《计算机组成与工作原理》第三章复习题

《计算机组成与工作原理》

第3章复习题 第一部分中央处理器

一、填空题

1、冯．诺依曼等三人在1946年提出了计算机应由 、 、存储器、输入设备和输出设备5大基本部件组成。

2、CPU的基本功能有 、 、 和 。

3、CPU的基本功能就是对 和 在时间与空间上实施正确的控制。 4、CPU由 、 和CACHE三大部分组成。

5、ALU表示 ；CU表示 ；IR表示 。 6、存储器数据寄存器简称 ；累加寄存器简称 ；程序状态字寄存器简称 。

7、运算器由 、 、 和 组成，它的主要功能是 、 。

8、控制器由 、 、 、 和 组成，它的主要功能是 、 、 。

9、CPU中的 是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果以及控制、状态信息的，它可以分为 和 两大类。 10、 又称指令计数器，用来存放正在执行的指令地址和接着要执行的下条指令地址。

11、 用来存放从存储器中取出的指令。

12、 用来保存当前CPU所访问的主存单元的地址。

13、计算机的指令是 的简称，是计算机硬件能够识别和执行的操作命令，用 编码形式表示。

14、 是一台计算机所能执行的全部指令的集合。 15、一个完善的指令系统应该具备的特性是 、 、 和 。

16、指令包括 和 ，其中前者用来表示各种不同的操作。 17、指令中用不同的代码段表示不同信息，这种代码段的划分和含义，就是指令的编码方式，又叫 。

18、有些地址信息可以在指令中明显的给出，称为 ；也可以依照某种事先的约定，用隐含的方式给出，称为 。 19、二地址指令格式为： OP A1 A2 该指令完成的操作可示意： 20、二地址指令格式为：

OP A

该指令完成的操作可示意：

21、操作码编码方案有 和 两种。编码的原则是 ， 。 22、所谓 ，指的是寻找操作数的地址或下一条将要执行的指令地址。 23、指令寻址分为 和 两种方式。 24、地址码中给出的地址称为 ，它经过运算能够得到直接访问主存的地址称为 。

25、数据寻址分为 、 、 、 、 、 、 和 八种方式。 26、一个较为完善的指令系统，指令可分为 、 、

、 、 、 、 和 八种。

27、 就计算机系统的指挥中心，它是由 、 、 和 四部件组成。

28、控制器指令部件的主要任务是 ，它包括 、 、 、 。

29、控制器时序部件包括 、 、 。 30、 是控制器的心脏，其功能是 。

31、指令周期是指 。一个指令周期划分为若干个 。最短的指令周期为两个机器周期： 和 。 32、把一个机器周期分为若干个相等的时间段，每一个时间段对应一个电位信号，称为 。节拍的宽度取决于 的时间。

33、节拍的选取一般有 、 、 、 四种方法。

34、在一个节拍内常常设置一个或几个 ，作为各种同步脉冲的来源。 35、在小型机中每个指令周期中常采用 、 、 三级时序系统。

36、时序控制方式可分为 、 、 三种。 37、联合控制方式的设计思想是

。 38、指令运行的三个阶段是 、 、 。 39、控制器的核心是 。

40、根据产生微操作控制信号的方式不同，控制器可分为 、 和 。

41、组合逻辑控制器的主要缺点是 。改进办法是采用 ，它是英国剑桥大学的 提出的。

42、 是计算机中最基本的、不可再分解的操作。 是控制计算机各部件完成某个微操作的命令，它是构成控制序列的最小单位。它们是一一对应的。 是 的控制信号， 是 的操作过程。 有兼容性和互斥性之分。

43、 是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。存放控制字的控制存储器的单元地址就称为 。 44、微指令有 和 之分。

45、微周期是指 。 46、一系列微指令的有序集合就是 。每一条机器指令都对应一个 。

47、微程序控制器包括 、 、 、 等。 48、微程序控制器的工作过程实际上就是 的过程。

49、PLA是指 。

50、 是微程序控制器的核心部件，用来存放微程序。 二、简答题

1、设某台机器有指令128种，用两种操作码编码方案。 （1）用固定长度操作码方案设计其操作码编码。 （2）如果在128种指令中常用指令有8种，使用概率为80%，其余指令使用概率为20%，采用可变长度操作码编码方案设计其编码，求出其操作码的平均长度。 2、某机器指令格式如图所示：

