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组成原理试题
名词解释题：
1．主机：由CPU、存储器与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。
　　2．CPU：中央处理器，是计算机的核心部件，由运算器和控制器构成。
　　3．运算器：计算机中完成运算功能的部件，由ALU和寄存器构成。
　　4．ALU：算术逻辑运算单元，负责执行各种算术运算和逻辑运算。
　　14．存储器：计算机中存储程序和数据的部件，分为内存和外存。
　　15．总线：计算机中连接功能单元的公共线路，是一束信号线的集合，包括数据总线．地址总线和控制总线。
　　23．主存：一般采用半导体存储器件实现，速度较高．成本高且当电源断开时存储器的内容会丢失。
　　24．辅存：一般通过输入输出部件连接到主存储器的外围设备，成本低，存储时间长。
1．RAM：随机访问存储器，能够快速方便的访问地址中的内容，访问的速度与存储位置无关。
　　2．ROM：只读存储器，一种只能读取数据不能写入数据的存储器。
　　3．SRAM：静态随机访问存储器，采用双稳态电路存储信息。
　　4．DRAM：动态随机访问存储器，利用电容电荷存储信息。
6．PROM：可编程的ROM，可以被用户编程一次。
　　7．EPROM：可擦写可编程的ROM，可以被用户编程多次。靠紫外线激发浮置栅上的电荷以达到擦除的目的。
　　8．EEPROM：电可擦写可编程的ROM，能够用电子的方法擦除其中的内容。
　　9．SDRAM：同步型动态随机访问存储器，在系统时钟控制下进行数据的读写。
　　10．快闪存储器：一种非挥发性存储器，与EEPROM类似，能够用电子的方法擦除其中的内容。
　　21．RISC：精简指令系统计算机，即指令系统中的指令数量少，且指令功能相对简单。
　　22．CISC：复杂指令系统计算机，即指令系统中的指令数量多，且指令功能相对较强。
　　23．堆栈：数据的写入写出不需要地址，按先进后出的顺序读取数据的存储区。
1．指令周期：从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间。
　　2．机器周期：指令执行中每一步操作所需的时间。
　　8．微操作：在微程序控制器中，执行部件接受微指令后所进行的操作。
　　9．微地址：微每时令在控制存储器中的存储地址。
　　12、总线周期：是主设备占用总线的时间。
　　21、串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）
　　22、并行传输：每个数据位都需要单独一条传输线，所有的数据位同时进行传输。（在采用并行传输方式的总线中，除了有传输数据的线路外，还可以具有传输地址和控制信号的线路，地址线用于选择存储单元和设备，控制线用于传递操作信号）
　　25、总线：一组可由多个部件分时共享的信息传输线。
二、填空题：
18．构成中央处理器的两大部件是运算器和控制器。
2.一般说，由于各指令功能的不同，它们的指令周期有长有短，不一定相同。
19．在微程序控制器中，控制存储器由　只读存储器构成，用于存放 微程序　。
三、选择题：
1.采用直接寻址方式，则操作数在（A）中。
　　A．主存B．寄存器C．直接存取存储器D．光盘
9．有静态RAM与动态RAM可供选择，在构成大容量主存时，一般就选择　动态RAM。
高速缓冲存储器 Cache 一般采取（A）。
　　A．随机存取方式B．顺序存取方式　　C．半顺序存取方式　D．只读不写方式
2.存储器的随机访问方式是指（D）。
　 A．可随意访问存储器 B．按随机文件访问存储器 C．可对存储器进行读出与写入
　 D．可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关
　2．若x=1011,则[x]补=(A)。
　　A．01011B．1011C．0101D．10101
3　编码方式 最小值编码 最小值 最大值编码 最大值 数值范围
　　n+1位无符号定点整数 000…000 0 111…111 2n+1-1 0≤x≤2n+1-1
　　n+1位无符号定点小数 0.00…000 0 0.11…111 1-2-n 0≤x≤1-2-n
　　n+1位定点整数原码 1111…111 -2n+1 0111…111 2n-1 -2n+1≤x≤2n-1
　　n+1位点定小数原码 1.111…111 -1+2-n 0.111…111 1-2-n -1+2-n≤x≤1-2-n
　　n+1位定点整数补码 1000…000 -2n 0111…111 2n-1 -2n≤x≤2n-1
　　n+1位点定小数补码 1.000…000 -1 0.111…111 1-2-n -1≤x≤1-2-n
　　n+1位定点整数反码 1000…000 -2n+1 0111…111 2n-1 -2n+1≤x≤2n-1
　　n+1位点定小数反码 1.000…000 -1+2-n 0.111…111 1-2-n -1+2-n≤x≤1-2-n
