扬州大学计算机硬件期末复习资料整理(含答案)

二、填空题（每空1分，共10题）

1、存储器中可容纳的信息数量，称为存储器的容量。

2、将一个十进制的整数转换成二进制数，可用除二取整的方法进行。

3、地址译码器的输入信息来自CPU的地址寄存器。

4、计算机的工作是按照指令进行的。

5、硬连线方式是用一个时序电路产生时间控制信号，采用组合逻辑电路实现各种控

制功能，因此又称为组合逻辑型控制电路。

6、衡量并行传输总线的指标通常是总线的传输带宽，即每秒钟传输的数据字节数。

7、光磁盘上利用磁记录原理存储数据。

8、统—编址法就是存储器地址映射外设的输入输出方法。

9、位是数据的最小表示单位。

10、控制总线用于传送控制器发出的各种控制信号。

11、在运算器中存放临时数据的部件被称为寄存器。

12、计算机是在程序的控制下进行工作的。

13、在计算机的CPU与存储器及输入输出设备之间传递的数据序列被称为数据流。

14、将一个十进制的纯小数转换成二进制数，可用乘二取整的方法进行。

15、汉字内码中两个字节的最高位均为 1 。

16、连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间通常称为存储周期

17、计算机指令是计算机硬件能够识别并直接执行的操作命令，又称为机器指令。

18、如果多个数据寄存器都具有累加器等功能时，就称之为通用寄存器。

19、衡量总线性能的一个重要指标是总线的数据传输速率。

20、磁盘存储器中磁记录介质是利用磁滞回归线特征，将数据记录在磁性物体的表面。

三、名词解释（每题3分，共5题）

1、主机：通常我们把控制器、运算器、存储器和输入输出接口称为主机。

2、RAM：随机读写存储器，常规下可读可写，掉电后信息丢失，访问时间与单元物理位置无关。

3、寻址方式：在存储器中，当操作数或指令字写入或读出采用地址指令方式时，形成操作数或指令地址的方式。

4、指令周期：从一条指令启动到下一条指令启动的时间间隔。

5、总线：它是计算机中连接各个功能部件的纽带，是各部件之间进行信息传输的公共线路。

6、ALU ：算术逻辑运算单元，它是构成运算器的主要部件，它负责完成算术运算和逻辑运算。

7、写回法：即写Cache 时不写主存，当Cache 数据被替换出去时，才写回主存。在写回法中，Cache 中的数据和主存中的数据不一致。

8、机器周期：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。

9、条件转移：根据计算机中的状态决定是否转移或转移方向，从而改变程序原来执行的顺序。

10、波特率：每秒钟通过信道传输的码元数。

四、简答题（每题5分，共5题）

1、简述机器指令与微指令的关系。

（1）一条指令对应一个微程序

（2）微指令从控制存储器中读取，指令从主存储器中读取

（3）每个机器周期对应一条微指令执行周期

2、什么是下溢?出现下溢后如何处理？

当两个数运算的结果小于机器所能表示的最小负数，称为下溢。

若定点数发生下溢，则给出溢出标志，若浮点数的阶码下溢，则要置运算结果为浮点形式的机器0

3、什么是多体交叉编址？

这种编址的方法是主存的DK 位确定一个模块（共有2k

个模块），高M 位指定该块内的地址，连续的几个地址（即存储单元）依次分布在几个连续的模块内，而不是在同一模块中，故称为多体交叉编制，因为是在2k 个模块上交叉编制，又称为模2k 交叉编制，这样CPU 要访问主存的几个连续的地址，可使这几个模块同时工作，使整个主存的平均利用率得到提高。

4、什么是指令格式?计算机指令为什么有一定的格式？

指令格式是指指令中编码字段的个数，各个字段的位数和各个字段的编码方式，以便于对指令进行译码，指令译码器需要对指令的操作码字段进行分析，才能知道指令的功能，同时还需要对指令的各个地址码字段进行划分。

5、中央处理器有哪些基本功能?有哪些基本部件构成?

