电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

注: 带*号者,可供在职人员考生选择(在第一大题中选作8道小题,在第二、三、四、五大题中选作3大题)

一、简答题(40分)

1、分别说明:在补码一位乘法(比较法)中,对应于不同乘数组合,应执行何种操作?

2、说明补码除法中确定商值的规则。

3、指出四种在指令格式中使用隐指令的方式。

4、任举一种系统总线为例(也可自行拟定),说明其主要信号组成。

5、指明同步控制与异步控制的适用场合,并各举一例。

6、简述微程序控制的含义。

7、简述在DMA初始化阶段(程序准备阶段)应做哪些基本操作。

8、简述循环校验研的产生方法。

*9、调用磁盘时,一般应给出哪些寻址信息。

*10、主机与外围设备交换,一般有哪几种控制方式(传送方式)?请说明他们各自的适用场合。

二、(20分)某CRT显示器有两种方式与规格:①字符方式:80列×25行,字符点阵7

×9 ,字符区间9×15 ②图形方式:800×600。问:

1、基本缓存(不考虑属性信息)容量?

2、缓存中存放何种信息?地址如何安排?

3、同频计数器及其分频关系?

三、(20分)

1、设计一种CPU内部数据通路结构,画出寄存器级框图。

2、针对上述结构,拟定微指令格式,说明各字段功能含义。该微指令应能分别按指令操作码、源寻址方式、目的寻址方式,实现微程序分支。

四、(20分)某机(主站)挂接4台通讯设备(从站),主站可以直接程序控制方式向从站发送数据、命令,调回设备状态信息;而从站需以中断方式与主站通讯,但四台从站共用一个中断向量类型码。

1、设计中断接口,画出寄存器级粗框图。

2、说明地址分配与设备选择方法。

3、拟定命令/状态字格式,使之能满足下述要求:

①主站能向从站发启动、清除、屏蔽、选择等命令;

②能反映出从站忙或空闲、申请中断、故障等状态。

4、说明中断申请、响应、判中断源的过程。

五、(20分)某存储器0000H∽0FFFH为ROM区,1000H∽2FFFH为RAM区,按字节编址,地址总线A15∽A0(低),双向数据总线D7∽D0(低),R/W 控制读或写,MREQ为低时允许存储器芯片EPROM2KB/片,RAM4K×4/片,试画出存储器逻辑图,标注出地址分配与片选逻辑。

注: 应届生作一、二、四(1~12)等题,在职生从一、二、三中选作两题,四中选作12题。

一、(20分)某CPU内含一个ALU,四个通用寄存器R0~R3,二个暂存器C,D,三个用于控制的寄存器PC、IR、PSW,二个与主存接口的寄存器MAR、MBR。

1.画出一种寄存器级数据通路框图。

2.用寄存器传送语句形式(如R0→R1),描述指令ADD(R0),(R1)的读取与执行流程。

3.拟定微指令格式。

二、(20分)

1.以寄存器级粗框图形式,画出中断接口的一般结构。

2.说明中断接口中各部件的作用。

3.针对上述接口逻辑,说明中断过程(含申请、屏蔽、响应、判中断源等过程)

*三、(20分)

以某种常用微机系统为背景:

1.画出硬件系统的逻辑粗框图(设备与插件级).

2.举例说明常用设备的主要规格。

3.系统总线上有哪些主要信号(控制信号部分应细分为几个方面)。

四.(60分)简要回答下述问题

1.某加法器采用分组并行进位结构:四位一组组内并行,组间并行,初始进位C0,请写出

进行信号C6的逻辑式。

2.在补码除法中,对应于什么情况商值为0?下一步如何操作?什么情况商值为1?下一

步如何操作?

3.试比较CPU内部总线与系统总线的异同(功能、信息、时序控制方式等)。

4.何谓同步控制?何谓异步捕控制?

5.何谓向量中断?试说明中断向量的产生方法.

6.何谓DMA方式?它与中断方式的适用场合有何不同?

7.某存储器容量14KB,其中EPROM 8KB/片,RAM 4KB/片,RAM 2K/片。试写出几个

片选信号逻辑式。

8.键盘操作常先用软件扫描法产生位置码,然后转换为按键编码。简述一种扫描方法。

9.某CRT显示器采用图形方法,规格为800×600,问应设置哪几级同步计数器?其分频关

系?

10.调用磁盘时,一般需进行两次中断处理,请说明他们的作用。

11.磁盘工作速度指标一般包括哪几项?

12.磁带、磁盘一般采用哪些记录方式?

