[电子书]2019年考研计算机组成原理历年考研真题答案详解

1．北京科技大学计算机组成原理历年考研真题

2014年北京科技大学869计算机组成原理考研真题

试题编号： 869  试题名称：计算机组成原理（共9 页）

适用专业：计算机科学与技术、软件工程、计算机技术（专业学位）、

软件工程______（专业学位）______

说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

一、填空（满分40分，每题2分）

1．存储程序原理是指______，它是______型计算机体系结构的核心思想。

2．设浮点数长16位，高8位是阶码，含1位阶符，低8位是尾数，含1位数符，阶码和尾数均用补码表示，基值（底）为2，尾数为规格化、无隐藏位，机器数为FC60H的十进制真值是______，十进制真值ll/128的规格化浮点编码是______（16进制助记形式）。

3．已知[x]_补=x₀.x₁x₂...x_n，则[-x]_补=______。

4．设机器数长8位，定点小数，最高位是符号位，的原码是______，的补码是 ______。

5．若浮点数格式中阶码的底一定，且尾数采用规格化表示法，则浮点数的表示范围取决于______的位数，而精度取决于______的位数。

6．半导体随机读写存储器包括______和______，前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。

7．存储系统中，CPU能直接访问______ 和______ ，但不能直接访问磁盘和光盘。

8．设主存储器容量为64K´32位，则CPU中用做主存接口的寄存器MAR的位数是______，MBR的位数是______。

9．中断周期前的CPU工作周期是______，中断周期后的CPU工作周期是______。

10．移码表示法主要用于表示______，以利于在加减运算的______操作中比较大小。

11．某机指令字长24位，定长操作码，共能完成129种操作，采用单地址格式可直接寻址的范围是______，采用二地址格式指令，可直接寻址范围是______。

12．用74181和74182组成64位多重进位运算器，则需______片74181和______片74182。

13．寄存器间接寻址方式中，操作数存放在______，寄存器中存放的是______。

14.CPU从______取出一条指令并执行这条指令的时间称为______。

15．微程序中的微指令是指______。

16．当前正在执行的指令保存在CPU的______寄存器中，运算结果如溢出、为负、为零等状态标志保存在CPU的______寄存器中。

17．设相对寻址的转移指令占两个字节,第一字节是操作码，第二字节是用补码表示的相对位移量，若转移指令地址为200aH ，要求转移到2002H ，则该转移指令第二字节内容为 ______。

