微机原理期末考试题

一、单选题（共30分，共 30题，每题1 分）

1. 计算机内机器数通常采用（ C ）形式来表示。

A、原码

B、反码

C、补码

D、ASCII码

2. 组合BCD码“87H”代表的十进制真值是（ B ）。

A、78

B、87

C、-120

D、+120

3. 若下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，那么采用偶校验的字符码是( D )。

A、11001011

B、11010110

C、11000001

D、11001001

4. 冯·诺依曼基本思想主要是提出了（ A ）。

A、二进制和程序存储

B、CPU和存储器

C、二进制和存储器

D、存储器和输入输出

设备

5. 以下叙述中，不符合RISC指令系统特点的是（ B ）。

A、指令长度固定，指令种类少

B、寻址方式种类丰富，指令功能尽量增强

C、选取使用频率较高的一些简单指令

D、设置大量通用寄存器，访问存储器指令简

单

6. 以下所列提高微机系统性能的技术，说法不正确的是（ A ）。

A、采用流水线结构后每条指令的执行时间明显缩短。

B、增加Cache存储器后CPU与内存交换数据的速度得到提高。

C、引入虚拟存储技术后扩大了用户可用内存空间。

D、提高主机时钟频率后加快了指令执行速度。

7. 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（B）。

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

8. 微处理器中运算器的主要功能是进行（ D ）。

A、逻辑运算

B、算术运算

C、更新标志位

D、以上所有

9. 在分页管理的存储系统中，（ D ）通过地址映射表来完成虚拟地址到物理地址的转换。

A、ALU

B、寄存器

C、接口

D、.MMU

10. 下列因素中，与Cache的命中率无关的是（A ）。

A、主存存取时间

B、块的大小

C、Cache组织方式

D、Cache容量

11. 指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（ B ）。

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. 程序控制类指令的主要功能是（ D ）。

A、进行算术运算和逻辑运算

B、进行主存和CPU之间的数据传送

C、进行CPU和I/O设备之间的数据传送

D、改变程序执行的顺序

13. 若只使用一条指令使某寄存器中的高4位不变，低4位清0，则应使用（ A ）操作指令。

A、与

B、或

C、非D．位取反

14. 以下ARM指令中，（B）的源操作数采用了寄存器间接寻址方式。

A、MOV R0,#2

B、LDR R0,[R1]

C、BL SUB1

D、ADD R0,R1,R2,LSL #1

15. ARM处理器比较无符号数大小时是根据（ C ）标志位来判断的。

A、C和N

B、C和V

C、C和Z

D、Z和V

16. 在单地址指令格式下，为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需

采用（ C ）寻址方式。

A、基址变址

B、相对

C、隐含

D、寄存器

17. 在软件开发过程中“汇编”通常是指（ A ）。

A、将汇编语言转换成机器语言的过程

B、将机器语言转换成汇编语言的过程

C、将高级语言转换成机器语言的过程

D、将高级语言转换成汇编语言的过程

18. 在汇编过程中不会产生指令码，只用来指示汇编程序如何汇编的指令是（B）。

A、汇编指令

B、伪指令

C、机器指令

D、宏指令

19. 存储器内容不会因电源的关闭而消失的存储器类型是（ D ）。

A、DRAM

B、SRAM

C、SDRAM

D、EEROM

20. 宏与子程序的相同之处为（B ）。

A、目标代码都是唯一的

B、都需要先定义后调用

C、执行时需要保护现场/恢复现场

D、目标代码都

不是唯一的

21. 软件和固件的功能在逻辑上（C )。

A、固件优于软件

B、软件优于固件

C、等价

D、视情况而定

22. 若处理器采用（ A ）方式对I/O端口进行编址，则不需要开发专门的I/O指令集。

A、统一编址法

B、独立编址法

C、AB选项都对

D、AB选项都不对

23. 在主机与外围设备进行数据交换时，为解决两者之间的同步与协调、数据格式转换等问题，必须要引

入( C )。

A、数据缓冲器

B、I／O总线

C、I/O接口

D、串并移位器

24. 除了I/O设备本身的性能外，影响嵌入式系统I/O数据传输速度的主要因素是（ D ）。

A、Cache性能

B、CPU字长

C、主存容量

D、总线传输速率

25. 微处理器系统中引入中断技术可以（ C ）。

.