13.请举出三种常用校验码。

14.简要说明:静态存储器靠什么原理存储信息?动态存储器又靠什么原理存储信息?

注: 应届生作一、二、四(1~10)题,在职生从一、二、三中选作两题,四(1~12)题中选作10小题。

一、(20分)某CPU内含:一个ALU,四个可编程寄存器R0~R3,二个非编程暂存器C,D,三个用于控制的寄存器PC、IR、PSW,二个与主存接口的寄存器MAR、MBR。

1.画出CPU内部寄存器级数据通路框图。

2.拟定微指令格式,并说明各字段所含微命令与代码分配。

二、(20分)用计算机控制磁带机,CPU可通过接口传送读/写数据;发出命令:暂停、正向走带、反向走带、读出、写入、正向越过n个数据块(n<4)、反向越过n个数据块;获得状态信息;磁带运转故障、校验错、数据迟到、中断请求、DMA请求。

1.画出能满足上述要求的接口粗框图(寄存器级)。

2.说明命令字格式。

3.说明状态字格式。

三、设计一半导体存储器,并画出逻辑图。存储容量4KB,地址线A15~A0(低),双向数据线D7~D0,R/W控制读写,可选存储芯片2K×4片。

四、简答题(共60分)

1.某加法器进位链小组C4C3C2C1,低位来的进位信号C0,请分别按下述两种方式写出

C4C3C2C1的逻辑式。

(1)串行进位方式。(2)并行进位方式。

2.补码一位(比较)乘法的乘数判断位YnYn+1,试说明各种乘数组合所分别对应的操作

是什么?

3.简述浮点加减法的运算步骤。

4.何谓同步控制?常用在什么地方?

5.何谓组合逻辑控制器(硬连逻辑控制器)?试给出一种时序划分方案(只需说明有哪几

级不必画出波形图)。

6.在阐述中断与常规转子的区别时,常强调中断方式的随机性质,请举出二种说明这种随

机性质的例子。

7.比较中断方式与DMA方式的异同,说明它们各自的适用场合

8.简述微指令中微操作控制段的常用编码方式。

9.苛CRT显示器作字符显示时,规格为80列×25行,字符点阵7×9,横向间隔2点,

纵向行距5点。问应该设置哪几级同步计数器?其分频关系如何?

10.何谓RISC技术?

11.何谓串行接口?何谓并行接口?

12.调用磁盘时,一般需给出哪些寻址信息。

注: 应届生作1~9题,在职生任选作满100分题。

1、(20分)某CPU内含:一个ALU,四个通用寄存器R0~R3,堆栈指针SP,二个暂存器C,D,程序计数器PC、指令计数器IR,二个与主存接口的寄存器MAR、MBR。

(1) 画出一种CPU内部寄存器级数据通路框图。

(2) 用寄存器传送级语句形式(如:R0 R1)描述指令MOV X(R0),一(SP);的读取与执行流程。(按变址方式读取源操作数,压入堆栈)。

(3) 拟定CPU适用的微指令格式,说明各段含义。

2、(15分)某存储器容量11KB,其中ROM区8KB,可选芯片EPROM8K×8/片;RAM区3KB,由二种苡片构成;2K×4/片。地址线A15~A0(低),双向数据线D7~ D0(低),R/W控制读写。请设计并画出逻辑框图,说明各芯片的地址分配与片选逻辑式。

3、(15分)某机用于控制9层电梯系统,启动时有一加速阶段,停止前有一减速阶段,需为此设计一中断接口,可传送控制命令、工作状态。位置数据、电机转速数据等。

(1)画出中断接口粗框图(寄存器级)。

(2)简述各部分的作用与大致的工作过程。

(3)根据电梯工作方式,分别拟定命令字与状态字格式。

4、(5分)试比较同步总线与异步总线的异同,常用PC总线属于哪种控制方式?

5、(5分)试比较程序中断方式与DMA方式的异同,并说明它们各自的适用场合。

6、(10分)某机采用向量中断方式,请举例说明一种中断向量表的组成与工作方式(中断向量表在主存中的位置,表中存放的内容、每个中断类型占几个字节单元,如何由中断请求信号找到服务程序入口等)。

7、(10分)为某炉温控制系统设计一个专用小键盘,其中,数据码键0~9,功能键:启动、停止、温度、时间、设置、打印。采用软件逐行扫描法产生按键编码。

(1)拟定各键的扫描码的分配方案。

(2)说明按键码的产生方法(数码键用ASCII码)。

8、(10分)以调用磁盘为例,说明

(1)DMA初始化后做的基本操作。

(2)磁盘的速度指标有哪些。

9、(10分)如果CRT显示器分辨率1024×768,问(1)基本缓存容量至少需多大?

