【计算机组成原理试卷及答案解析】
本试卷涵盖了计算机组成原理中的关键概念，包括二进制数、补码表示、存储器类型、寻址方式、CPU结构、中断处理、微程序控制、总线类型以及存储器设计等多个方面。下面对这些知识点进行详细说明：
1. **二进制数与补码**：
- 十进制数111对应的无符号二进制数是A选项1100111。
- 十进制数-65的八位补码是D选项10111111，这是一个带符号的二进制数表示。
2. **存储器分类**：
- 顺序存取存储器如C选项的磁带，数据按物理顺序存取，而非随机存取。
- U盘、光盘和磁盘属于直接访问存储器（Direct Access Memory），尽管它们在实际操作中可能有随机存取能力。
3. **地址线与存储容量**：
- 2KB存储器需要的地址线数量是C选项12条，因为2^11=2048，即2KB。
4. **堆栈与栈指针**：
- 堆栈初始化时，SP（Stack Pointer）通常被设置为栈顶地址，即B选项。
5. **寻址方式**：
- 直接寻址方式的操作数地址直接在指令中给出，对应C选项。
6. **微地址寄存器**：
- 微地址寄存器用于存储微指令的地址，与C选项的控制存储器关联。
7. **CPU响应中断**：
- CPU通常在一条指令执行结束后响应中断，对应A选项。
8. **DMA数据传输**：
- DMA（Direct Memory Access）控制器负责数据的直接内存传输，不是CPU、主存储器或外设中的微处理器。
9. **系统总线**：
- 系统总线如B选项的PCI（Peripheral Component Interconnect）是计算机内部各组件间通信的接口，不包括USB、RS-232（串行）或SCSI（小型计算机系统接口）。
10. **名词解释**：
- **中断嵌套**：高级中断处理机制，中断处理过程中可以被新的中断打断。
- **微地址寄存器**：存储微指令地址的寄存器。
- **立即数寻址**：指令中直接包含操作数的寻址方式。
- **总线周期**：完成一次数据传输所需的时钟周期数。
- **显示适配器**：也叫显卡，负责将计算机数据转换为屏幕显示的图像。
- **高速缓冲存储器**：缓存（Cache），位于CPU和主存之间，提高数据传输速度。
11. **简答题**：
- **CPU构成**：CPU由运算器和控制器两大部分组成，主要功能是执行指令和控制整个计算机系统的运行。
- **ADD R2，(R1)**：这是一条包含间接寻址和寄存器寻址的指令，操作数形成是取R1中的地址，读取存储器中的数据，然后加上R2中的数据，结果存回R1。
- **微程序控制**：基于控制存储器中的微指令实现CPU的复杂控制，使得硬件逻辑简化。
- **堆栈存储器**：一种先进后出（LIFO）的数据结构，堆栈指针SP用于跟踪栈顶位置。
- **串行总线与并行总线**：串行总线一次传输一位数据，而并行总线同时传输多位，串行总线适合长距离传输，而并行总线适合短距离高速传输。
- **磁盘数据传输率**：磁盘每秒能传输的数据量，主要取决于磁盘转速、磁道密度和扇区大小。
12. **应用题**：
- **Booth算法**：一种减小乘法运算中负数乘法步骤的算法，涉及移位和加法操作。
- **ADD R1, R2, R0**指令执行流程：从IR获取指令，解码得到R2和(R1)作为源操作数，执行加法，结果存入R1。
13. **设计题**：
- 构成4KB存储器需要16片1K8位的存储芯片，因为2^14=16384，即4KB。
- 4KB共需14位地址线，范围从A13到A0。
- 加至1K8位芯片的地址线是低12位，即A11到A0。
- 用于产生片选信号的地址线是高位地址线，这里可能是A13到A15，通过译码器产生各个芯片的片选信号。
以上是对试卷中涉及的计算机组成原理知识点的详细解释，涵盖了大量的理论和实践内容。
