【计算机组成原理】试卷2004年的内容涵盖了计算机组成原理的基础知识,主要涉及了计算机系统结构、数据表示、运算器设计、存储系统、总线技术、指令系统等多个方面。
1. **冯·诺依曼机工作方式**:冯·诺依曼机的基本特点是采用按地址访问并顺序执行指令的方式,即B选项。这种结构中,程序和数据存储在同一内存中,按照地址顺序执行。
2. **机器数表示零的唯一性**:在补码表示法中,零的表示是唯一的,即B选项。原码、反码和移码在表示正负零时可能会有所不同,而补码则统一为全零。
3. **减法运算实现**:在定点二进制运算器中,减法通常通过补码运算的二进制加法器来实现,选D。补码表示法使得加法器可以同时进行加法和减法运算。
4. **寻址范围计算**:如果计算机字长为32位,存储容量为4MB,按半字编址,寻址范围是2M,因为每个半字占16位,所以4MB/(16位/半字) = 2MB,答案为B。
5. **Cache的作用**:CPU和主存之间加入Cache的主要目的是解决速度匹配问题,加快CPU访问数据的速度,选A。Cache并不直接扩大内存容量或CPU的寄存器数量。
6. **单地址指令处理**:在单地址指令中,要完成两个数的运算,通常会采用隐含寻址方式,即C选项,如累加器或者寄存器中的一个数值作为另一个操作数。
7. **同步控制**:同步控制是指由统一的时序信号控制所有操作的方式,选C。这种方式保证了整个系统的操作同步进行。
8. **PCI总线特性**:PCI总线是一个与处理器无关的高速外围总线,支持猝发式传送,可以有多个设备,但并非所有PCI设备一定是主设备,系统中可以有多个PCI总线,所以C选项描述错误。
9. **刷新存储器容量**:CRT分辨率为1024×1024像素,颜色数为256,需要的刷新存储器容量为1MB (1024 * 1024 * 8 / 8 / 1024) ,选B。
10. **多级中断保存现场**:多级中断时,保存现场最有效的方法是使用堆栈,选B。堆栈可以自动保存和恢复数据,方便多级中断的处理。
**填空题部分**:
11. 运算器、控制器、cache合在一起称为CPU,存储器和控制器合在一起称为MCS(Microcomputer System)。
12. 数的真值可以用原码、反码、补码表示。
13. 常见的半导体随机读写存储器有SRAM(静态RAM)和DRAM(动态RAM),SRAM速度快,但功耗和集成度不如DRAM。
14. 形成指令地址的方式称为寻址方式,包括直接寻址和间接寻址。
15. CPU从内存取出并执行指令的时间称为机器周期,不同指令的机器周期可能不同。
16. 微型机的标准总线发展顺序为:16位的ISA总线,32位的EISA总线,以及后来的PCI总线。
**简答题部分**:
1. **补码运算**:计算补码需要了解二进制补码表示法,对于负数,补码是其原码除符号位外各位取反加1;对于正数,补码等于原码。具体计算略。
2. **双总线结构机器**:这部分内容涉及到指令执行的微操作控制信号序列设计,包括指令的取指、解码、执行等阶段,以及如何优化指令周期,涉及到了微程序控制技术,具体解答略。
这份试卷涵盖了计算机组成原理的基础知识,适合初级学者作为学习和复习之用,通过解答这些问题,学生可以深入理解计算机系统的工作原理,包括运算器、存储系统、总线接口、指令系统等方面的概念和技术。