電子技大學(xué)1998年研究生入學(xué)考試計(jì)算機(jī)組成原理試題（含參考答案）
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時(shí)間：2007-06-06 14:43:36
電子技大學(xué)1998年研究生入學(xué)考試試題（組成原理）
注: 應(yīng)屆考生作一、二、三、四(1~5)、五(1~8)題。在職考生作一、二、三題，從四中選作5題，從五（1~12）中選作8題。
一、(20分)某CPU包含算邏運(yùn)算部件ALU，輸入選擇器A、B，輸出移位器，通用寄存器R0~R3，暫存器C、D，堆棧指針SP，程序計(jì)數(shù)器PC，指令寄存器IR，與主存儲(chǔ)器接口的地址寄存器MAR和數(shù)據(jù)緩沖寄存器MBR等。
1、畫出CPU內(nèi)部寄存器級(jí)數(shù)據(jù)通路框圖。
2、擬定該CPU的微指令格式，并簡要說明各字段功能含義。
3、在下述指令中選擇一條指令，實(shí)現(xiàn)將寄存器R2的內(nèi)容壓入堆棧，并以寄存器傳送語句形式(如R0R1)描述該指令從讀取到執(zhí)行的流程。
① MOV (R3),(SP) ;源尋址方式為寄存器間址，目的尋址方式為堆棧尋址。
② MOV R2,-(SP)；源尋址方式為寄存器尋址，目的尋址方式為堆棧尋址。
③ MOV (SP) ,R2；源尋址方式為堆棧尋址，目的尋址方式為寄存器尋址。
④ MOV -(SP),（R2）；源尋址方式為堆棧尋址，目的尋址方式為寄存器間址。
二、（15分）某半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量為14KB,其中0000H~1FFFFH為ROM區(qū)，2000H~37FFH為RAM區(qū)，地址總線A15~A0（低）雙向數(shù)據(jù)總線D7~D0(低)，讀/寫控制線R/W �？蛇x用的存儲(chǔ)芯片有EPROM4KB/片，RAM2K×4/片。
1、畫出該存儲(chǔ)芯片級(jí)邏輯圖，包括地址總線、數(shù)據(jù)線、片選信號(hào)線（低電平有效）及讀/寫信號(hào)線的連接。
2、說明加到各芯片的地址值。
3、寫出各片選信號(hào)的邏輯式。
三、（15分）某PC機(jī)需擴(kuò)展4臺(tái)I/O設(shè)備，主機(jī)與設(shè)備之間以中斷方式交換數(shù)據(jù)。4臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)中斷接口，占用一個(gè)中斷類型碼。CPU能分別向4臺(tái)設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)、清除、屏蔽等命令。各設(shè)備能分別向CPU提供工作、空閑、中斷請(qǐng)求、故障等狀態(tài)信息。
1、畫出該中斷接口寄存器級(jí)粗框圖。
2、擬定命令字格式和狀態(tài)字格式。
3、根據(jù)所設(shè)計(jì)的接口中，說明主機(jī)與其中某一設(shè)備交換一次數(shù)據(jù)的全過程：主機(jī)如何啟動(dòng)設(shè)備？設(shè)備何時(shí)申請(qǐng)中斷？中斷請(qǐng)求如何傳送？CPU如何響應(yīng)？如何查詢提出請(qǐng)求的設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)與該設(shè)備的數(shù)據(jù)交換？
四、（10分）
下述結(jié)論或有錯(cuò)誤，或不確切，請(qǐng)改正。
1、補(bǔ)碼不恢復(fù)除法中，夠減商0，不夠減商1.
