联大学堂《计算机科学与技术计算机组成与系统结构（河南理工大学）》题库及答案

联大学堂《计算机科学与技术计算机组成与系统结构（河南理工大学）》题库及答案
1、请说明常见的中断处理程序入口产生方法。
正确答案：现在普遍采用向量中断方式：将各中断处理程序入口地址组织在中断向量表中，存在主存中的一段特定区域；获得批准的中断源向CPU送入一个编码（如中断类型码），CPU将它变换为一个向量地址；据此访问中断向量表，从中读取处理程序入口地址。
2、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？
正确答案：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状态寄存器SR，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。
3、常用的数据寻址方式有哪些？
正确答案：隐含寻址、立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、存储器间接寻址、相对寻址、变址和基址寻址
4、何谓同步传送方式？何谓异步传送方式？
正确答案：①同步方式：数据传送由一个统一的时序信号同步定时（或：从同一个公共的时钟信号中获得定时信号）。有固定的时钟周期、总线周期划分。②异步方式：数据传送用应答方式实现，没有时钟周期划分；总线周期根据实际需要而定，需长则长、能短则短。
5、计算机系统中异步控制方式的三个主要特点是什么？
正确答案：系统中没有统一的时钟，各部件有自己的时钟信号，各个微操作的进行是采用应答方式工作。
6、存储器芯片中采用地址复用技术有什么优点
正确答案：要增加一存储器芯片的容量时，其所需的地址线也要随之增加，如果采用地址复用技术，将把地址分批送入芯片。这样可以保证不增加芯片的地址引脚，从而保证芯片的外部封装不变。
7、简述cache常用的地址映射方法。
正确答案：全相联映射、组相联映射、直接映射。
8、在浮点数中，阶码的正负和尾数的正负各代表什么含意？对实际数值的正负与大小有何影响？
正确答案：①阶码为正，表示将尾数扩大。②阶码为负，表示将尾数缩小。③尾数的正负代表浮点数的正负。
9、在“Cache－主存－辅存”三级存储体系中，“Cache－主存”结构与“主存－辅存”结构的引入各为了解决什么问题？
正确答案：①“Cache－主存”结构的引入是为了解决主存与CPU速度不匹配的问题。②“主存－辅存”结构的引入是为了解决主存储器容量不足的问题。
10、假设寄存器R中的数值为2000，主存地址为2000和3000的地址单元中存放的内容分别为3000和4000，若按以下寻址方式，访问到的操作数各是多少？①寄存器寻址R；②寄存器间接寻址（R）；③存储器间接寻址（2000）。
正确答案：①寄存器寻址R，操作数是2000；②寄存器间接寻址（R），操作数是3000；③存储器间接寻址（2000），操作数是4000
11、静态存储器依靠什么存储信息？动态存储器又依靠什么原理存储信息？试比较它们的优缺点。
正确答案：①静态存储器以双稳态触发器为存储信息的物理单元，依靠内部交叉反馈保存信息。速度较快，不需动态刷新，但集成度稍低，功耗大。②动态存储器依靠电容上暂存电荷来存储信息，电容上有电荷为1，无电荷为0.集成度高，功耗小，速度悄慢，需定时刷新。
12、Cache的替换策略是什么？
正确答案：随机法是用一个随机数产生器产生一个随机的替换块号；先进先出法是替换最早调入的存储单元；近期最少使用法替换近期最少使用的存储。
13、8位无符号整数和8位定点原码整数的表示范围分别是多少？
正确答案：①8位无符号整数的范围：0－255.②8位定点原码整数的范围：-127－127。
14、为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
正确答案：①总线判优控制解决多个部件同时申请总线时的使用权分配问题；②常见的集中式总线控制有三种：链式查询、计数器定时查询、独立请求；③特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，对电路故障最敏感；计数器定时查询方式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂；独立请求方式速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高。
15、硬连线控制器设计步骤是什么？
正确答案：①根据每条指令功能，确定每条指令的执行步骤，画出指令执行的流程图。②列出每条指令在每个操作步骤（机器周期）中所需的控制信号。③写出每个控制信号的逻辑表达式。④画出控制器的逻辑框图。
16、串行总线和并行总线有何区别？各适用于什么场合？