15 10 9 8 7 0 OP X D 图中D为形式地址，X为寻址特征位，且X=0时，不变址；X=1时，用变址寄存器X1进行变址；X=2时，用变址寄存器X2进行变址；X=3时，相对寻址。设（PC）=1234H，（X1）=0037H，（X2）=1122H，请确定下列指令的有效地址（均用十六进制表示）。 （1）4420H （2）2244H （3）1322H （4）3521H （5）6723H

第二部分存储器

一、填空题

51、提高存储器性能的重要途径是 和 。

52、按存储器在计算机系统中的作用分为 、 和 。

53、 用来存放当前计算机正在执行的程序段和数据，提高CPU执行速度。 54、 用来存放计算机运行期间所需要的程序和数据，CPU可直接随机地进行读/写访问。

55、 用来存放当前暂不参与运行的程序和数据以及一些需要永久性保存的信息。

56、按存储器的存取方式分为 、 、 和 。

57、采用半导体器件制造的存储器，主要有 和 两大类。前者存取速度快、集成度较低、功耗大、成本较高。

58、采用激光技术控制访问的存储器，一般分为 、 、 3种。

59、具有破坏性读出的存储器，每当一次读出操作之后，必须紧接一个 操作，以便恢复被破坏的信息。

60、为了解决 、 和 之间的矛盾，通常把各种不同存储容量、不同存取速度的存储器，按一定的体系结构组织起来，形成一个整体的存储系统。

61、 存储层次是为解决主存速度不足而提出来的；

存储层次是为解决主存容量不足而提出来的。

62、存储器中最小的存储单位是 ，它可以存储一个二进制代码。若干个 组成存储单元。许多个存储单元组成一个 。 63、主存的主要性能指标是 、 、 、 。

64、主存通常由 、 、 组成。

65、静态MOS存储器基于 的工作原理，只要不断电，就可以保存信息。动态MOS储存器利用 保存信息，其功耗小，集成度更高，价格更低，在主存中获得大量使用。

66、用6个MOS管子，可构成一个静态的记忆单元，存储 位二进制数信息。 67、ROM可分为 、 、 、 四种。 68、闪速存储器又叫 ，它在某些应用中可代替磁盘又称 。

69、RAM芯片通过 、 和 与外部连接。其中 是单向输入的，其数目与芯片容量有关； 是双向的，既可输入，也可输出，其数目与数据位数有关。

70、容量为2048*8的芯片，地址线有 根，数据线有 根。

71、由于采用了 技术，因此，DRAM芯片每增加一条地址线，实际上增加了两位地址，也即增加了四倍的容量。

72、地址译码方式有 、 。其中前者又称字选法，所对应的存储器是 结构的。后者又称 。它可以是位结构的，也可以是字结构的。

73、主存容量的扩展方法有 、 和 。 74、用64K*4的SRAM芯片组成64K*8的存储器，需 片芯片进行 扩展。

75、用8K*4的SRAM芯片组成64K*8的存储器，需 片芯片进行 扩展。

76、片选信号的译码方法可分为 、 和 。 77、主存与CPU的硬连接有3组连线： 、 和 。 和 是主存和CPU之间的接口。 78、CPU对主存的基本操作有 、 。前者是指将要写入的信息存入CPU所指定的存储单元中。

79、主存的速度通常以 表示，而CPU速度一般用 表示。 80、所谓 是指对一个给定的访问在建立行和列地址之后，可以访问后面3个连续的地址，而不需要额外的延迟和等待状态。

81、FPM DRAM内存条主要采用 线的SIMM封装，其存取速度一般在60—100ns左右。EDO DRAM可获得 的突发模式周期，SDRAM突发模式可达到 。