(2)缓存中存放什么内容。(3)设置哪几级同步计数器?其分频关系?

*10、(5分)简述微程序控制方式的基本思想,并指出它的适用范围。

*11、(5分)在字符显示器与针式打印机中都有字符发生器,请比较它们工作的异同。

*12、(5分)磁盘一般常用哪几种磁记录编码方式?常用哪几中校验码?

*13、(5分)何谓直接程序传送方式(或称为程序查询方式)?指出它的适用场合。

*14、(5分)简要说明:静态半导体存储器靠什么原理存储信息?动态半导体存储器又靠什么原理存储信息?何谓动态刷新?

*15(5分)如果采用软件建栈,通过PUSH,POP子程序实现压栈、弹出操作,它们应分别采用何种寻址方式?

注: 应届生作一、二、三、四、五(1~8)题,在职生必做一、二、三、四题,对第五题任选8题(不得超过)。

1、(20分)某CPU内含:用SN74181构成的一个ALU,四个通用寄存器R0~R3,堆栈指针SP,二个暂存器C,D,程序计数器PC、指令计数器IR,二个与主存接口的寄存器MAR、MBR。

(1) 画出一种CPU内部寄存器级数据通路框图。

(2) 拟定CPU适用的微指令格式,简述各字段的功能。

(3) 用寄存器传送级语句形式(如:R0 R1)描述下述指令的读取与执行流程:ADD (SP)+,X(R0);源操作数采用变址方式;目的操作数采用变址方式,变址寄存器R0形式地址紧跟指令存放。

二、(20分)用一台PC机控制4台加热炉,为此设置一个共用的中断接口,占用一个中断源。CPU能分别向4台加热炉发出命令、关闭、加热,定时采集加热炉温值,以调节控制。加热炉能分别向CPU提供状态信息:工作、空闲、故障、温度正常、温度越限。

(1)画出中断接口粗框图(寄存器级)。

(2)简述上图中各部件的作用

(3)拟定出命令字与状态字的格式。

(4)所设计的接口如何实现中断排优与中断屏蔽。

三、填空题(每小题1分,共10分)

1、在补码一位乘中,若判断位YnYn+1=10,则应执行的操作是:

2、在原码加减交替除法中,当余数为时商0,下一步执行操作。

3、在补码加减交替除法中,当时商0。

4、在浮点加减的对阶操作中,是将的阶码调整到与的阶码一致。

5、静态半导体存储器依靠存储信息。

6、动态半导体存储器依靠存储信息。

7、半导体存储器的速度指标一般是。

8、磁盘的速度指标一般有三项:、、。

9、若CRT图形显示分壮辨率为1024×768,则一般应设置下列同步计数器:、、。

10、同上题,显示缓存容量(不考虑彩色及显示属性),至少应为字节。

四、改错题(每小题2分,共10分)

请按下列各题的命题,更正其错误或补充其不足。

1、原码乘法是指:用原码表示操作数据,然后直接相乘。

2、随机存取方式是指:可在任何时间随意地进行读出或写入。

3、同步控制方式的基本特征是:所有指令的执行时间相同。

4、在异步控制方式中,主设备是指发送信息的一方。

5、串行接口是指:接口与总线之间采取串行传送,接口与设备之间也采取串行传送。

五、简答题(每小题5分,满分40分。应届生作1~8题,在职生可任选8题)

1、某半导体存储器容量7KB,可选芯片三种:4KB/片,2KB/片,1KB/片。地址总线A15~A0(低)。

①分别写出加到三块存储芯片中的地址是哪几位。

②分别写出加到三块存储芯片上的片选信号逻辑式。

2、何谓微程序控制方式?

3、试比较组合逻辑控制方式与微程序控制方式的优缺点与应用场合。

4、何谓DMA方式?应用于何种场合。

5、何谓向量中断?举例说明其获得服务程序入口地址的方法。

6、系统总线一般分为:地址、数据、控制三组,简要说明控制信号一般包含哪些?

7、简述一种软件扫描产生按键编码的方法。

8、某CRT字符显示器,分辨率80列×25行,字符点阵7(横)×9(纵),字符区间9×14,问:应设置哪几级同步计数器?分频关系如何?