18．为运算器构造的简单性，运算方法中常采用______加减法、______乘除法或补码乘除法。

19．组合逻辑控制器的基本思想是：某一微操作控制信号是______译码输出，______信号和各种状态信号的逻辑函数。

20．组合逻辑控制器所采用的三级时序是指______、______和脉冲等三级。

二、选择（满分30分，每题1分）

1．一个8位的二进制整数，若采用补码表示，且由3个“1”和5个“0”组成，则最小值为______。

A．-127　

B．-32　

C．-125　

D．-3

2．下列数中最大的数是______。

A．（10011001）₂   

B．（227）₈　

C．（98）₁₆ 　

D．（152）₁₀

3．若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。

A．阶符与数符相同为规格化数

B．阶符与数符相异为规格化数

C．数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数

D．数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数

4．假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是______。

A．11001011　

B．11010110　

C．11001001

D．11000001

5．计算机的存储器采用分级方式是为了______。

A．减少主机箱的体积

B．解决容量、速度、价格三者之间的矛盾

C．存储大量数据方便

D．操作方便

6．下面所述不正确的是______。

A．RAM可随机存取信息，掉电后信息丢失

B．访问RAM时，访问时间与单元的物理位置无关

C．内存中存储的信息均是不可改变的

D．随机存储器和只读存储器可统一编址

7．某计算机字长32位，存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是______。

A．4M　

B．3M　

C．2M　

D．1M

8．在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______来实现。

A．原码运算的二进制减法器　

B．补码运算的二进制减法器

C．补码运算的十进制加法器　

D．补码运算的二进制加法器

9．在向下生成的堆栈中，如果入栈指令PUSH X的操作定义为：SP ← （SP）+1，M（SP） ← M（X），则出栈指令POP X应定义为______。

A．SP←（SP）-1，M（X）←M（SP）

B．SP←（SP）+1，M（X）←M（SP）

C．M（X）←M（SP），SP←（SP）-1 

D．M（X）←M（SP），SP←（SP）+1

10．以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。

A．RR型　  　 

B．RS型

C．SS型　 

D．SR型

11．微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是______。

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

12．从控制存储器中读取一条微指令并执行相应操作的时间叫______

A．CPU周期　 

B．微周期

C．时钟周期

D．机器周期

13．挂接在总线上的多个部件______。

A．只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据

B．只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据

C．可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据

D．可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据

14．单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用______。

A．堆栈寻址方式  　

B．立即寻址方式

C．隐含寻址方式  　

D．间接寻址方式

15．同步控制是______。

A．只适用于CPU控制的方式

B．只适用于外围设备控制的方式

C．由统一时序信号控制的方式

D．所有指令执行时间都相同的方式

16．为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的办法是采用______。

A．通用寄存器　

B．堆栈

C．存储器

D．外存

17．下面浮点运算器的描述中正确的句子是：______。

A．尾数部件只进行乘法和除法运算

B．阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算

C．阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作

D．尾数部件只进行乘法和减法运算

18．在定点数运算中产生溢出的原因是______。

A．运算过程中最高位产生了进位或借位

B．参加运算的操作数超出了机器表示的范围

C．寄存器的位数太少，不得不舍弃最低有效位

D．运算的结果超出了机器的表示范围

19．在浮点数加减法的对阶过程中，______。

A．将被加（减）数的阶码向加（减）数的阶码看齐

B．将加（减）数的阶码向被加（减）数的阶码看齐

C．将较大的阶码向较小的阶码看齐

D．将较小的阶码向较大的阶码看齐

20．四片74181和1片74812器件相配合，具有如下进位传递功能______。

A．串行进位

B．组内先行进位，组间先行进位

C．组内先行进位，组间串行进位　

D．组内串行进位，组间先行进位

21．指令系统采用不同寻址方式的目的是______。

A．实现存贮程序和程序控制。

B．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性。

C．可直接访问外存。

D．提供扩展操作码的可能并降低指令译码的难度。

22．系统总线地址的功能是______。

A．选择主存单元地址

B．选择进行信息传输的设备

C．选择外存地址

D．指定主存和I / O设备接口电路的地址

23．算术右移指令执行的操作是______。

A．符号位填0，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

B．符号位不变，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

C．进位标志位移至符号位，顺次右移1位，最低位移至进位标志位

D．符号位填1，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

24．某寄存器中的值有时是地址，因此只有计算机的______才能识别它。

A．译码器

B．判断程序

C．指令 

D．时序信号

25．在虚拟存贮器中，当程序正在执行时，由______完成地址映射。

A．程序员　

B．编译器　

C．装入程序

D．操作系统

26．周期挪用方式常用于______方式的输入/输出中 。

A．DMA 

B．中断

C．程序传送  　

D．通道

27．至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。

A．节约元件 　 

B．运算速度快

C．物理器件的性能决定　

D．信息处理方便

28．下列叙述中正确的是______。

A．只有I/O指令可以访问I/O设备。

B．在统一编址下，不能直接访问I/O设备。

C．访问存储器的指令一定不能访问I/O设备。

D．在具有专门I/O指令的计算机中，I/O设备才可以单独编址。

29．在各种I/O方式中，中断方式的特点是______。

A．CPU与外设串行工作，传送与主程序串行工作。

B．CPU与外设并行工作，传送与主程序串行工作。

C．CPU与外设串行工作，传送与主程序并行工作。

D．CPU与外设并行工作，传送与主程序并行工作。

30．某计算机的控制器采用微程序控制方式，微指令中的操作控制字段采用分段直接编码法，共有26个微命令，构成4个互斥类，分别包含3、5、12和6个微命令，则操作控制字段至少有______位。

