C．磁带是部分串行存取，磁盘是串行存取； D．二者都是并行存取。

二、 填空题

1．完成一条指令一般分为 取指 周期和 执行 周期，前者完成 取指令和分析指令 操作，后者完成 执行指令 操作。

2．常见的数据传送类指令的功能可实现 寄存器 和 寄存器 之间，或 寄存器 和 存储器 之间的数据传送。

3．微指令格式可分为 垂直 型和 水平 型两类，其中 垂直 型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。

4．在Cache－主存的地址映象中， 全相联映像 灵活性强，组相联映像 成本最高。 5．若采用硬件向量法形成中断服务程序的入口地址，则CPU在中断周期需完成 保护程序断点、 硬件关中断 和 向量地址送至PC 操作。

6．指令寻址的基本方式有两种，一种是 顺序 寻址方式，其指令地址由 _程序计数器_给出，另一种是 跳跃_ 寻址方式，其指令地址由 指令本身 给出。 7．在一个有四个过程段的浮点加法器流水线中，假设四个过程段的时间分别是T1 = 60ns﹑T2 = 50ns﹑T3 = 90ns﹑T4 = 80ns。则加法器流水线的时钟周期至少为 90ns 。如果采用同样的逻辑电路，但不是流水线方式，则浮点加法所需的时间为 280ns。

8．一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须 增加。尾数右移1位，阶码 加1。

9．存储器由m（m＝1，2，4，8?）个模块组成，每个模块有自己的 地址和 数据寄存器，若存储器采用 模m 编址，存储器带宽可增加到原来的 m倍。

10．按序写出多重中断的中断服务程序包括 保护现场、 开中断、 设备服务、 恢复现场 和 中断返回 几部分。

11．I/O与主机交换信息的方式中， 程序查询方式 和 中断方式 都需通过程序实现数据传送，其中 程序查询方式 体现CPU与设备是串行工作的。

12．设 n = 8 （不包括符号位），机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需 1600 ns,补码Booth算法最多需 1700 ns。 13．对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出 操作数的地址 ，其中一个操作数通常隐含在 累加器 中。

14．设浮点数阶码为4位（含1位阶符），用移码表示，尾数为16位（含1位数符），用补码规格化表示，则对应其最大正数的机器数形式为1,111;0.11……1 (15 个1) ，真值为

（十进制表示）；对应其绝对值最小负数的机器数

（十进制表示）。

形式为 0,000;1.01……1 (14 个1) ，真值为

15．在总线的异步通信方式中，通信的双方可以通过 不互锁 、 半互锁 和 全互锁 三种类型联络。

16．在微程序控制器中，一条机器指令对应一个 微程序 ，若某机有38条机器指令，通常可对应 41个微程序 。

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17．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二

－

进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2127(1-223) ，最小正数为 2－129 ，最大负数为 2－128(-2－1-2－23) ，最小负数为 -2127。 18．在总线复用的CPU中， 地址线 和 数据线 共用一组总线，必须采用 分时 控制的方法，先给 地址 信号，并用 地址锁存 信号将其保存。 19．微指令格式可分为 垂直 型和 水平 型两类，其中 垂直 型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。

20．如果Cache的容量为128块，在直接映象下，主存中第i块映象到缓存第 i mod 128 块。 21．I/O和CPU之间不论是采用串行传送还是并行传送，它们之间的联络方式（定时方 式）可分为 立即响应 异步定时 同步定时 三种。

22．32位字长的浮点数，其中阶码8位（含1位阶符），基值为2，尾数24位（含1位数符），则其对应的最大正数是 2127（1-2-23） ，最小的绝对值是 2-127*2-23 ；若机器数采用补码表示，且尾数为规格化形式，则对应的最小正数是 2-128*2-1 ，最小负数是 -2127 。（均用十进制表示）

23．CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫 指令周期 ，它通常包含若干个 机器周期 ，而后者又包含若干个 节拍 。 机器周期 和节拍 组成多级时序系统。

24．假设微指令的操作控制字段共18位，若采用直接控制，则一条微指令最多可同时启动 18 个微操作命令。若采用字段直接编码控制，并要求一条微指令能同时启动3个微操作，则微指令的操作控制字段应分 3 段，若每个字段的微操作数相同，这样的微指令格式最多可包含 192 个微操作命令。

25．一个8体低位交叉的存储器，假设存取周期为T，CPU每隔 ?（T = 8?）时间启动一个存储体，则依次从存储器中取出16个字共需 823 存取周期。 26．I/O与主机交换信息的控制方式中， 程序查询 方式CPU和设备是串行工作的。 DMA 和 程序中断 方式CPU和设备是并行工作的，前者传送与主程序是并行的，后者传送和主机是串行的。

27．DMA的数据块传送可分为 预处理、 数据传送 和 后处理 阶段。

28．设 n = 16 （不包括符号位），机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需 3200 ns,补码Booth算法最多需 3300 ns。