9、举例画出一种微机系统的部件级框图,并说明其配置规格。

1996<计算机组成原理>参考答案、评分要点

一、(20分)

1、(5分)框图

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

2、(5分)微指令

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

AI:A输入选择;BI:B输入选择;SM:ALU 功能选择;C:初始进位选择;R:移位功能选择;ZO 输出分配;EMAR:地址使能;:M读/写;SP 辅助操作控制;JP 顺

序控制。

3、(10分)指令流程

①M→MBR→IR PC+1→PC

②SP→MAR M→MBR→C SP+1→SP

③PC→MAR M→MBR→D PC+1→PC

R0+D→MAR M→MBR→D

④ C+D →MBR MBR →M PC →MAR

二、(20分)

1、接口框图(5分)

2、各部件的作用(5分

)

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

3、(5分)

命令字:

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

1—加热 0—关闭

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

状态字:

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

4、(5分)中断排优。中断屏蔽

在中断控制器设置中断请求寄存器,寄存各请求信号;

在中断控制器设置中断排优逻辑,决定优先者;

在中断控制器设置屏蔽寄存器,决定是否屏蔽;

三、填空题(每小题1分,共10分)

1、原部分积—X 补,然后右移一位

2、1,2Ri+|Y|

3、RY 同号

4、较小 较大

5、双稳态电路

6、电容存储电荷

7、存取周期 8、平均寻道(定位)时间,平均旋转延迟(等待)时间,数据传输率

9、点计数器、字节计数器、线计数器 10、98304B

四、改错题(每小题2分,共10分)

1、原码乘法是指:取绝对值相乘,符号位按“同号为正异号为负”单独处理。

2、随机存取方式是指:①可按地址直接访问任一单元。②存取时间与地址无关。

3、同步控制的基本特征是:有严格的时钟周期划分。

4、在异步控制方式中,主设备是申请控制系统总线的一方。

5、串行接口与系统总线之间一般采取并行传送,接口与设备之间采取串行传送。

四、简答题(每小题5分,满分40分)

1、

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

2、①将微命令以微码形式编成微指令,并存入ROM中。②一条微指令所包含的微命令控制实现一步操作,若干条微指令构成的微程序段解释执行一条机器指令。

3、组合逻辑控制方式的优点是速度快。缺点是:繁琐、零乱,设计效率低,不易检查调试,不易修改扩充,应用于高速计算机及小规模控制器。

电子技大学1997年研究生入学考试试题(组成原理)

注: 应届考生作一、二、三、四、五(1~8)题。在职考生作一、二、三、四、五(1~14中选作8题)。

一、(15分)某机数据通路结构如图所示,其中含有:ALU,通用寄存器R0~R3,堆栈指针,暂存器C、D,程序计数器PC,指令寄存器IR,地址寄存器MAR,数据缓冲寄存器MBR,选择器A、B等。

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

1、拟定一种微指令格式,简要说明各字段的功能含意。

2、欲读取并执行一条转子指令JSR(R1),入口地址采用寄存器间址方式,返回地址压栈保存,请以寄存器传送语句形式(如R0 R1)描述其指令流程。

3、欲读并执行一条加法指令ADD (R0),X(R1);源寻址为寄存器间址方式,目的寻址方式为变址方式;请描述其指令流程。

二、(15分)

1、画出一种打印机中断接口功能模型(寄存器级框图)

2、若采用中断控制器8259,请说明打印机的中断过程(何时提出中断请求、如何排优、如何获得中断处理程序入口等)

3、拟定接口中的命令字格式与状态字格式。

三、(10分)某异步总线上有应答信号:总线请求、总线批准、主同步、从同步,请设计一种操作时序Σn

1、画出波形图。

2、说明异步控制方式的含意(应答关系、时间安排)

四、改错题:下述结论是否有错或不确切之处,若有,请改之。

1、同步控制方式的特点是:所有指令的执行时间相同。

2、在异步控制方式的数据传送中,发送数据的一方是主设备。

3、动态存储器是指:在工作中存储内容随需要需动态地改变。

4、随机存取方式是指:既可读出,也可写入。

5、在补码不恢复余数除法中,如余数为正,则商1。

6、在浮点加减运算的对阶中,是将加数的阶码调整到与被加数的阶码一致,尾数相应移位。

7、仅当一条指令结束时,CPU才能响应DMA请求。

8、串行接口是指:接口与总线之间、接口与设备之间均采用串行传送。

10、CPU与I/O设备常分别采用不同的序系统与时钟频率,因此它们之间的信息传送属于异步控制方式。

五、(40分)简答题。应届生作第1~8题,在职生任选8题(限选8题)

1、欲构成32KB存储器,其中ROM区16KB,RAM区16KB;可用存储芯片:EPROM16×8KB/片、RAM芯片4K×8/片;地址总线A19~A0(低)。

(1)分别写出加到各芯片上的地址是哪几位。

(2)分别写出几个片选信号的逻辑式。

2、简述同步系统总线的主要信号组成。

3、在微机系统中常采取DMA控制器与I/O接口相分离的模式,请简述它们各自的基本功能,在DMA初始化时CPU应向它们分别送出哪些信息?