　　n+1位定点整数移码 0000…000 -2n 1111…111 2n-1 -2n≤x≤2n-1
5．若采用双符号位，则发生正溢的特征是：双符号位为（B）。
　　A．00 B．01 C．10 D．11
12．加法器中每一位的进位生成信号 g 为（B）。
　　A．xi+yiB．xiyiC．xiyiciD．xi+yi+ci
10．多位二进制加法器中每一位的进位传播信号 p 为（A）。
　　A．xi+yiB．xiyiC．xi+yi+ciD．xiyici
4．若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为01，则（B）。
　　A．产生了负溢出（下溢） B．产生了正溢出（上溢）
　　C．结果正确，为正数 D．结果正确，为负数
在原码一位乘中，当乘数Yi为1时，（B）。
　　A．被乘数连同符号位与原部分积相加后，右移一位
　　B．被乘数绝对值与原部分积相加后，右移一位
　　C．被乘数连同符号位右移一位后，再与原部分积相加
　　D．被乘数绝对值右移一位后，再与原部分积相加
7．原码乘法是（A）。
　　A．先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理
　　B．用原码表示操作数，然后直接相乘
　　C．被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘
　　D．乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘
8．原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此（C）。
　　A．不存在恢复余数的操作
　　B．当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作
　　C．仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作
　　D．当某一步余数为负时，做恢复余数的操作
5．动态半导体存储器的特点是（C）。
　　A．在工作中存储器内容会产生变化
　　B．每次读出后，需要根据原存内容重新写入一遍
　　C．每隔一定时间，需要根据原存内容重新写入一遍
　　D．在工作中需要动态地改变访存地址
　3．假设寄存器 R 中的数值为 200 ，主存地址为 200 和 300 的地址单元中存效的内容分别是 300 和 400 ，则什么方式下访问到的操作数为 200（D）。
　　A．直接寻址 200　B．寄存器间接寻址（R）C．存储器间接寻址（200）　D．寄存器寻址 R
　　　　　【分析】：直接寻址200的操作数为300,寄存器间接寻址(R)的操作数300,存储器间接寻址（200）的操作数为400，寄存器寻址R的操作数为200。
　5．单地址指令（D）。
　　A．只能对单操作数进行加工处理　B．只能对双操作数进行加工处理　　C．无处理双操作数的功能
　　D．既能对单操作数进行加工处理，也能在隐含约定另一操作数（或地址）时，对双操作数进行运算
9．在存储器堆栈中，若栈底地址为A，SP指针初值为A-1，当堆栈采用从地址小的位置向地址大的位置生成时，弹出操作应是（A）。
　　A．先从堆栈取出数据，然后SP指针减1
　　B．先从堆栈取出数据，然后SP指针加1
　　C．SP指针先加1，然后从堆栈取出数据
　　D．SP指针先减1，然后从堆栈取出数据
【分析】：堆栈是按特定顺序进行访问的存储区，其访问方式是后进先出，即先存入的数据后读出。对堆栈的访问由堆栈指针寄存器SP控制，当堆栈采用从地址小的位置向地址大的位置生成时，入栈操作是SP指针先加1，然后将数据存入堆栈，从堆栈取出弹出操作是先从堆栈取出数据，然后SP指针减1。
4．在取指周期中，是按照（D）的内容访问主存，以读取指令。
　　A．指令寄存器IR　　B．程序状态寄存器PS　C．存储器数据寄存器MDR　D．程序计数器PC
10．微程序存放在（C　）。
　　A．主存中B．堆栈中C．只读存储器中D．磁盘中
7．下列说法中，合理的是（C）。
　　A．执行各条指令的机器周期数相同，各机器周期的长度均匀
　　B．执行各条指令的机器周期数相同，各机器周期的长度可变
　　C．执行各条指令的机器周期数可变，各机器周期的长度均匀
　　D．执行各条指令的机器周期数可变，各机器周期的长度可变
　　【分析】：机器周期是指令执行中每一步操作所需要的时间，一般以CPU中完成一个运算操作所需的时间作为机器周期的基本时间，其长度是均匀的，而各种指令的功能不同，因而各指令执行时所需的机器周期数是可变的。
10．微地址是指微指令（D）。
　　A．在主存的存储位置　B．在堆栈的存储位置　　C．在磁盘的存储位置　　D．在控制存储器的存储位置
　　【分析】：微程序控制的基本思想是：把指令执行所需要的所有控制信号存放在控制存储器中，需要时从这个存储器中读取，即把操作控制信号编成微指令，存放在控制存储器中。一条机器指令的功能通常用许多条微指令组成的序列来实现，这个微指令序列称为微程序。微指令在控制存储器中的存储位置称为微地址。
