计算机原理作业二(1).doc

《计算机组成原理》 作业2 一. 选择题： 1. 主存储器和CPU之间增加cache的目的是_A_______； A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B.扩大主存储器的容量 C.扩大CPU中通用寄存器的数量 D.既扩大主存容量又扩大CPU中通用寄存器的数量 2. 某机器字长32位，存储容量1MB，按字编址，它的寻址范围是___C____。 A. 1M B. 512KB C. 256K D. 256KB 3．某计算机字长是16位，它的存储容量是64KB，按字编址，它的寻址范围是____A___ A.32K B.32KB C.64K D.64KB 4. 计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是____D____ A.便于读写数据 B.减小机箱的体积 C.便于系统升级 D.解决存储容量，价格和存取速度之间矛盾 5. 相联存储器是按____C____进行寻址的存储器。 A. 地址指定方式 B. 堆栈存取方式 C. 内容指定方式 D. 地址指定与堆栈存取方式结合 6. 在cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到cache内的任意一块的位置上， 则这种方法称为____A_____。 A. 全相联映射 B. 直接映射 C. 组相联映射 D. 混合映射 7. 对于某个寄存器中操作数的寻址方式称为____A_____寻址。 A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接 8. 程序控制类指令的功能是____C_____。 A. 进行算术运算和逻辑运算 B. 进行主存与CPU之间的数据传送 C. 进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D. 改变程序执行的顺序 9. 若使8 bit寄存器A最高位清0，可采用___B_____； A. B. C. D. 10. 微程序存放在___C_____中。 A. 控制存储器 B. RAM C. 指令寄存器 D. 内存储器 11. 微周期指的是____B____所需要的时间； A. 执行一条微命令 B. 执行一条微指令 C. 执行一段微程序 D. 执行一条机器指令 12. 在CPU中，跟踪指令后继地址的寄存器是__B______； A. 主存地址寄存器 B. 程序计数器 C. 指令寄存器 D. 状态寄存器 13. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是___C_____； A. RR型 B. RS型 C. SS型 D. 程序控制指令 14. 指令周期是指___C_____。 A. CPU从主存取出一条指令的时间 B. CPU执行一条指令的时间 C. CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D. 时钟周期时间 15. 同步控制是____B____。 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. 所有指令控制时间都相同的方式 二. 填空题： 1. CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为 PC程序计数器，保存下条指令地址的寄存器为_____ IR指令寄存器__________，保存CPU访存地址寄存器为_______内存地址寄存器AR __________。 2. 计算机系统中的存储器分为____主存储器_______和_____辅助存储器______。在CPU执行 程序时，必须将指令存放在____主存储器_______中。 3. 在同一微周期中_____指不能同时或不能在同一个节拍内并行执行的微操作___________ _的微命令，称之为互斥的微命令；在同一微周期中_____可以编码指能够同时或在同一 个节拍内并行执行的微操作_____的微命令，称之为相容的微命令。显然，______必须各 占一位____________不能放在一起译码。 4. 计算机存储器的最小单位为_____位________，1KB容量的存储器能够存储______位____ ___个这样的基本单位。 5. 对存储器的要求是______容量大______、______速度快_______、____成本低_________ _；为了解决这三方面的矛盾，计算机采用___分级存储器结构__________体系结构。 6. 指令的格式是由_______操作码_______和________地址码_______组成的。 7. 计算机指令系统往往具有多种寻址方式，操作数就是指令的一部分称为____立即数____ ___寻址，操作数地址在指令中称为直接_____寻址，当操作数地址在寄存器中，就采用 ___寄存器间接______寻址方式。 8. 在寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在_____寄存器________中，而操作数存放在_ ___主存单元的地址_________中。 9. 在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条_____ 计算机组成原理作业主要涵盖计算机硬件的基本概念和工作原理，包括CPU、存储系统、指令系统以及控制逻辑等多个方面。下面是对这些题目中涉及知识点的详细解释： 1. Cache的目的是解决CPU与主存的速度不匹配问题，通过缓存高速数据来减少访问主存的次数，提高系统性能。 2. 一个32位字长的计算机，1MB存储容量，按字编址，寻址范围是2^20/4=2^19=512KB。注意这里的“字”是32位，所以2^20字节等于512KB字。 3. 对于16位字长，64KB存储容量，按字编址，寻址范围是2^16/2=2^15=32K，因为每2个字节形成一个字。 4. 分级存储体系（如Cache-主存-硬盘）是为了解决存储容量、价格和存取速度之间的矛盾，使得快速但昂贵的小容量存储能弥补慢速但便宜的大容量存储的不足。 5. 相联存储器按内容指定方式进行寻址，即查找时是通过比较存储的内容来找到对应位置。 6. 全相联映射允许主存的任何一块都可以映射到Cache的任何一块，灵活性最高。 7. 寄存器直接寻址是直接指定寄存器作为操作数。 8. 程序控制类指令用于改变程序执行的顺序，如跳转、循环等。 9. 清除8位寄存器最高位，通常使用逻辑与操作，与0x80按位与得到0x00，因此选B。 10. 微程序通常存储在控制存储器中，用于实现复杂的控制逻辑。 11. 微周期是执行一条微指令所需的时间。 12. 程序计数器PC负责跟踪指令的后续地址。 13. SS型指令（如存储-存储操作）通常执行时间较长，因为涉及到两次存储器访问。 14. 指令周期是CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间。 15. 同步控制是指由统一时序信号控制的方式，确保所有部件在同一时刻进行相应的操作。 填空题部分： 1. 程序计数器(PC)保存当前指令地址，指令寄存器(IR)保存下条指令，内存地址寄存器(AR)保存CPU访问的内存地址。 2. 存储器分为主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘），程序执行时指令需存放在主存储器。 3. 互斥的微命令是指不能同时执行的微命令，相容的微命令可以并行执行，互斥微命令不能放在一起译码。 4. 计算机存储的最小单位是位，1KB=2^10字节，每个字节8位，共能存储2^10*8=8192位。 5. 存储器要求高容量、高速度、低成本，分级存储体系结构解决这一矛盾。 6. 指令格式包含操作码和地址码，操作码指示操作类型，地址码提供操作数或操作数地址。 7. 立即数寻址指令的操作数直接在指令中给出，直接寻址指令的操作数地址在指令中，寄存器间接寻址的操作数地址在寄存器中。 8. 寄存器间接寻址中，有效地址在寄存器，操作数在对应主存地址。 9. 在CPU的一个CPU周期中，微命令组合执行特定操作，构成微指令。 这些题目涵盖了计算机硬件系统的基础知识，包括CPU内部结构、存储器系统、指令系统和微程序控制等方面，对于理解计算机的工作原理至关重要。