4、在调用磁盘时,驱动程序应向接口送出哪些寻址信息?读盘时,在什么情况下提出DMA 请求?写盘时,在什么情况下提出DMA请求?

5、在系统总线中,什么情况宜采取同步控制方式?什么情况宜采取异步控制方式?

6、画出一种键盘矩阵逻辑,并阐明用逐行扫描法产生键码(ASCII)的过程。

7、在字符显示器中,何时访问VRAM(显示缓存)?地址如何形成?何时访问字符发生器?地址如何形成?何时发出水平同步信号?何时发出垂直同步信号?

8、简述RISC技述的要点。

9、某加法器Σn~Σ1(低)采用分组并行进位链结构,4位一组,请写出进位信号C7的产生逻辑式。

10、写出补码一位乘的运算规则(针对乘数YnYn+1的操作)

11、动态存储器有哪几种刷新周期安排方式(刷新方式)?简述其适用场合。

12、试比较磁盘与磁带存储器的特点,及它们的应用场合。

13、中断屏蔽技术用何用途?请举二例。

14、何谓同步控制方式?何谓同步扩展方式?何谓异步控制方式?

电子技大学1998年研究生入学考试试题(组成原理)

注: 应届考生作一、二、三、四(1~5)、五(1~8)题。在职考生作一、二、三题,从四中选作5题,从五(1~12)中选作8题。

一、(20分)某CPU包含算逻运算部件ALU,输入选择器A、B,输出移位器,通用寄存器R0~R3,暂存器C、D,堆栈指针SP,程序计数器PC,指令寄存器IR,与主存储器接口的地址寄存器MAR和数据缓冲寄存器MBR等。

1、画出CPU内部寄存器级数据通路框图。

2、拟定该CPU的微指令格式,并简要说明各字段功能含义。

3、在下述指令中选择一条指令,实现将寄存器R2的内容压入堆栈,并以寄存器传送语句形式(如R0 R1)描述该指令从读取到执行的流程。

① MOV (R3),(SP)+;源寻址方式为寄存器间址,目的寻址方式为堆栈寻址。

② MOV R2,-(SP);源寻址方式为寄存器寻址,目的寻址方式为堆栈寻址。

③ MOV (SP)+,R2;源寻址方式为堆栈寻址,目的寻址方式为寄存器寻址。

④ MOV -(SP),(R2);源寻址方式为堆栈寻址,目的寻址方式为寄存器间址。

二、(15分)某半导体存储器容量为14KB,其中0000H~1FFFFH为ROM区,2000H~37FFH 为RAM区,地址总线A15~A0(低)双向数据总线D7~D0(低),读/写控制线R/W 。可选用的存储芯片有EPROM4KB/片,RAM2K×4/片。

1、画出该存储芯片级逻辑图,包括地址总线、数据线、片选信号线(低电平有效)及读/写信号线的连接。

2、说明加到各芯片的地址值。

3、写出各片选信号的逻辑式。

三、(15分)某PC机需扩展4台I/O设备,主机与设备之间以中断方式交换数据。4台设备共用一个中断接口,占用一个中断类型码。CPU能分别向4台设备发出启动、清除、屏蔽等命令。各设备能分别向CPU提供工作、空闲、中断请求、故障等状态信息。

1、画出该中断接口寄存器级粗框图。

2、拟定命令字格式和状态字格式。

3、根据所设计的接口中,说明主机与其中某一设备交换一次数据的全过程:主机如何启动设备?设备何时申请中断?中断请求如何传送?CPU如何响应?如何查询提出请求的设备,并实现与该设备的数据交换?

四、(10分)

下述结论或有错误,或不确切,请改正。

1、补码不恢复除法中,够减商0,不够减商1.

2、在浮点加减运算中的对除操作中,若除码增大则尾数右移;若阶码减小,则尾数左移。

3、简化地址结构的基本方法是尽量采用寄存器寻址。

4、总线的数据通咱宽度是指该总线的寻址空间大小。

5、动态存储器需定期刷新的原因是读出后原来存储的内容被破坏。

6、程序状态字PSW反映设备和接口的工作状态。

7、外围设备与主存统一编址是指为每台外设分配一个总线地址。

8、在常用磁盘中,外圈容量比内圈容量大。

五、(40分)

1、什么是随机存取方式?在下列存储器中,哪些采用随机存取方式?

