均可表示 -1;
C.三种机器数均可表示 -1,且三种机器数的表示范围相同;
D.三种机器数均不可表示 -1。
7.变址寻址方式中,操作数的有效地址是___C___。
A.基址寄存器内容加上形式地址(位移量);
B.程序计数器内容加上形式地址;
C.变址寄存器内容加上形式地址;
D.以上都不对。
8.向量中断是___C___。
A.外设提出中断;
B.由硬件形成中断服务程序入口地址;
C.由硬件形成向量地址,再由向量地址找到中断服务程序入口地址
D.以上都不对。
9.一个节拍信号的宽度是指_____C_。
A.指令周期;
B.机器周期;
C.时钟周期;
D.存储周期。
10.将微程序存储在EPROM中的控制器是____A__控制器。
A.静态微程序;
B.毫微程序;
C.动态微程序;
D.微程序。
11.隐指令是指___D___。
A.操作数隐含在操作码中的指令;
B.在一个机器周期里完成全部操作的指令;
C.指令系统中已有的指令;
D.指令系统中没有的指令。
12.当用一个16位的二进制数表示浮点数时,下列方案中第____B_种最好。
A.阶码取4位(含阶符1位),尾数取12位(含数符1位);
B.阶码取5位(含阶符1位),尾数取11位(含数符1 位);
C.阶码取8位(含阶符1位),尾数取8位(含数符1位);
D.阶码取6位(含阶符1位),尾数取12位(含数符1位)。
13.DMA方式__B____。
A.既然能用于高速外围设备的信息传送,也就能代替中断方式;
B.不能取代中断方式;
C.也能向CPU请求中断处理数据传送;
D.内无中断机制。
14.在中断周期中,由____D__将允许中断触发器置“0”。
A.关中断指令;
B.机器指令;
C.开中断指令;
D.中断隐指令。
15.在单总线结构的CPU中,连接在总线上的多个部件__B____。
A.某一时刻只有一个可以向总线发送数据,并且只有一个可以从总线接收数据;
B.某一时刻只有一个可以向总线发送数据,但可以有多个同时从总线接收数据;
C.可以有多个同时向总线发送数据,并且可以有多个同时从总线接收数据;
D.可以有多个同时向总线发送数据,但可以有一个同时从总线接收数据。
16.三种集中式总线控制中,___A___方式对电路故障最敏感。
A.链式查询;
B.计数器定时查询;
C.独立请求;
D.以上都不对。
17.一个16K×8位的存储器,其地址线和数据线的总和是__D____。
A.48;
B.46;
C.17;
D.22.
18.在间址周期中,__C____。
A.所有指令的间址操作都是相同的;
B.凡是存储器间接寻址的指令,它们的操作都是相同的;
C.对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令,它们的操作是不同的;
D.以上都不对。
19.下述说法中____B__是正确的。
A.EPROM是可改写的,因而也是随机存储器的一种;
B.EPROM是可改写的,但它不能用作为随机存储器用;
C.EPROM只能改写一次,故不能作为随机存储器用;
D.EPROM是可改写的,但它能用作为随机存储器用。
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。
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= ,B= ,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)。
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)
(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)
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。
七、设计题(10分)
设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用 作访存控制信号(低电平有效),用 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。
(1)主存地址空间分配:
6000H~67FFH为系统程序区;
6800H~6BFFH为用户程序区。
答:(1)主存地址空间分配。(2分)
A15 … A11 … A7 … … A0
最大4K 2K×8位ROM 2片
相邻4K 4K×4位RAM 2片
最小16K 8K×8位RAM 2片
(2)合理选用上述存储芯片,说明各选几片?
2)根据主存地址空间分配
最大4K地址空间为系统程序区,选用2片2K×8位ROM芯片;(1分)
相邻的4K地址空间为系统程序工作区,选用2片4K×4位RAM芯片;(1分)
最小16K地址空间为用户程序区,选用2片8K×8位RAM芯片。(1分)
(3)详细画出存储芯片的片选逻辑图。
答案:

一、选择题(共20分,每题1分)
1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.B 7.C
8.C 9.C 10.A 11.D 12.B 13.B 14.D
15.B 16.A 17.D 18.C 19.B 20.C
二、填空(共20分,每空1分)
1.A.A.2127(1-2-23) B.2-129 C.2-128(-2-1-2-23) D.-2127
2.A. 顺序 B.程序计数器 C.跳跃 D. 指令本身
3.A.90ns B.280ns
4.A.A.增加 B.加1
5.A.地址 B.数据 C.模m D.m
6.A.保护现场 B.开中断 C.设备服务 D.恢复现场
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。
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、(共5分)
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.(4分)答:
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.(6分,每写出一种给1分,最多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)。
4.(5分)答:
(1)根据IR和MDR均为16位,且采用单字长指令,得出指令字长16位。根据105种操作,取操作码7位。因允许直接寻址和间接寻址,且有变址寄存器和基址寄存器,因此取2位寻址特征,能反映四种寻址方式。最后得指令格式为:
7
2
7
OP
M
AD
其中 OP 操作码,可完成105种操作;
M 寻址特征,可反映四种寻址方式;
AD形式地址。
这种格式指令可直接寻址27 = 128,一次间址的寻址范围是216 = 65536。
(2)双字长指令格式如下:
7
2
7
OP
M
AD1
AD2
其中 OP、M的含义同上;
AD1∥AD2为23位形式地址。
这种格式指令可直接寻址的范围为223 = 8M。
(3)容量为8MB的存储器,MDR为16位,即对应4M×16位的存储器。可采用双字长指令,直接访问4M存储空间,此时MAR取22位;也可采用单字长指令,但RX和RB取22位,用变址或基址寻址访问4M存储空间。
六、 (共15分)问答题
1.(8分)答:
(1)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)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.(7分)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。
七、设计题(共10分)
答:
(1)主存地址空间分配。(2分)
A15 … A11 … A7 … … A0
最大4K 2K×8位ROM 2片
相邻4K 4K×4位RAM 2片
最小16K 8K×8位RAM 2片(2)根据主存地址空间分配
最大4K地址空间为系统程序区,选用2片2K×8位ROM芯片;(1分)
相邻的4K地址空间为系统程序工作区,选用2片4K×4位RAM芯片;(1分)
最小16K地址空间为用户程序区,选用2片8K×8位RAM芯片。(1分)
(3)存储芯片的片选逻辑图(5分)