2、在浮點(diǎn)加減運(yùn)算中的對(duì)除操作中，若除碼增大則尾數(shù)右移；若階碼減小，則尾數(shù)左移。
3、簡化地址結(jié)構(gòu)的基本方法是盡量采用寄存器尋址。
4、總線的數(shù)據(jù)通咱寬度是指該總線的尋址空間大小。
5、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器需定期刷新的原因是讀出后原來存儲(chǔ)的內(nèi)容被破壞。
6、程序狀態(tài)字PSW反映設(shè)備和接口的工作狀態(tài)。
7、外圍設(shè)備與主存統(tǒng)一編址是指為每臺(tái)外設(shè)分配一個(gè)總線地址。
8、在常用磁盤中，外圈容量比內(nèi)圈容量大。
五、（40分）
1、什么是隨機(jī)存取方式？在下列存儲(chǔ)器中，哪些采用隨機(jī)存取方式？
SRAM、DRAM、ROM、EPROM、磁帶、磁盤、光盤
2、什么是同步控制方式？什么是異步控制方式？試舉兩例說明同步控制方式在實(shí)際應(yīng)用中的變化。
3、什么是中斷方式？它與轉(zhuǎn)子方式有何異同點(diǎn)？
4、某CRT顯示器工作于字符顯示方式，顯示規(guī)格為25行×80列字符。能顯示64種字符，每個(gè)字符由橫向7個(gè)點(diǎn)，縱向9個(gè)點(diǎn)組成。試問顯示緩存VRAM和字符發(fā)生器ROM的內(nèi)容分別是什么？容量各為多少了節(jié)（不考慮字符屬性）？
5、磁盤工作的速度指標(biāo)有哪幾項(xiàng)？各項(xiàng)速度指標(biāo)分別描述磁盤的何種操作？
6、試比較微程序控制方式與組合邏輯控制方式的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合。
7、什么是DMA方式？在其程序準(zhǔn)備階段通常給出哪些初始化信息？
8、簡要說明CPU內(nèi)總線與系統(tǒng)總線在功能、信號(hào)組成以及時(shí)序控制方式等方面的特點(diǎn)。
9、請(qǐng)分別解釋向量中斷，中斷向量、向量地址等三個(gè)概念。
10、什么是磁記錄方式？常規(guī)磁帶機(jī)、數(shù)據(jù)流式磁帶機(jī)和磁盤機(jī)各采用哪些磁記錄方式？
11、試從數(shù)據(jù)傳送格式和接口組成方面說明并行接口與串行接口的區(qū)別。
12、當(dāng)主機(jī)掛接多種外設(shè)時(shí)，如何用通用I/O指令擴(kuò)展I/O功能?試舉一例說明。
1998年《計(jì)算機(jī)組成原理》參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
一、（20分）
1、（5分）框圖
2、（5分）微指令
AI：A輸入選擇； BI：B輸入選擇；SM：ALU 功能選擇；C：初始進(jìn)位選擇；R：移位功能選擇；ZO 輸出分配；EMAR：地址使能； ：M讀/寫； SP 輔助操作控制； JP 順序控制。
3、（10分）
①(4分)選擇指令 MOV R2，-（SP）;
②(6分)指令流程：
MIR(或MMBRIR)
PC 1PC
SP-1SP、MAR
R2MBR
MBRM
PCMAR
二、（15分）
1、邏輯圖
芯片數(shù) 3分、數(shù)據(jù)線2分、地址線1分、片選線1分、R/W線1分
三、（15分）
1、（5分）框圖
2.(5分)
命令字：（12位）
狀態(tài)字：（16位）
各位為1信息有效，為0信息無效
3、（5分）過程：
①主機(jī)將命令字送往接口中的命令字寄存器，發(fā)相應(yīng)啟動(dòng)命令，啟動(dòng)該設(shè)備。
②設(shè)備完成一次操作，置相應(yīng)中斷請(qǐng)求位為1，申請(qǐng)中斷。
③該中斷請(qǐng)求送接口中的控制邏輯，產(chǎn)生4臺(tái)設(shè)備的公共請(qǐng)求INTRi，送中斷控制器。經(jīng)中斷控制器判優(yōu)，送公共請(qǐng)求INT至系統(tǒng)總線。
④CPU響應(yīng)后，發(fā)國順批準(zhǔn)INTA至中斷控制器，由中斷控制器送出INTRi中斷類型碼至系統(tǒng)總線。
⑤CPU將中斷類型轉(zhuǎn)換為向量地址，訪問向量表，取出INTRi服務(wù)程序入口，轉(zhuǎn)相應(yīng)中斷服務(wù)程序。
⑥CPU執(zhí)行該服務(wù)程序，查詢狀態(tài)字，判哪臺(tái)設(shè)備提出了請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)入該設(shè)備服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)與該設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。
四、（10分）改錯(cuò)
1.補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)除法中，異號(hào)相除時(shí)，夠減商0，不夠減商1。