SRAM、DRAM、ROM、EPROM、磁带、磁盘、光盘

2、什么是同步控制方式?什么是异步控制方式?试举两例说明同步控制方式在实际应用中的变化。

3、什么是中断方式?它与转子方式有何异同点?

4、某CRT显示器工作于字符显示方式,显示规格为25行×80列字符。能显示64种字符,每个字符由横向7个点,纵向9个点组成。试问显示缓存VRAM和字符发生器ROM的内容分别是什么?容量各为多少了节(不考虑字符属性)?

5、磁盘工作的速度指标有哪几项?各项速度指标分别描述磁盘的何种操作?

6、试比较微程序控制方式与组合逻辑控制方式的优缺点及应用场合。

7、什么是DMA方式?在其程序准备阶段通常给出哪些初始化信息?

8、简要说明CPU内总线与系统总线在功能、信号组成以及时序控制方式等方面的特点。

9、请分别解释向量中断,中断向量、向量地址等三个概念。

10、什么是磁记录方式?常规磁带机、数据流式磁带机和磁盘机各采用哪些磁记录方式?

11、试从数据传送格式和接口组成方面说明并行接口与串行接口的区别。

12、当主机挂接多种外设时,如何用通用I/O指令扩展I/O功能?试举一例说明。

1998年《计算机组成原理》参考答案及评分标准

一、(20分)

1、(5分)框图

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

2、(5分)微指令

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

AI:A输入选择;BI:B输入选择;SM:ALU 功能选择;C:初始进位选择;R:移位功能选择;ZO 输出分配;EMAR:地址使能;:M读/写;SP 辅助操作控制;JP 顺

序控制。

3、(10分)

①(4分)选择指令 MOV R2,-(SP);

②(6分)指令流程:

M→IR(或M→MBR→IR)

PC+1→PC

SP-1→SP、MAR

R2→MBR

MBR→M

PC→MAR

二、(15分)

1、逻辑图

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

芯片数3分、数据线2分、地址线1分、片选线1分、R/W线1分

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

三、(15分)

1、(5分)框图

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

2.(5分)

命令字:(12位)

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

状态字:(16位)

电子技大学1992-99年研究生入学考试试题与答案(组成原理)

各位为1信息有效,为0信息无效

3、(5分)过程:

①主机将命令字送往接口中的命令字寄存器,发相应启动命令,启动该设备。

②设备完成一次操作,置相应中断请求位为1,申请中断。

③该中断请求送接口中的控制逻辑,产生4台设备的公共请求INTRi,送中断控制器。经中断控制器判优,送公共请求INT至系统总线。

④CPU响应后,发国顺批准INTA至中断控制器,由中断控制器送出INTRi中断类型码至系统总线。

⑤CPU将中断类型转换为向量地址,访问向量表,取出INTRi服务程序入口,转相应中断服务程序。

⑥CPU执行该服务程序,查询状态字,判哪台设备提出了请求,并转入该设备服务程序,实现与该设备的数据交换。

四、(10分)改错

1.补码不恢复余数除法中,异号相除时,够减商0,不够减商1。

2.在浮点加减运算的对阶操作中,若阶码增大,则尾数右移。

3.简化地址结构的基本方法是尽量采用隐地址。

4.总线的数据通路宽度是指该总线可以同时传送的数据位数。

5.动态存储器需定时刷新的原因是电容上所存储的电荷会逐渐泄漏。

6.程序状态字PSW反映程序的运行结果,指示程序工作方式。

7.外围设备与主存统一编址是指为接口中的寄存器分配总线地址。

8.在常用磁盘中,外圈磁盘容量与内圈磁道容量相同。

五.(40分)简答

1.随机存取方式是指可按地址直接访问任一单元,访问时间与单元的地址无关。SRAM、DRAM、EPROM均采用随机存取方式。

2.同步控制方式是指各项操作由统一时序信号控制,有明显的时序时间划分。异步控制方式是指各项操作按不同需要安排时间,无统一时钟周期划分。

变化:例如①不同指令安排不同时钟周期数。②总线周期中插入延长周期。

3.中断方式是指CPU暂停现行程序的执行,转去执行一段中断服务程序以处理某些随机事态,处理完毕后自动恢复原程序的执行。

相同点:都是一种程序的切换过程。

不同点:转子无随机性,中断具有随机性。

4.①显示缓存的内容是一帧字符编码,容量为2KB。②字符发生器的内容是64种字符点阵代码,容量为576B。

5.磁盘工作的速度指标包括:

