0计算机组成与结构课后习题及答案

A.仅I、II B. 仅II、III C. 仅I、II I D. I、II、III

7. 偏移寻址通过将某个寄存器内容与一个形式地址相加而生成有效地址，下列寻址方式

中，不属于偏移寻址方式的___A___。 A.间接寻址

B.基址寻址

C.相对寻址

D.变址寻址

8. 一条指令包含两方面的信息，一是___操作码___字段，表示“做什么”的操作信息。二是

__地址码_字段，用于指定要参与操作的操作数的地址信息。

9. 某计算机字长16位，它的存储容量为128KB，若按字编址，它的寻址范围为_0-64K_ 10. 什么是指令系统？

11. 什么是定长操作码指令格式和扩展操作码指令格式？ 12. 什么是指令系统的形式地址和有效地址？ 13. 常见的寻址方式有哪些？

14. 一种两地址指令的结构如下所示，其中I为间接寻址标志位，X为寻址模式字段，D位

偏移量字段。通过I、X、D的组合，可构成下表所式的寻址方式。请写出六种寻址方式的名称。

6位 4位 1位 2位 16位 OP 寻址方式表：

寻址方式 (1) (2) (3) (4) (5) (6) I 0 0 0 1 1 0 X 0 0 01 10 11 00 11 有效地址E算法 E=D E=(PC) ± D E=(R2) ± D E=(R3) E=(D) E=(R1) ± D R1为基址寄存器 说 明 R2为变址寄存器 ---- 通用寄存器 I X 偏移量D 答：(1)直接寻址 (2)相对寻址 (3)变址寻址 (4)寄存器间接寻址

(5)存储器间接寻址 (6) 基址寻址

15. 在一个36位指令字长的指令系统中，设计出能够同时满足下列3个要求的指令扩展码。 （1）7条具有两个15位地址和一个3位地址的指令。 （2）500条具有一个15位地址和一个3位地址的指令。 （3）50条无地址指令

16. 某计算机字长32位，有16个通用寄存器，主存容量为1MB，采用单字长二地址指令，

共有64条指令，试采用四种寻址方式（寄存器寻址、直接寻址、变址寻址、相对寻址）设计指令格式，并说明各种寻址模式下，有效地址如何计算。

答：64条指令需占用操作码字段（OP）6位，源寄存器和目标寄存器各4位，寻址模式（X）2位，形式地址（D）16位，其指令格式如下：

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31 26 25 22 21 18 17 16 15 0

OP 目标 源 X D 寻址模式定义如下：

X= 0 0 寄存器寻址 操作数由源寄存器号和目标寄存器号指定（1.5分） X= 0 1 直接寻址 有效地址 E= (D) （1.5分） X= 1 0 变址寻址 有效地址 E= (Rx)＋D （1.5分） X= 1 1 相对寻址 有效地址 E=（PC）＋D （1.5分）

其中Rx为变址寄存器（10位），PC为程序计数器（20位），位移量D可正可负。 该指令格式可以实现RR型，RS型寻址功能。

17. 某指令系统字长16位，每个操作数的地址码长度长6位，指令分为无操作数、单操作

数和双操作数三类，若双操作数指令为K条，无操作数指令为L条，问单操作数指令最多可能有多少条？

答：操作数地址6位，则OP字长16-6*2=4位，则：

双操作数最多设计24个，即24>=K

单操作数（将一个操作数地址并入OP，OP现在是10位）最多设计(24-K)*26。 所以(24-K)*26>=X

无操作数（再将操作数地址并入OP）最多设计[(2^4-K)* 26-X]* 26个。 所以[(24-K)*26-X]*26>=L

将最后一个不等式移项得：X<=(24-K)* 26-L/(26) 因此单操作数指令X最多(24-K)*226-L/(26)条

第5章 中央处理器（CPU）

1. CPU的主要功能有哪些？ 2. 什么是CPU的数据通路？ 3. 简述指令的执行过程。

4. 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是__ B __ A. 每一条机器指令由一条微指令来执行

B. 每一条机器指令由一段由微指令编程的微程序来解释执行 C. 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 D. 一条微指令由若干个机器指令组成 5. 控制器的同步控制方式是指___ C ___ 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. 所有指令执行的时间都相同的方式

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6. 关于硬布线控制与微程序控制的描述不正确的是__ B ____ A. 微程序控制电路规整，应用广泛 B. 硬布线控制设计复杂，易于修改

C. 指令系统复杂的计算机，一般采用微程序控制

D. 在超高速机器中，对影响速度的关键部分(如CPU)往往采用硬布线控制 7. 下列关于RISC的叙述中，错误的是__A___ A. RISC普遍采用微程序控制器

B. RISC大多数指令在一个时钟周期内完成 C. RISC的内部通用寄存器数量相对CISC多

D. RISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CISC少 8. 下列不会引起指令流水阻塞的是__ A ___ A. 数据旁路

B. 数据相关

C. 条件转移

D. 资源冲突。

9. 某CPU结构如下图所示，其中有一个累加寄存器AC、一个状态寄存器PSR和其他四

个寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。 （1）标明图中四个寄存器的名称；

（2）简述指令从主存取到控制器的数据通路；

（3）简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。

PSR 操作控制器 ALU +1 主存储器M CPU a c AC b d 答：（1）a-数据寄存器DR，b-指令寄存器IR，c-地址寄存器AR，d-程序计数器PC （2）M→DR→IR→控制器

（3）存：运算器→AC→DR→M； 取：M→DR→运算器

10. 某机采用微程序控制方式，微指令字长为32位，微指令采用水平型格式（含微指令字

段、判别测试字段、下址字段三部分），控制微程序转移条件4个（直接控制），共有56个微命令，构成五组互斥类，各包含6个、8个、14个、3个、25个微命令

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（1）设计出微指令的具体格式； （2）控制存储器的容量应为多少。

答：（1）五组互斥类分别占用3、4、4、2、5位，所以微指令字段占用18位。 判别测试字段占用4位。

微指令字长为32位，所以下址字段占用（32-18-4=）10位。

微指令的格式为：

18 4 10

微指令字段 判别测试字段 下址字段 （2）控制存储器的容量应为1K（210）

第6章 总线

1. 什么叫总线？为什么要制定计算机总线标准？ 2. 计算机总线可以分为哪些类型？ 3. 评价总线的性能指标有哪些？ 4. 简述总线传输的过程。

5. 根据连接方式不同，在单机系统中主要采用哪些总线结构，简要介绍各种方式的特点。 6. 常见的集中式总线仲裁有哪几种，各有何特点？ 7. 什么是同步定时和异步定时？ 8. 常见的内部总线有哪些？ 9. 简述PCI总线的性能特点。 10. 常见的外部总线有哪些？

11. 下列选项中的英文缩写均为总线标准的是 D 。

A. PCI、CRT、USB、EISA B. ISA、CPI、VESA、EISA C. ISA、SCSI、RAM、MIPS

D. ISA、EISA、PCI、PCI-Express

12. 假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4字节信息，一个总线周期点用2个时钟周

期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是 B 。 A. 10MB/s

B. 20MB/s

C. 40MB/s

D. 80MB/s

13. 某总线有104根信号线，其中数据总线(DB)32根，若总线的工作频率为33MHz，则其

理论最大传输速率是 C 。 A. 33MB/s

B. 64MB/s

C. 132MB/s

D. 164MB/s

14. 某总线时钟频率是66MHz，在一个64位总线中，总线数据传输周期是7个时钟周期传

输6个字的数据块，则

（1）总线的数据传输率是多少？

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