82、SDRAM普遍采用 线的 封装，速度通常以 来标定。

83、 是继SDRAM 之后的新型高速动态随机存储器。

84、 原理是设置CACHE的依据。它有 、 两个方面的含义。

85、从主存到CACHE中数据的传送是以 为单位进行的。

86、 中的内容是正在执行的程序段，或将要使用的相邻单元的指令或数据，是主存中程序的临时副本。

86、根据主存数据块在CACHE中存放方法，可分为 、 和 。

87、CACHE存储器包括三部分内容为 、 和 。

88、组相联地址映像时，规定主存分组和CACHE分组组间采用 映像，而组内字块间采用 映像。

89、CACHE的替换算法有 和 。更新策略有 和 。 90、虚拟存储器将 和 的地址空间统一编址，形成一个庞大的存储空间。91、用户编程的地址称为 或 ；实际的主存单元地址称为 或 。

92、虚拟存储器中，在主存与外存之间传送的数据单位称 或 ，而CACHE中叫 。

93、页式虚拟存储器的程序虚地址分为两个字段： 和 ；段式虚拟存储器的程序虚地址分为两个字段： 和 ；段页式虚拟存储器的程序虚地址分为三个字段： 、 和 。

94、基于现在的硬盘提升存储性能和数据安全的技术是 技术。 95、RAID全称为 ，简称为 。

96、 代表了所有RAID级别中最高的存储性能。 提供最高的数据安全保障。两者组合形式称为 。

97、纠错海明码磁盘阵列简称 。RAID3全称为 。

98、无独立校验盘的奇偶校验磁盘阵列简称 。 99、页表是一张存放在主存中的 和 的对照表。段表是 和 关系的对照表。 100、RAID6全称 。RAID4全称 。 二、简答题

1、用4K*8的芯片构成16K*32的存储器。 （1）需几片4K*8的芯片？如何进行扩展？ （2）画出逻辑图。

（3）写出各组芯片的地址范围。 2、简述CPU对主存的读/写操作。 3、简述主存与辅存的优缺点。 4、简述CACHE与虚存的主要区别。

5、画出段页式虚存的虚——实地址的变换图。 6、简述RAID5。

第三部分总线系统

一、填空题 101、

是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，地址、数据以及控

制信息都是通过它在计算机的各部件之间传送的。它具有 的特点。 102、总线互连结构方式主要有 、 和 结构。 103、使用一条单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备，叫做 结构。在此基础上增加一组高速的 ，就是双总线结构。在双总线结构的基础上增加 形成三总线结构。

104、总线结构对计算机系统性能的影响有 、 和 。

105、计算机系统的 是指流入、处理和流出系统的信息的速率。 106、信息的传输有 、 和 三种方式。其中 只需要一根传输线，且采用 传送方式，它适合长距离传输； 需要多根数据线，每一个数据位用要根传输线传送，且采用 传送方式； 不同的信号在不同的时间段中轮流地向总线的同一条（组）信号线上发出。

107、总线操作时序方式主要有 、 和 。

108、 方式是指发送和接收双方完全根据自身的工作速度和距离的远近来确定总线传送的步调。

109、总线仲裁的依据是 和 。仲裁的方式按总线电路的位置不同，可分为 和 。

110、集中式仲裁可分为 、 和 。 111、分布式仲裁是以 仲裁策略为基础的。

112、集中式仲裁中每个功能模块有两条线连到中央仲裁器，一条是 ，另一条是 。

113、按总线连接的部件分为 、 和 。其中 和 是采用并行传送的。

114、按总线传送方向分为 和 。

115、系统总线由 、 、 和 组成。

116、 总线标准是IBM公司1984年为PC/AT机而建立的系统总线，所以也叫 总线。它有 引脚。 117、 总线是当前最流行的总线之一，它是由INTEL公司推出的一种局部总线。 118、AGP是 。

119、 采用了目前业内流行的点对点串行连接，而且支持热插拔。 120、 总线是1998年由COMPAQ等9家公司联合推出的总线标准。 二、简答题

1、简述链式查询方式的优缺点。

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