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题目只按照章节分类,章节内的题目并不是按课本顺序进行排列的
这些题并不是完整的计算机组成原理全部内容,仅仅是重点,建议只在期末复习用
1. 计算机的诞生和发展
Q: 计算机由哪五部分组成
A:
-
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。
-
采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中,并以二进制码表示。
-
指令由操作码和地址码组成
-
指令在存储器中按执行顺序存放,由**指令计数器(即程序计数器PC)**指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序递增,但可按运算结果或外界条件而改变。
Q: 运算器和控制器又称
A: 中央处理器(简称CPU)
Q: 选择题
计算机问世至今,新型机器不断推陈出新,不管怎样更新,依然保有“存储程序”的概念,最早提出这种概念的是__B___。
A.巴贝奇
B.冯. 诺依曼
C.阿塔纳索夫
D.贝尔
Q: 选择题
冯·诺依曼计算机的最主要特点是__A__
A.存储程序方式并采用二进制数据编码
B.采用LSI和VLSI电路
C.有功能强大的操作系统
D.采用Cache、主存、辅存三级存储结构
Q: 选择题
计算机硬件能直接识别的语言是__C__
A.自然语言
B.高级语言
C.机器语言
D.汇编语言
Q: 选择题
下列有关运算器的描述中,___D___是正确的。
A. 只做算术运算,不做逻辑运算
B. 只做加法
C. 能暂时存放运算结果
D. 既做算术运算,又做逻辑运算
Q: 选择题
迄今为止,计算机中的所有信息仍然以二进制形式表示的原因是__C__
A.节约元件
B.运算速度快
C.物理器件性能决定
D.信息处理方便
Q: 选择题
通常划分计算机发展时代是以__A__为标准的。
A.所用电子器件
B.运算速度
C.计算机结构
D.所用语言
Q: 选择题
目前的计算机,从原理上讲__C___。
A.指令以二进制形式存放,数据以十进制形式存放
B.指令以十进制形式存放,数据以二进制形式存放
C.指令和数据都以二进制形式存放
D.指令和数据都以十进制形式存放
Q:摩尔定律
A: 存半导体芯片集成度大体上每18个月翻一番
2. 组合逻辑电路
如果逻辑电路的输出状态仅和当时的输入状态有关,而与过去的输入状态无关,称这种逻辑电路为组合逻辑电路。
常见的组合逻辑电路有三态门、异或门、加法器、算术逻辑单元、译码器、数据选择器等。
Q: D触发器的特征方程
A:
P.S.
Q: 异或公式
A:
Q: 全加器的真值表
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Q: 全加器的逻辑表达式
A:
Q: 根据图2.12的四位超前进位加法器,假设,异或门的平均延迟时间为20ns,其它门的平均延迟时间为10ns
-
** 从X、Y输入到F输出需要多少时间?**
- A1: 经过三级与门和或门和最后一级异或门,
-
如果加法器扩大到8位,直接产生超前进位信号,将产生什么问题?
- A2: 电位信号的公式将更长,需要更多的门,电路级数增加,信号延迟时间更长
P.S. 异或门的平均延迟时间为20ns,其它门的平均延迟时间为10ns
Q:使用JK触发器构成4位二进制同步计数器
Q: J-K触发器的特征方程
4. 主存贮器
为了弥补主存读写速度慢所造成的不利影响,一般在CPU与主存之间设置高速缓冲存贮器(cache)。
Q:选择题
主存储器是计算机系统的记忆设备,主要用来__C__
A. 存放数据
B. 存放程序
C. 存放数据和程序
D. 存放微程序
选择题
存储器的随机访问方式是指__D__。
A. 可随意访问存储器
B. 按随机文件访问存储器
C. 可对存储器进行读出与写入
D. 可按地址访问存储器任一编址单元,其访问时间相同且与地址无关
选择题
在计算机中能直接与CPU交换数据的是__D__ 。
A. RAM、ROM和外部I/O设备
B. 主存储器和辅助存储器
C. 随机存储器和外存储器
D. cache和主存储器
选择题
存储周期是指__C__
A.存储器的读出时间
B.存储器的写入时间
C.存储器进行连续两次存储操作所需间隔的最小时间
D.存储器的读出和写入时间的平均值
E. 存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔
选择题
某计算机内存按字节编址,内存地址区域从44000H到6BFFFH,
共有___B___K字节。
A. 128
B. 160
C. 180
D. 220
即160K
选择题
如果主存容量为16M字节,按字节编址,表示该主存地址至少应需要_____C____位。
A.16
B.20
C.24
D.32
1M=1024kb 1kb=1024b 所以,16M=16×1024×1024b=2的24次方 因此需要24位