平均定位时间,寻找磁道;平均旋转时间,在磁道上查找起始扇区;

数据传输率,对扇区读/写。

6.①微程序控制方式

优点:结构规整,性价比高、可靠性高、易于修改。缺点:速度慢,执行效率不高。应用:对速度要求不是很高的复杂机器,特别适合系列机。

②组合逻辑控制方式

优点:速度快。缺点:结构不规整,不易于修改。应用:高速、小规模机器。

7.DMA方式是指直接依靠硬件实现主存与高速外设之间的数据传送,在传送期间不需CPU 程序干预。

程序准备阶段给出的初始化信息包括传送方式、主存首址、交换量及外设寻址信息。8.CPU内总线实现CPU内各寄存器与算逻部件之间的信息传送,设置数据线,同步控制。系统总线实现系统内各功能部件之间的信息传送,分为数据线、地址线、控制线,同步或异步控制。

9.向量中断:响应中断后,直接由硬件获得对应于中断源的服务程序入口地址。

中断向量:所有的中断服务程序的入口地址各中断服务程序的状态字。

向量地址:中断向量表的地址。

10.磁记录方式是指磁化电流波形的组成方式。常规磁带机采用调相制(PE),数据流式磁带机采用群码制(GCR),磁盘机采用调频制(FM)或改进型调频制(M2F)

11.并行接口与系统总线和与外设之间并行传送数据,与外设之间串行传送数据,在接口中有串—并转换线路。

12.例如在外设接口中设置命令字寄存器和状态字寄存器,不同设备可以约定各自的命令字、状态字格式。CPU用通用I/O指令向接口送去命令字,向设备发有关命令;从接口取回状态字,分析外设有关状态,从而实现对设备的具体控制。

电子科技大学1999年研究生入学考试试题(组成原理)

注: 应届考生作一(1~5)、二(1~8)、三、四、五题。在职考生从一(1~8)中选作8题,从二(1~8)中选作8题,并作三、四、五题。

一、(10分)改正各题结论中的错误或补充其不足。

1、在补码乘法(比较法)中,最后一步需要修正。

2、主存采用随机存取方式,是因为可以向主存写入数据,或从主存读出数据。

3、在微程序控制方式中,一条机器指令用一条微指令解释执行。

4、采用隐式I/O指令是指用硬件实自动实现I/O操作。

5、磁盘存储器与主存之间的数据传送既可以采用DMA方式,也可以采用中断方式。

6、在硬盘中,通常将一个较长文件存放在同一盘面的相邻磁道上。

7、打印机的字符发生器中存放的是字符的ASCII码。

8、在主机内,CPU对主存的访问必须通过内总线进行。

二、(40分)简答题

1、某加法器采用串行进行方式。写出第三进行C3的逻辑式(操作数Ai、Bi、初始进

位C0),并画出有关部分的逻辑电路图(门级).

2、在浮点运算中,什么情况下需对阶?为什么?如何操作?

3、指令基本格式包括操作码和地址码两部分。采用哪些方式可以减少地址码部分的长

度?为什么?试举例说明。

4、组合逻辑控制方式有哪两个主要缺点?微程序控制方式如何针对这些缺点进行改

进?

5、为什么在同步控制方式中要划分周期、脉冲等时序信号,而在异步控制方式中则没

有明显的时序划分?

6、在相同容量的静态存储苡片和动态存储芯片中,哪种芯片功耗较大?哪种功耗较

小?为什么?

7、某图形显示器的分辩率为800×600线,其显卡上有缓冲存储器、同步计数器和其

他有关逻辑。若将分辩率提高到1024×768线,并保证帧频不变,在显卡应作哪些

改进?

8、为什么CPU可以在一个总线周期结束时响应DMA请求,而必须在一条指令结束时

才能响应中断请求?

9、如何用变址寻址方式访问一段连续存储区中的各个单元?

10、为了实现多重中断在服务程序的起始部分应安排哪些操作?为什么?

11、在系统总线操作中如何体现同步方式的扩展?请举例说明。

12、在原码除法和补码除法(均不恢复余数法)中,如何上商?如何下一步操作?