2.在浮點(diǎn)加減運(yùn)算的對(duì)階操作中，若階碼增大，則尾數(shù)右移。
3.簡化地址結(jié)構(gòu)的基本方法是盡量采用隱地址。
4.總線的數(shù)據(jù)通路寬度是指該總線可以同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。
5.動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器需定時(shí)刷新的原因是電容上所存儲(chǔ)的電荷會(huì)逐漸泄漏。
6.程序狀態(tài)字PSW反映程序的運(yùn)行結(jié)果，指示程序工作方式。
7.外圍設(shè)備與主存統(tǒng)一編址是指為接口中的寄存器分配總線地址。
8.在常用磁盤中，外圈磁盤容量與內(nèi)圈磁道容量相同。
五.（40分）簡答
1.隨機(jī)存取方式是指可按地址直接訪問任一單元，訪問時(shí)間與單元的地址無關(guān)。SRAM、DRAM、EPROM均采用隨機(jī)存取方式。
2.同步控制方式是指各項(xiàng)操作由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制，有明顯的時(shí)序時(shí)間劃分。異步控制方式是指各項(xiàng)操作按不同需要安排時(shí)間，無統(tǒng)一時(shí)鐘周期劃分。
變化：例如①不同指令安排不同時(shí)鐘周期數(shù)。②總線周期中插入延長周期。
3.中斷方式是指CPU暫�，F(xiàn)行程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段中斷服務(wù)程序以處理某些隨機(jī)事態(tài)，處理完畢后自動(dòng)恢復(fù)原程序的執(zhí)行。
相同點(diǎn)：都是一種程序的切換過程。
不同點(diǎn)：轉(zhuǎn)子無隨機(jī)性，中斷具有隨機(jī)性。
4.①顯示緩存的內(nèi)容是一幀字符編碼，容量為2KB。②字符發(fā)生器的內(nèi)容是64種字符點(diǎn)陣代碼，容量為576B。
5.磁盤工作的速度指標(biāo)包括：
平均定位時(shí)間，尋找磁道；平均旋轉(zhuǎn)時(shí)間，在磁道上查找起始扇區(qū)；
數(shù)據(jù)傳輸率，對(duì)扇區(qū)讀/寫。
6. ①微程序控制方式
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)規(guī)整，性價(jià)比高、可靠性高、易于修改。缺點(diǎn)：速度慢，執(zhí)行效率不高。應(yīng)用：對(duì)速度要求不是很高的復(fù)雜機(jī)器，特別適合系列機(jī)。
②組合邏輯控制方式
優(yōu)點(diǎn)：速度快。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不規(guī)整，不易于修改。應(yīng)用：高速、小規(guī)模機(jī)器。
7.DMA方式是指直接依靠硬件實(shí)現(xiàn)主存與高速外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送，在傳送期間不需CPU程序干預(yù)。
程序準(zhǔn)備階段給出的初始化信息包括傳送方式、主存首址、交換量及外設(shè)尋址信息。
8.CPU內(nèi)總線實(shí)現(xiàn)CPU內(nèi)各寄存器與算邏部件之間的信息傳送，設(shè)置數(shù)據(jù)線，同步控制。
系統(tǒng)總線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各功能部件之間的信息傳送，分為數(shù)據(jù)線、地址線、控制線，同步或異步控制。
9.向量中斷：響應(yīng)中斷后，直接由硬件獲得對(duì)應(yīng)于中斷源的服務(wù)程序入口地址。
中斷向量：所有的中斷服務(wù)程序的入口地址各中斷服務(wù)程序的狀態(tài)字。
向量地址：中斷向量表的地址。
10.磁記錄方式是指磁化電流波形的組成方式。常規(guī)磁帶機(jī)采用調(diào)相制（PE），數(shù)據(jù)流式磁帶機(jī)采用群碼制（GCR）,磁盤機(jī)采用調(diào)頻制(FM)或改進(jìn)型調(diào)頻制(M2F)
11.并行接口與系統(tǒng)總線和與外設(shè)之間并行傳送數(shù)據(jù)，與外設(shè)之間串行傳送數(shù)據(jù)，在接口中有串—并轉(zhuǎn)換線路。
12.例如在外設(shè)接口中設(shè)置命令字寄存器和狀態(tài)字寄存器，不同設(shè)備可以約定各自的命令字、狀態(tài)字格式。CPU用通用I/O指令向接口送去命令字，向設(shè)備發(fā)有關(guān)命令；從接口取回狀態(tài)字，分析外設(shè)有關(guān)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的具體控制。
結(jié)束
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