（1）指令控制：即对程序运行顺序进行控制

（2）操作控制：即指令内操作步骤的控制

（3）数据运算：即对数据进行算术运算和逻辑运算

（4）异常处理和中断处理

部件：程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、数据寄存器（DR）、地址寄存器（AR）、程序状态字（PSW）。

6、计算机的存储器为什么有内存与外存之分？

计算机存储器分为内存和外存主要是从价格和速度上考虑的结果。

在存储介质中，半导体存储介质的存储密度高，信息的存储速度快，但存储成本也高，在电源断开后会出现信息丢失的情况，而光磁等存储介质，存储容量大，成本也低，掉电后信息不会丢失，但存储速度较慢。为了用最合理的成本实现最大的存储容量，采用半导体存储器来做主存，以满足系统对速度的要求，采用光磁存储器作为外存，以满足系统对容量的要求。

7、什么是组相联映像？

将虚存空间与主存空间分组，虚存每组只能掉进实存的一个特定组：即组间采用直接映像。每组又分成若干页（各组的页面数都相同），组内各页在虚实存之间按全相联方式映像，虚存的一页可掉进特定的实存组中的任意一个页面。这种方式的命中率介于直接映像和全相联映像这两者方式之间，但地址交换过程的速度比全相联方式快。

8、汇编语言程序中的每条指令是否都能被转换成机器语言的指令代码?

并不是全部转换。一个完整的汇编语言程序通常还提供有关该程序装入内存位置的信息、表示程序段和数据段开始的信息以及表示程序结束的信息，如ORG、DB、

END等。这些信息在编译过程中并不被转换成二进制的机器指令，它们被称为伪指令。

9、微指令编码有哪三种方式?

（1）直接表示法：将每个控制信号作为伪命令中的一个位，它的特点是简单直观，容易实现，程序短，指令长。

（2）编码表示法：将微指令代码进行分组代码，将不能同时出现的相斥性信号分在同一组，将其编码成较短的代码，它的特点：指令短，程序长，执行速度慢，实现复杂。

（3）混合表示法：将直接表示法和编码表示法结合使用，综合考虑指令字长、执行速度和灵活性等方面的要求。

10、什么是独立请求控制方式?有何优缺点?

独立请求方式是连接在总线上的每个部件均有各自的一对“总线请求”和“总线允许”线，当某些部件请求使用总线时，它们的“总线请求”信号可同时送到总线控制器，由总线控制器确定哪个部件可以使用总线，并发出“总线允许”信号，这种方式的优点是总线分配速度快，优先顺序可灵活选定，缺点：控制线数量比较大。

五、综合题（每题10分，共3题）

1、Intel2114(1Kx4bit)芯片有片选端(CS*)和写允许端(WE*)，试用2114存储芯片构成1K×l6bit的存储器(画出结构图)。

2、若某机采用三地址格式访存指令，试问完成一条加法指令共需访问几次存储器？若该机共能完成54种操作，操作数可在1K地址范围内寻找，试画出机器的指令格式。

3、一个组相联映象cache由64个存储块构成，每组包含4个存储块。主存包含4096个存储块，每块由128字组成。访问内存地址为字地址。·

a．求一个主存地址有多少位?一个cache地址有多少位?

b．计算主存地址格式中，区号、组号、块号和块内地址字段的位数。

4、某机指令格式如下：

0 5 6 7 8 15

其中X为寻址特征位，且

当X=0时，直接寻址；

当X=1时，用变址寄存器X1进行变址寻址；

当X=2时，用变址寄存器X2进行变址寻址；

当X=3时，相对寻址。

设(PC)=1234H，[X1]=0037H，[X2]=1122H，确定下列指令的有效地址(指令和地址均用十六进制表示)：(1)4420 (2)2244 (3)1322 (4)3521

5、CPU结构如图所示，其中有一个累加寄存器AC，一个状态条件寄存器和其他四

个寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。

(1)标明图中四个寄存器的名称。

(2)简述指令从主存取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。

6、若有一个中断系统，共含有四个中断源A、D、C、D，其中断源优先级由高至低的顺序是A、B、C、D，若CPU执行主程序时，同时有B、D提出中断，而在执行B的中断服务时，C又提出中断，在执行D中断时，又有A提出中断请求，试按上述给定情况画出处理这些中断的过程示意图，井给以简单说明。