三、(20分)

某机数据通路采用单向内总线结构,如下图所示。通路中包括选择器A和B、ALU、移位器、通用寄存器R0~R3、暂存器C和D、地址寄存器MAR、数据缓冲寄存器MBR、指令寄存器IR、指令计数器PC、堆栈指针SP等。

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1、用寄存器传送语句(如:C MBR形式)写出下述指令的流程。

(1)加法指令ADD R0,X(R1);源采用寄存器寻址,目的采用变址。

(2)返回指令RST (SP)+;返回地址采用自增型寄存器间址。

2、列出取指周期有关操作所需的微命令(不考虑时序转换),并将这些微命令加在图中相应部件上。

四、(15分)

地址总线A15~A0(低),存储空间(按字节编址)分配如下0000H~3FFFH为ROM区,4000H~7BFFH为RAM区,7C00H~7FFFH为I/O地址空间。用EPROM芯片(8KB/片、4KB/片)和RAM芯片(4K×4组成该存储器)。不画框图,请回答:

1、三种存储芯片各需多少片?

2、每块芯片需分配哪几位地址?

3、应设置几个片选信号?写出各片选信号的逻辑式,以实现对ROM区和RAM区的

访问。

五、(15分)

某输入设备按串行方式工作,以向量中断方式向主机传送数据,CPU发向设备的命令包括清除、屏蔽、启动,设备状态可抽象为空闲、忙、完成。试为该设备设计中断接口。

1、画出接口模型图(寄存器级)。

2、说明图中各组成部分的功能。

3、拟定接口命令字格式和状态字格式。

4、以设备向主机输入数据为例,描述微量中断过程,说明:

①主机如何启动设备?

②设备在什么情况下申请中断?

③接口如何传送中断请求?

④CPU响应后如何转相应服务程序?

1999年《计算机组成原理》参考答案及评分标准

一、改错题(每小题2分,共10分)

1.在补码乘法中,若乘数符号位和最高有效位是10或01;则最后一步需修正。

2.主存采用随机存取方式,是因为可按地址访问主存任一单元,访问时间与地址无关。

3.在微程序控制方式中,一条机器指令用一段微程序解释执行。

4.采用隐式I/O指令,是指用传送指令实现I/O操作。

5.磁盘存储器与主存之间的数据传送一般采用DMA方式,批量传送结束时用中断方式作善后处理。

6.在硬盘中,通常将一个较长文件存放在同一圆柱面的相邻磁道上。

7.打印机的字符发生器中存放的是字符的点阵信息。

8.在主机内CPU对主存的访问应通过系统总线进行。

二、简答题(每小题5分,共40分)

1、C3=G3+P3C2;C2=G2+P2C1;C1=G1+P1C0

Gi=Ai+Bi Pi=Ai○+Bi (3分)

2、在浮点运算中,作加法或减法时,若两数阶码不等,需对阶。(2分)因阶码不同,其尾数据的权值不同,尾数不能直接加减。(1分)对阶时将小阶加1,其尾数右移1位,直至两数阶码相等。(2分)

3、①采用隐地址方式,以减少相应指令中的地址数。如隐含指定寄存器,将二地址指令简化为一地址指令。(2.5分)

②采用寄存器寻址,以减少相应地址的位数,如用寄存器寻址或寄存器间址,指令中只给出位数较少的寄存存器编号。(2.5分)

4、主要缺点:

①设计不规整,设计效率较低,不便于检查、调试。(1分)

②不易修改、扩展功能。(1分)

改进:

①将程序技术引入CPU构成级。将微命令编制成微指令,若干微指令组成一段微程序,解释执行一条机器指令,使设计规整。(1.5分)

②将存储逻辑引入CPU。微程序事先存入控制存储器,执行机器指令时再取出,译码产生相应微命令,控制有关操作,使指令功能易于修改、扩展(1.5分)

5、同步控制方式中,各项操作与统一时序信号同步,用周期控制操作时间,用脉冲对某些微操作同步定时。(2.5分)

异步控制方式中,各项操作按需要安排不同时间,不受统一时序控制。用异步应答方式实现各操作的衔接和数据传送。(2.5分)

6、静态存储器功耗较大。因为静态存储器依靠双稳态电路存储信息,需由电源电流维持一管导通、一管截止的状态。(2.5分)

动态存储器功耗较少。因为动态存储器依靠电容存储电荷来存放信息。对电容充电后可断开电源,大大降低芯片功耗。

7、改进:

①增大缓存容量(96KB)(1.5分)

②重新设置字节计数器、线计数器分频关系(字节计数器:(128+L):1,线计数器:(768+m)。(2分)

③提高点频。(1.5分)

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