A、提高外设速度

B、减轻内存负担

C、提高CPU效率

D、增加信息交换精度

26. ARM系统中，字符串在内存中存放时，一般是以（ B ）为存放单位。

A、比特位

B、字节

C、字

D、双字

27. ARM汇编程序中，代码段的定义应该使用（ A ）伪指令。

A、AREA

B、DCB

C、MACRO

D、GBLA

28. ARM工作状态下，每取出一条指令后程序计数器PC的值应该( B )。

A、自动加1

B、自动加4

C、自动清0

D、自动置1

29. 嵌入式系统由硬件部分和软件部分构成，以下（ C ）不属于嵌入式系统软件。

A、操作系统内核

B、驱动程序

C、FPGA编程软件

D、嵌入式中间件

30. 关于实时操作系统（RTOS）的任务调度器，以下描述中正确的是（ D ）。

A、任务之间的公平性是最重要的调度目标

B、RTOS调度算法只是一种静态优先级调度算法

C、RTOS调度器都采用了基于时间片轮转的调度算法

D、大多数RTOS调度算法都是可抢占式（可剥夺式）的

二、填空题（共25分，共 25空，每空1 分）

1.多字节数据存储时可以采用大端格式或小端格式。ARM处理器的默认格式是（小端格式），其存

放规则是（高字节放高地址低字节放低地址。

2.一种合理的指令六级流水线的各个阶段可能包括（取指令指令译码计算操作数地址取操作数

⑤执行指令⑥写结果

3.CPU执行程序时间T可以用来测定计算机的性能，T由时钟频率f ②指令平均执行时间CPI

③指令条数IC 三个因素决定。

4.计算机体系结构是指（程序员角度看到的计算机结构），计算机组成是指（计算机各部件的逻辑结构

及连接方式）。在设计一个计算机系统时指令集结构的确定属于以上两个方面中的（体系结构）

范畴。

5.串行通信根据其数据传送方向的不同可分为单工双工半双工、等三种。

6.CPU内部的数据通路宽度也即字长，体现了CPU的一次存取及处理数据能力。

7.ARM支持（ IRQ FRQ ）两种中断异常。

8.ARM系统中，按照ATPCS的规定，子程序调用时可以利用（ R0~R3 ）等四个寄存器来传递参数，更

多的参数可利用（堆栈单元）来传递。

9.引导程序BootLoader是嵌入式系统加电后执行的第一段代码，其主要作用是（初始化硬件及加载操

作系统）。

.

. . 10. 嵌入式系统的测试可以采用（ 功能（黑盒） 覆盖（白盒） 灰盒 ）等方法。

三、应用分析题（共45分）

1. 试说明现代计算机系统中存储器系统是如何分层的？有什么好处？（

8分） （5

分）微机中的存储器子系统一般分为四级，即：寄存器组、高速缓存、内存和外存。 ● 第一级寄存器组位于微处理器的内部，速度最快，但数目较少；

● 第二级高速缓存Cache

是为了解决CPU 与主存之间的速度不匹配问题而设置的，其性能是速度快、容量小。 ● 第三级内部存储器（即主存）容量大、速度较慢(相对于Cache)，通常用于存放运行的程序和数据。 ● 第四级外部存储器容量巨大，可读可写，单位存储成本最低，且可以脱机保存信息。 （3分）现代微机把这些不同容量、不同速度的存储器按一定的体系结构组织起来，形成一个统一的存储系统，主要是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。 2. 试比较随机逻辑结构的处理器和微码结构的处理器优缺点。（8分） （4分）1.从设计开销角度 ● 随机逻辑CPU 的硬件和指令集必须同步进行设计和优化，因此比较复杂。 ● 微码CPU 的指令集设计并不直接影响现有硬件，修改指令集并不需要重新设计新的硬件。 （4分）2.从性能角度 ● 如果采用相同指令集，则随机逻辑CPU 操作会更快。 ● 如果执行相同的计算任务，微码CPU 能够通过使用更少(但更复杂)的指令达到更高性能。 ● 当系统整体性能受限于存储器的速度时，微码CPU 对性能提高的优势更为明显。

3. 有如下ARM 汇编程序段： （4分） …… LDR R0，=0xFFFFFFFF LDR R1，=0x1 ADDS R0，R0，R1 …… 问：ADDS 指令执行完后CPSR 寄存器中的哪些位受到影响？怎样影响？请标在下图中。

4. 有如下ARM 汇编程序段：（9分） MOV R1,#0x11 MOV R2,#0x22 MOV R3,#0x33 MOV R4,#0x44 MOV R5,#0x55 STMFA R13!,{R2-R5} MOV R2,#0X77 LDMFA R13!,{R2-R5} 设堆栈指针R13初始值为#0x50，则： （

1） STM 指令执行完后堆栈指针R13=（ 0x40 ）。请在图中标出STM 指令执行完后堆栈段的数据存放存储单元地址(R13初始值

情况。

（2）LDM指令执行完后堆栈指针R13=（ 0x50 ），各寄存器的值分别为：

（R1）=( 0x11 ) ，（R2）=( 0x22 ) ，（R3）=( 0x33 ) ，（R4）=( 0x44 ) ，（R5）=( 0x55 )

5.三星S3C2440微处理器采用的是什么CPU内核？当由nRESET引脚送来复位信号时，内核会进行哪些操

作？（8分）

（2分）三星S3C2440微处理器采用的是ARM920T内核

（6分）当从nRESET引脚送来的复位信号变为低电平后，内核将丢弃当前正在执行的指令，并从增量字

地址处连续取得新的指令，当nRESET引脚再次变为高电平时，内核将会执行如下操作。

①复制当前的PC和CPSR的值，以覆盖R14_svc和SPSR_svc寄存器；

②强制M[4:0]寄存器值变为10011(进入超级用户模式)，并将CPSR中的I和F位置位，将CPSR中的T

位清零；

③强制PC从地址0x00处取得下一条指令；

④恢复正常ARM工作状态运行。

6.某系统数据总线宽度为8，地址总线宽度为20。其系统存储器扩展电路如下图所示。（8分）

①图中74LS138的作用是什么？它在什么条件下才工作？

②图中地址信号采用哪种译码方式？有什么缺点？

③图中RAM芯片的地址范围分别是多少？

④利用ARM汇编语言编写程序段将RAM最低地址开始的20个字节清零。

①（2分）74LS138用于对系统高位地址线译码以产生存储芯片的片选信号；当IO

M/信

号为高电平、/RD或/WR为低电平、A17为低电平时74LS138工作。

②（2分）图中采用的是部分译码方式；其缺点是系统中会出现地址重叠现象，读写不

可靠。

③（2分）RAM的地址范围为：08000H~0BFFFH等

地址信A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13~A0

得

.

④（2分）

MOV R0, 0

MOV R1,0

MOV R2, 0

MOV R3,0

MOV R4,0

MOV R5，8000H

STMIA R5，{R0~R4} .