A．4　 

B．12　

C．15　

D．26

三、简答题（满分30分，每题5分）

1．什么是软件与硬件的逻辑等效性，并举出两个实例。

2．画出微程序控制器的构成框图，并说明各部分的功能。

3．某四位加法器的四位进位信号分别为C₄、C₃、C₂、C₁，低位来的信号为C₀ ，请分别按下述两种方式写出C₄、C₃、C₂、C₁的逻辑表达式。

（1） 串行进位方式　 （2） 并行进位方式

4．当指令系统和数据通路结构确定后，给出组合逻辑控制器的设计步骤。比较组合逻辑控制器和微程序控制器的特点。

5．以打印机输出为例说明中断的全过程，并比较中断方式和DMA方式的特点。

6．比较Cache和虚拟存储器，说明它们的相似点与不同。

四、综合题（共50分）

1．（6分）（1）定点补码加减运算溢出判断的三种方法是什么？分别列出逻辑表达式并加以说明。

（2）已知机器字长8位，x = - 0.0111100，y = +0.1100100，求[x]_补，[-x]_补，[y]_补，[-y]_补，x + y =？，x - y = ？要求给出运算器的计算过程，并用溢出判别方法判断结果是否溢出。

2．（4分）已知X=0.1010,Y=-0.1101,用原码一位乘法计算X*Y=？其中寄存器、加法器的宽度均为4位，要求写出详细计算过程与说明。

解：[X]_原 =______　  [Y]_原 =______

[X*Y]_原 =______  　  　  X*Y =______

实现的具体过程：

3．（6分）已知 X = -0.0110101×2¹¹，Y = 0.1100100×2^-11（此处数均为二进制）。浮点数阶码用4位移码，尾数用8位补码表示（含符号位），

（1）写出X，Y的浮点数表示（要求格式：数符 阶码 尾数）。

（2）计算X+Y，要求给出运算过程（舍入采用0舍1入法）。

（3）如何判断浮点补码加减运算是否溢出?并说明发生溢出时如何处理？并判断上述运算结果是否溢出。

4．（7分）有一个全相联Cache系统，Cache由8个块构成，CPU送出的主存地址流序列分别为：14、18、14、18、8、4、8、10，求

（1）每次访问后，Cache的地址分配情况。

（2）当Cache的容量换成4个块，地址流为6、15、6、13、11、10、8、7时，求采用先进先出替换算法的相应地址分配和操作。

5．（3分）设指令字长为16位, 每个操作数的地址码为6位, 指令有零地址、一地址、二地址3种格式。

（1）设指令系统的操作码长度和位置固定，若零地址指令有M种，一地址指令有N种，则二地址指令最多有几种？

（2）采用扩展操作码技术，二地址指令最多有几种？

（3）采用扩展操作码技术，若二地址指令有P条，零地址指令有Q条，则一地址指令最多有几种？

6．（6分）设某机存储字长、指令字长和机器字长均相等，该机的指令格式如下：

其中，A为形式地址，补码表示（包括一位符号位）；M为寻址方式，

M=0立即寻址；

M=1直接寻址（此时A视为无符号数）；

M=2间接寻址（此时A视为无符号数）；

M=3变址寻址（A为位移量，变址寄存器为R_x）；

M =4相对寻址。

求：（1）该指令格式能定义多少种不同的操作？立即寻址操作数的范围是多少？

（2）写出各种寻址方式（M=1、2、3、4）计算有效地址的表达式。

（3）当M=1、2、4时，能访问的最大主存空间为多少机器字?

7．（8分）某半导体存储器容量4K×8位。其中固化区2K×8位（低地址），用1K×8位的EPROM芯片组成；随机读写区2K×8位（高地址），由2K×4位的SRAM芯片组成。地址总线A₁₁–A₀，双向数据总线D₇–D₀，控制读写。试问：

（1）数据缓冲寄存器多少位？地址寄存器多少位？

（2）二种芯片各需多少片？求每片芯片的片选逻辑式与地址分配完成下表。

（3）设计并完成该存储器逻辑图，注明芯片与地址总线、数据总线和信号线的联结，并实现片选逻辑。

逻辑图：

8．（10分）某计算机的数据通路如下图所示，其中M—主存，MBR—主存数据寄存器，MAR—主存地址寄存器，R₀~R₃—通用寄存器，IR—指令寄存器，PC—程序计数器（具有自增能力），C、D—暂存器，ALU—算术逻辑单元，移位器—左移、右移、直通传送。所有双向箭头表示信息可以双向传送。

请按数据通路图画出下列指令的指令周期流程图：

（1）MOV  R₁，-（R₂），指令功能是（R₂）-1→R₂，（（R₂））→R₁。

（2）ADD  （R₁），（R₂）+，指令功能是（（R₁））+（（R₂））→（R₁），（R₂）+1→R₂。