5．在微程序控制中，把操作控制信号编成（A）。
　　A．微指令B．微地址C．操作码D．程序
　　【分析】：微程序控制的基本思想是：把指令执行所需要的所有控制信号存放在控制存储器中，需要时从这个存储器中读取，即把操作控制信号编成微指令，存放在控制存储器中。一条机器指令的功能通常用许多条微指令组
6．从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为（D）。
　　A．时钟周期B．机器周期　C．工作周期D．指令周期
　　　【分析】：指令周期：从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间。机器周期：指令执行中每一步操作所需的时间，又称CPU周期。时钟周期：计算机主频周期。
11．通常，微指令的周期对应一个（C）。
　　A．指令周期B．主频周期　　C．机器周期D．工作周期
【分析】：指令周期：从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间。机器周期：指令执行中每一步操作所需的时间，又称CPU周期。时钟周期：计算机主频周期。微指令周期等于读出一条微指令加上执行该微指令的所需时间。通常微指令周期与指令的机器周期相等。
9．在总线上，同一时刻（A）。
　　A．只能有一个主设备控制总线传输操作
　　B．只能有一个从设备控制总线传输操作
　　C．只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作
　　D．可以有多个主设备控制总线传输操作
　　【分析】：总线上的设备要控制总线必须先获得总线的控制权，获得总线控制权的设备称为主设备，被主设备访问的设备称为从设备。在总线上信息的传输由主设备启动，一条总线上可以有多个设备能成为主设备，但在同一时刻只能有一个主设备控制总线的传输操作。
四、改错题：
9．单总线结构系统是指：各大功能部件之间用一根信号线连接。
　　【答案】：单总线结构系统是指各寄存器及ALU之间的数据通路只用一条总线构成。
2．CPU只是计算机的控制器。
　　【答案】：CPU是由控制器和运算器组成的。
21．硬连线方式是用时序电路产生时间控制信号，用存储逻辑电路实现各种控制功能。
　　【答案】：硬连线方式是用时序电路产生时间控制信号，用组合逻辑电路实现各种控制功能。
21．在一条微指令中，顺序控制部分的作用是发出指挥全机工作的控制信号。
　　【答案】：在一条微指令中，顺序控制部分的作用是产生后继微指令的地址。
五、简答题
29．若存储器堆栈是按向低地址生长方式生成的，那么压栈和弹出操作的具体过程是什么？
　　压栈操作过程：先移动栈顶指针：（SP）-1→SP；　后压入数据：数据→（SP）
　　弹出操作过程：先弹出数据：（（SP））→寄存器；　后动栈顶指针：（SP）+l→SP
4．在CPU中，哪些寄存器属于控制用的指令部件？它们各起什么作用？（5分）
　　（1）程序计数器PC，提供取指地址，从而控制程序执行顺序。
　　（2）指令寄存器IR，存放现行指令，作为产生各种微操作命令的基本逻辑依据。
　　（3）程序状态寄存器PS，记录程序运行结果的某些特征标志，或用来设置程序运行方式与优先级，参与形成某些微操作命令。
1．硬连线控制器如何产生微命令？产生微命令的主要条件是哪些？
　　　硬连线控制器依靠组合逻辑电路产生命令；（1分）
　　组合逻辑电路的输入是产生微命令的条件，主要有：① 指令代码；② 时序信号；③ 程序状态信息与标志位；④ 外部请求信号。（4分）
3．微程序控制器怎么产生操作控制信号，这种控制器有何优缺点？
　　操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。
　　优点：规整、易于修改和扩展。
　　缺点：速度较慢。
26．当读取并执行一条指令时，控制器的主要功能是什么？
　　① 从主存取指令，并计算下一条指令在主存中的地址；
　　② 对指令进行译码，产生相应的操作控制信号；
　　③ 控制指令执行的步骤和数据流动的方向。
28．与硬连线控制器相比，微程序控制器有哪些优缺点？
与硬连线控制器相比，微程序控制器的优点是设计规整、易于修改和扩展。缺点是比硬连线控制器速度慢。
28．硬连线控制器主要由哪几部分构成？它是如何产生控制信号的？
　　【答案】：硬连线控制器主要由时钟源、环形脉冲发生器、控制信号编码器电路和指令译码器电路构成。硬连线控制器采用组合逻辑与时钟信号结合的方式产生控制信号。
7．在微程序控制中，一个节拍中所需要的一组微命令，被编成一条微指令　。
　　【分析】：控制部件通过控制总线向执行部件发出的控制命令称为微命令，它是计算机中最基本的、不可再分的命令单元。在一个节拍中，一组实现一定功能的微命令的组合构成一条微指令。
六、计算题
1．（10分）以单总线的CPU数据通路结构为背景，拟出加法指令ADD R3,R1,R2的指令流程。本指令功能是将R1和R2中的数相加，结果送入R3。教材P122原题
　　PC→MAR　PC+1→PC　DBUS→MDR，MDR→IR　　R1→Y　　R2+Y→Z　　Z→R3