29．设相对寻址的转移指令占2个字节，第一字节为操作码，第二字节是位移量（用补码表示），每当CPU从存储器取出一个字节时，即自动完成（pc）+ 1→ pc。设当前指令地址为3008H，要求转移到300FH，则该转移指令第二字节的内容应为 05H 。若当前指令地址为300FH，要求转移到3004H，则该转移指令第二字节的内容为 F3H 。

30．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），用移码表示，尾数为24位（含1位数符），用补码规格化表示，则对应其最大正数的机器数形式为1,1111111;0.11……1（23 个1），真值为2127（1-2-23）（十进制表示）；对应其绝对值最小负数的机

-128-1-23

器数形式为 0,0000000;1.01……1（22 个1） ，真值为 -2（2+2）（十进制表示）。

31．I/O的编址方式可分为 不统一编址 和 统一编址 两大类，前者需有独立的I/O指令，后者可通过 访存 指令和设备交换信息。

32．在微程序控制器中，一条机器指令对应一个 微程序 ，若某机有35条机器

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指令，通常可对应 38 个微程序 。

36．设24位长的浮点数，其中阶符1位，阶码5位，数符1位，尾数17位，阶码和尾数均用补码表示，且尾数采用规格化形式，则它能表示最大正数真值是 231

-17-3331

（1-2），非零最小正数真值是 （2），绝对值最大的负数真值是（-2），绝对值最小的负数真值是2-31（-2-1-2-17）（均用十进制表示）。

37．变址寻址和基址寻址的区别是：在基址寻址中，基址寄存器提供 基地址 ， 指令提供 形式地址 ； 而在变址寻址中，变址寄存器提供 形式地址 ，指令提供 基地址。 38．影响流水线性能的因素主要反映在 访存冲突 和 相关问题 两个方面。 39．运算器的技术指标一般用 机器字长 和 运算速度 表示。

40． 缓存是设在 CPU 和 主存 之间的一种存储器，其速度 与CPU 速度 匹配，其容量与 缓存中数据的命中率 有关。

42．设指令字长等于存储字长，均为24位，若某指令系统可完成108种操作，操作码长度固定，且具有直接、间接（一次间址）、变址、基址、相对、立即等寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占 7 位，寻址特征位占 3 位，可直接寻址的范围是 214 ，一次间址的范围是 224。 44．在写操作时，对Cache与主存单元同时修改的方法称作 写直达法 ，若每次只暂时写入Cache，直到替换时才写入主存的方法称作 写回法 。

45．I/O与主机交换信息的方式中， 程序查询方式 和 中断方式 都需通过程序实现数据传送，其中 程序查询方式 体现CPU与设备是串行工作的。

46．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是 停止 CPU 访问主存 、周期挪用 和 DMA和CPU交替访问主存 。

47．设 n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做 8 次移位和最多 8 次加法，补码Booth算法需做 8 次移位和最多 9 次加法。

48．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2127(1-2－23) ，最小正数为 2－129，最大负数为 2－128(-2－1-2－23) ，最小负数为 -2127。 49．一个总线传输周期包括 申请分配阶段、 寻址阶段、 传输阶段 和 结束阶段 四个阶段。

50．CPU采用同步控制方式时，控制器使用 机器周期 和 节拍 组成的多极时序系统。

三、 计算题

1、已知：A = -11/16 ，B = -7/16 求：[A+B]补 。（课本P241）

2、设机器数字长为8 位（含一位符号位在内），若A = +15，B = +24，求 [A-B]补并还原成真值。（课本P238）

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1001

3、已知：两浮点数x = 0.1101×2，y = 0.1011×2 求：x + y。（课本P271） 答：x、y 在机器中以补码表示为 [x]补= 00,10; 00.1101 [y]补= 00,01; 00.1011 ① 对阶 [△j]补= [jx]补- [jy]补 = 00,10 + 11,11 = 00,01 即△j = 1?表示y的阶码比x的阶码小1?因此将y的尾数向右移1位?阶码相应加1, 即 [y]’补?= 00,10; 00.0101 这时 [y]’补?的阶码与[x]补的阶码相等?阶差为0?表示对阶完毕。 ② 求和 0 0.1 1 0 1 [S x ]’补 ?1 1.0 1 0 1 [S y]’补 0 1.0 0 1 0 [S x +S y ]’补 即[x+y]补= 00,10; 01.0010

③ 右规 运算结果两符号位不等?表示尾数之和绝对值大于1?需右规?即将尾数之和向右移1 位?阶码加1?故得 [x+y]补= 00,11; 00.1001 则x+y = 0.1001×211

4、设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有2.5个机器周期，试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS？若机器主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有5个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？

5、设x = + 11/16 ，y = + 7/16 ，试用变形补码计算x + y。(课本P241)

6、设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期。每个指令周期包含几个机器周期？如果机器B 的主频为12MHz，且机器周期也含4 个时钟周期，试问B 机的平均指令执行速度为多少MIPS？

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