正确答案：串行总线的数据传输是在一条线路上按位进行。线路成本低，传送速度慢。适用场合：主机与低速外设间的传送、远距离通信总线的数据传送、系统之间的数据传送。并行总线需要多条传输线，所有的数据位同时进行传输。线路成本高，传送速度快。适用场合：短距离的高速数据传输。
17、当读取并执行一条指令时，控制器的主要功能是什么？
正确答案：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。
18、总线接口的基本功能是什么？
正确答案：控制、数据缓存、状态设置、数据转换、整理、程序中断。
19、总线接口的基本功能是什么？
正确答案：控制、数据缓存、状态设置、数据转换、整理、程序中断。
20、什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？
正确答案：①计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。②计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。③计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
21、微程序控制器如何产生微指令？微指令、微程序与机器指令之间的对应关系如何？
正确答案：①微程序控制器是从控制存储器中读取微指令，从而产生微指令。②一条微指令包含的微指令控制实现一步（一个时钟周期）操作，若干条微指令组成的一段微程序解释执行一条机器指令，整个微程序实现指令系统功能。
22、微地址的形成方法有哪些？
正确答案：计数器方式、断定方式和结合方式。计数器方式，又称增量方式。用微程序计数器μPC来产生指令的微地址，将微程序中的各条微指令按顺序安排在控制存储器中，后继地址由现行微地址加上一个增量形成。断定方式，根据机器状态决定下一条微指令的地址，下一条微指令的地址包含在当前微指令的代码中。结合方式，是将计数器方式和断定方式相结合。
23、中央处理器的基本功能是什么？
正确答案：（1）指令控制，即对程序运行的控制；（2）操作控制，即对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，这是CPU的最基本功能；（4）异常处理和中断处理，如处理运算中的溢出等错误情况以及处理外部设备的服务请求等。此外，CPU还具有存储管理、总线管理、电源管理等扩展功能
24、程序查询I/O方式
正确答案：启动I/O设备后，CPU程序查询，若未准备好则等待，若条件已具备则执行I/O操作
25、何谓虚拟存储器？其主要好处是什么？
正确答案：虚拟存储器：为了扩大容量，把辅存当作主存使用，所需要的程序和数据由辅助的软件和硬件自动地调入主存，对用户来说，好像机器有一个容量很大的内存，这个扩大了的存储空间称为虚拟存储器。虚拟存储器的主要好处是虚拟扩大主存容量，减轻用户对程序进行分块的烦恼，提高软件开发效率。
26、机器指令
正确答案：二进制代码表示的计算机指令是计算机硬件能识别并直接执行的操作命令。
27、以DMA方式实现传送，大致可分为哪几个阶段？
正确答案：①DMA传送前的预置阶段（DMA初始化）②数据传送阶段（DMA传送）③传送后的结束处理
28、一条指令要包含哪些信息？
正确答案：一条机器指令要包含以下信息：①操作的类型②操作数的存储位置（操作数的地址）③操作结果的存储位置④下一条指令的地址
29、简述寄存器间接寻址方式的含义，说明其寻址过程。
正确答案：操作数的地址在寄存器中，指令中给出寄存器号。寻址过程：从指令中取出寄存器号，找到对应的寄存器，以该寄存器内容作为地址访问主存，读出操作数。
30、逻辑地址
正确答案：程序员编程时使用的，与内存物理地址无固定对应关系的地址。
31、ALU
正确答案：算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑运算。
32、请比较说明中断方式与DMA方式的异同。
正确答案：①相同点：二者都由随机请求引起。②不同点：中断方式通过执行处理程序进行处理，DMA方式直接依靠硬件实现数据直传。中断方式可处理复杂事件、控制中低速I/O操作，DMA方式适于简单的、高速的数据批量传送。
33、堆栈有哪两种基本操作？它们的含义是什么？
正确答案：堆栈的两种基本操作是入栈和出栈。入栈操作过程：先移动栈顶指针：（SP）-1→SP；后压入数据：数据→（SP）出栈操作过程：先弹出数据：（（SP））→寄存器；后动栈顶指针：（SP）+l→SP
34、机器指令
正确答案：二进制代码表示的计算机指令是计算机硬件能识别并直接执行的操作命令。
35、Cache
正确答案：位于CPU与主存之间的高速缓存，用来存放当前频繁访问的内容。
36、ROM