选择题
在存储器芯片内部,地址译码采用双译码方式是为了__D__ 。
A. 扩大寻址范围
B. 减少存储单元数目
C. 增加存储单元数目
D. 减少存储单元的选通线数目
选择题
DRAM地址分两次输入(行选通RAS、列选通CAS)的目的
是___B___
A.提高速度
B.减少芯片引脚的数目
C.实时刷新
D.满足逻辑电平的需要
选择题
半导体存储器速度最快的是__C__
A.EPROM
B.DRAM
C.SRAM
D.FLASH MEMORY
选择题
若动态RAM每毫秒必须刷新100次,一个存储周期需要200ns,则刷新占存储器总操作时间的百分比是__D__
A.0.5%
B.1.5%
C.1%
D.2%
A:动态RAM是读出式刷新,一个存储周期即为一次刷新时间。每毫秒必须刷新100次,即刷新间隔时间为 则刷新占存储器总操作时间的
选择题
在构成大容量主存时,一般选择__B__。
A. SRAM
B. DRAM
C. ROM
D. E2PROM
A:静态RAM的特点是存取速度快,但单位价格(每字节存储空间的价格)较高;动态RAM则是存取速度稍慢,但单位价格较低,所以考虑到价格因素,在构成大容量的存储器时一般选择动态存储器。
选择题
动态RAM比起静态RAM的主要优点是___C___
A.速度快
B.数据不易丢失
C.存储密度高
D.控制简单
A:静态存储位元电路能够长久保持信息,不需要刷新,但是静态存储位元电路具有功耗大、集成度低的缺点。 动态存储位元电路克服了静态存储位元电路的缺点,功耗较低,因此集成度可做得较大。但是动态存储的电荷不能长期保存,经过一段时间就必须刷新。
选择题
静态半导体存储器SRAM ___D___。
A. 在工作过程中,存储内容保持不变
B. 在断电后信息仍能维持不变
C. 不需要动态刷新
D. 芯片内部有自动刷新逻辑
说明:SRAM不需要动态刷新,而DRAM需要动态刷新。
选择题
某SRAM芯片,双列直插式封装,其存储容量为512×8位,则该芯片引脚的数目至少应为__D__。
A. 19
B. 20
C. 21
D. 22
解:该芯片8位数据,所以数据线为8根,寻址空间,所以地址线为9根,加上电源端和接地线2根,读、写控制线2根,片选线1根,总共引出线数目=8+9+2+2+1=22根。因是双列直插式封装,本题答案为D。
选择题
在1K×8位的存储器芯片中,若采用双译码方式,则两个译码器输出的信号线共有__B__条。
A.1024
B.64
C.32
D.10
A:,采用双译码方式时构成一个的方阵,译码器的.
选择题
某机器的主存储器容量共32KB,由16片16K×1位(内部采用128×128存储器阵列)的DRAM芯片字位扩展构成,刷新周期为2ms。若采用集中式刷新方式,那么对所有存储单元刷新一遍需要__A__存储周期。
A.128
B.256
C.1024
D.16384
说明:动态存储器DRAM的刷新原则是:各DRAM芯片同时刷新,片内逐行刷新。因此只要知道DRAM芯片有多少行,就知道刷新一遍需要多少个存储周期。
选择题
多体交叉存储器主要解决的问题是__B__
A.扩充主存储器的容量
B.提高主存储器数据传输率
C.减少主存储器芯片数量
D.简化线路结构
选择题
动态存储器芯片采用行、列地址分时复用、分别译码的好处是___A,D__。
A.简化译码电路
B. 减少存储单元数目
C. 增加存储单元数目
D.减少芯片引脚的数目
Q: 半导体存储芯片的译码驱动方式
A: 双译码方式和单译码方式相比,有效地减少了译码器输出线的数目。
Q:设A为锁存器,B为D触发器,输入信号和触发信号关系如下图所示,画出输出端波形(高A、B原状态均为0)
A:
锁存器:开始0,使能置1触发后输出=输入,使能置0出发后保持不变 D触发器: 只在上升沿进行改变
Q: 某计算机内存按字节编址,内存地址区域从14000H到1FFFFH,若采用的SRAM芯片,构成该内存区域共需______片。
A:
共需要6片的SRAM芯片
Q: 有一个的存储器,由的2164RAM芯片构成(芯片内是4个结构)
- 总共需要多少个RAM芯片?
- 采用分散刷新方式,如单元刷新间隔不超过2ms,则刷新信号的周期是多少?
- 如采用集中刷新方式,设读/写周期T=0.1μs,存储器刷新一遍最少用多少时间?
Q:假定位线分布电容=1.35pF;存储电容=17.5pF;充有电荷,位线通过分布电容预充电至高电平(高电平==5V)。当字线出现高电平后,T导通,电容和串联,忽略MOS管T的导通电阻。问:当电路稳定后,位线电位下降多少伏?
A: 电容和串联后,两电容存储的电荷相等,即
位线电位 位线电位下降的电压
选择题
ROM与RAM的主要区别是___B___
A.断电后,ROM内的信息会丢失,RAM则可长期保存信息
不丢失
B.断电后,RAM内的信息会丢失,ROM则可长期保存信息
不丢失
C.ROM是辅助存储器,RAM是主存储器
D.ROM是主存储器,RAM是辅存储器
Q: 某数据的7位编码为0110101,若在其中最高位之前加一位偶校验位,则编码为__B__.
A.10110101 B.00110101 C.01101011 D.01101010
[解析] 偶校验的编码方法是在信息数据中添加1个二进制位,使得整个信息数据的二进制位中,1的个数为偶数。本题的0110101中已经有4个1,所以应添加的二进制位为0。故编码为00110101,应该选择B。
Q: 计算机系统需要一个16M字×8位的存储器,现有存储芯片为。
-
计算需要多少个存储器芯片?
-
存储器芯片和主存储器的地址长度各需要多少位?
- 存储器芯片的地址长度为20位。主存储器的地址长度为24位
-
画出用存储器芯片构成主存储器的逻辑示意图
Q:用16进制表示的地址1234567,其体内地址和体号是多少?
最后一位为体号: 前n-1位位体内地址:
选择题
某存储器容量为32K×16位,则__C___。
A. 地址线为16根,数据线为32根
B. 地址线为32根,数据线为16根
C. 地址线为15根,数据线为16根
D. 地址线为15根,数据线为32根
A: 解:该芯片16位,所以数据线为16根,寻址空间32K=215,所以地址线为15根。本题答案为C。
Q: 动态存储器的容量为64Mbit,访问周期是60ns,要求在2ms内必须刷新一遍。计算存储器在不间断工作的情况下,刷新所占的时间比是多少?
A:
所以存储器共有8192行、 8192列
动态存储器按行刷新,8192行要在2ms内全部刷新一遍,因此,只要每刷新一行即可。
因为刷新一行用时60ns,刷新所占的时间比是
Q: 用16M字×8位的存储芯片构成一个64M字×16位的主存储器。要求既能够扩大存储器的容量,又能够缩短存储器的访问周期。
-
计算需要多少个存储器芯片
- 共需存储芯片
-
存储器芯片和主存储器的地址长度各需要多少位?
- 存储器芯片的地址长度为24位
- 主存储器的地址长度为26位
-
画出用存储器芯片构成主存储器的逻辑示意图。
Q: DRAM的刷新速度是()?
A: 2ms
Q: 存储器的连线图
6. 中央处理器
Q: 今有三位计数器,其8个译码输出不允许有毛刺,应该如何设计编码?写出最低位的D型触发器的输入逻辑表达式。
A:
-
逻辑抽象、列状态转换表:
-
根据状态转换表,得状态方程:
Q: 掌握微指令编码
选择题
计算机的控制器是由多种部件组成的,其中不包括_C___。
A.指令寄存器IR
B.程序计数器PC
C.算术逻辑单元ALU
D.程序状态字寄存器PSW
Q: 试写出下述三条指令的微程序编码:
-
JMP(无条件转移到(rs1)+disp)
- 取指微指令(必不可少,而且必须是第一条微指令)
- ① PC→AB ADS M/IO W/R有效(存储器数据→DB)
- ② DB→IR
- 计算有效地址((rs1)+disp)后,转移到新地址(做(rs1) + disp-> PC)
- ① rs1→GR
- ② (rs1) → ALU
- ③ disp → ALU
- ④ ALU做"+"法
- ⑤ ALU → PC
- 取指微指令(必不可少,而且必须是第一条微指令)
Q: CPU(CPU(运算控制器)逻辑框图)
我也不知道这个有什么用
7. 主存贮器
设cache的存取时间为,命中率为,主存的存取时间为
cache的命中率(:cache完成存取的总次数;:主存完成存取的总次数)
存储周期指连续启动两次独立的存储器操作
Q:cache的存取周期是40ns,主存的存取周期是200ns,cache 主存系统平均访问时间为50ns,求cache的命中率?
A: 根据题意: ; ;
Q:某计算机系统的内存存储系统是由cache和主存构成,cache的存取周期是45ns,主存的存取周期是200ns,已知在一段给定的时间内,CPU共访问存储系统2000次,其中访问主存100次,问:
-
cache的命中率是多少?
- 访问主存的次数
- 访问cache的次数
- 命中率
-
CPU访问该内存存储系统的平均时间?
-
cache-主存的效率是多少?
Q: 设设某计算机采用直接映像cache,已知容量是4096B。
-
若CPU依次从主存单元和交替取指令,循环执行10次,问命中率为多少?
- (1) 命中率 = 0
-
(2) 如cache存取时间为10ns,主存存取时间为100ns,cache命中率为95%,求平均存取时间。
Q:主存储器容量为4MB,虚存容量为1GB。
-
虚拟地址和物理地址各为多少位?
- 虚存容量为1GB,,所以虚拟地址为30位
- 主存储器容量为4MB,,所以物理地址为22位
-
根据寻址方式计算出来的有效地址是虚拟地址还是物理地址?
- 虚拟地址
-
如果页面大小为4kB,页表长度是多少?