正确答案：只读存储器，一种只能读取数据不能写入数据的存储器。
37、DMA方式
正确答案：直接依靠硬件实现主存与外设之间的数据直接传输，传输过程本身不需CPU程序干预。
38、主存
正确答案：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
39、微程序控制器的设计步骤是什么？
正确答案：①根据每条指令功能，确定每条指令的执行步骤，画出微程序的流程图。②列出每条指令在每个操作步骤（机器周期）中所需的控制信号。③写出各控制信号以及各伪指令的控制字。④在微程序流程图中安排每条微指令存储地址。⑤设计每条指令的格式，写出每条微指令的代码。⑥设计形成多路分支微地址的形成方法。
40、用16K×8位的存储器芯片构成64K×8位的存储器。设计相应的存储器，写出需要选用的芯片个数，写出片内地址线的选择，片选地址线的选择，写出选用的译码器及片选信号选择的译码器的输入端。（其中片选信号选择的译码器的输入端的表示如下例芯片0的片选信号为译码器的Y0输出端，写为CE0=Y0）
正确答案：4片|16位|片内|14|A15|A14|片选|2-4|译码器|Y0|Y1|Y2|Y3
41、总线
正确答案：一组可由多个部件分时共享的信息传输线。
42、一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K×4位，8K×8位，16K×8位，16K×16位
正确答案：14|32|46|128|16|8|4|2
43、硬连接控制器
正确答案：由组合逻辑构成的控制器，也称组合电路控制器。组合逻辑电路是由“与”门、“或”门以及“非”门等电路构成的不具有记忆能力的数字电路
44、主设备
正确答案：申请并获得总线控制权的设备，在收发双方中主动的一方。
45、程序查询I/O方式
正确答案：启动I/O设备后，CPU程序查询，若未准备好则等待，若条件已具备则执行I/O操作
46、某8位微型机地址码为18位，若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为32K×8位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU如何选择各模块板？
正确答案：256|8|16|128|最高|3位|模板|次高|片内地址|12位
47、微程序控制器
正确答案：将执行指令所需要的微命令以代码形式编成微指令序列（微程序），存入一个控制存储器，需要时从该存储器中读取。按这种方式工作的控制器称为微程序控制器。
48、用1K×4片的存储芯片构成一个4K×8的存储器，地址线
A.5――A0（低），双向数据线D7――D0WE控制读写，CE为片选输入端。设计相应的存储器，写出需要选用的芯片个数，芯片的分组，写出片内地址线的选择，片选地址线的选择，写出选用的译码器及片选信号选择的译码器的输入端。（其中片选信号选择的译码器的输入端的表示如下例芯片0的片选信号为译码器的Y0输出端，写为CE0=Y0）
正确答案：8|4|片内|10|片选|Al0|All|2-4|译码器|Y0|Y1|Y2|Y3
49、随机存取方式
正确答案：可按随机地址直接访问任一存储单元，存取时间与单元位置无关。
50、用2K×4/片的存储芯片构成一个8KB的存储器，地址线A15~A0（低），双向数据线D7~D0，CE片选信号，WE控制信号。设计相应的存储器，写出需要选用的芯片个数，写出片内地址线的选择，片选地址线的选择，写出选用的译码器及片选信号选择的译码器的输入端。（其中片选信号选择的译码器的输入端的表示如下例芯片0的片选信号为译码器的Y0输出端，写为CE0=Y0）
正确答案：8|片选|A12|A11|片内|A10|A0|2-4|译码器|Y0|Y1|Y2|Y3
51、机器指令
正确答案：二进制代码表示的计算机指令是计算机硬件能识别并直接执行的操作命令。
52、ALU
正确答案：算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑运算。
53、主存
正确答案：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
54、指令周期
正确答案：从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间。
55、ROM
正确答案：只读存储器，一种只能读取数据不能写入数据的存储器。
56、Cache
正确答案：位于CPU与主存之间的高速缓存，用来存放当前频繁访问的内容。
57、RISC
正确答案：精简指令系统计算机，只采用使用频度高、简单、执行速度快的指令类型。
58、DMA方式
正确答案：直接依靠硬件实现主存与外设之间的数据直接传输，传输过程本身不需CPU程序干预。