一、基础知识(50分)1、名词解释(10分)机器字长SRAMEPROM指令系统微指令2、选择题(10分)1)设字长32位，使用IEEE格式，则阶码采用______表示。

A.补码B. 原码C. 移码D. 反码2) 四片74181ALU和一片74182CLA器件相配合，具有如下进位传递功能______。

A.形波进位B. 组内先行进位，组间先行进位C.组内先行进位，组间行波进位D. 组内形波进位，组间先行进位3) 某SARM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线数目和数据线数目分别是___。

A. 16, 16 B .16, 64, C. 64, 8 D. 64, 164)单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用______。

A. 堆栈寻址方式B. 立即寻址方式C. 隐含寻址方式D. 间接寻址方式微5)程序控制器中，机器指令与微指令的关系是______。

A.每一条机器指令由一条微指令来执行B. 一段机器指令组成的程序可由一条微指令执行C. 一条微指令由若干条机器指令组成D. 每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行 3、 填空题(10分)1）存储___①___并按__②____顺序执行，这是冯•诺依曼型计算机的工作原理。

2) 相联存储器是按 ③ 访问的存储器。

3) 主存与cache 的地址映射有__④___、 ⑤ 、 ⑥ 三种方式。

4) 通常指令编码的第一个字段是 ⑦ 。

5) 异步通信方式可分为 ⑧ 、 ⑨ 、 ⑩ 三种类型。

4、问答题(20分)1)在计算机中，为什么要采用多级结构的存储器系统 2)简述CPU 的功能. 3)试比较水平型微指令与垂直型微指令。

4)简述总线集中控制的优先权仲裁方式。

二、综合应用(50分)1、已知X=-0.1101,Y=0.1011,试用补码一位乘法计算X ×Y (15分)2、指令格式如下所示。

OP 为操作码字段，试分析指令格式特点。

(10分)3、某32位机共有微操作控制信号52个,构成5个相斥类的微命令组,各组分别包含4个,5个,8个15个可20个微命令,已知可判定的外部条件有CY 和ZF 两个,微指令字长29位。

(1)给出采用断定方式的水平型微指令格式(2)控制存储器器的容量应为多少位? （10分）4、某8位机采用单总线结构,地址总线16根(A 15~A 0, A 0为低位),双向数据总线8根(D 7~D 0,,控制总线中与主存有关的有MREQ (允许访存,低电平有效),R/W (高电平为读命令,低电平为写命令) 主存地址空间分配如下: 0~8191为系统程序区,由只读存储器芯片组成; 8192~32767为用户程序区;最后(最大地址)2K 地址空间为系统程序工作区,上述地址为十进制数,按字节编址,现有如下存储器芯片:ROM:8K ×8位(控制端仅有CS )RAM(静态):16K ×1位，2K ×8位，4K ×8位，8K ×8位请从上述芯片中选择适当芯片设计该计算机存储器,画出主存储器逻辑框图,注意画出选片逻辑(可选用门电路及3:8译码器74LS138)与CPU 的连接,说明选哪些存储器芯片,选多少?三、基础知识(50分)1．选择题(10分)1）在机器数______ 中，零的表示形式是唯一的。

A ．原码 B ．补码 C ．移码 D ．反码2）主存贮器和CPU 之间增加cache 的目的是______。

A 解决CPU 和主存之间的速度匹配问题15 10 7 3 2 0 偏移量（16位） 基值寄存器 源寄存器 OPB 扩大主存贮器容量C 扩大CPU中通用寄存器的数量D 既扩大主存贮器容量，又扩大CPU中通用寄存器的数量3）某SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为______。

A 64，16B 16，64C 64，8D 16，16 。

4）相联存储器是按______ 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5）寄存器间接寻址方式中，操作数处在______。

A. 通用寄存器B. 主存单元C. 程序计数器D. 堆栈2．填空题(20分)1）8位二进制补码所能表示的十进制整数范围是___(1)___至__(2)___，前者的二进制补码表示为___(3)__，后者的二进制补码表示为(4) 。

2) 移码表示法主要用于表示(5) 数的阶码E，以利于比较两个(6) 的大小和移位操作。

3）存储器地址译码方式有(7) 、(8) 等两种。

4) 指令操作码字段表征指令的(9) _，而地址码字段指示(10) 。

5） CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做(11) ，它常用若干个(12)来表示，而后者又包含有若干个(13) 。

6）CPU的功能主要有(14) 控制，(15) 控制，(16) 控制和(17) 加工。

7）总线集中控制的优先权仲裁方式有(18) 、(19) 、(20) 等三种。

3、简答题(20分)1)简述CPU中的逻辑器件：程序计数器PC，地址寄存器MAR，指令寄存器IR及ALU等的作用。

2)试比较水平型微指令与垂直型微指令。

3)主存与cache的地址映射方式有哪几种?4)何谓异步通信？异步通信有哪些方式？四、综合应用(50分)1、已知X=-0.1001,Y=0.1011,试用补码补码不恢复余数法求X ÷Y (15分)2、指令格式如下所示。

OP 为操作码字段，试分析指令格式特点。

（10分）3．已知某机采用微程序控制方式，其存储器容量为512×48（位），微程序在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图所示。

则微指令中的三个字段分别应多少位？（10分） 4．用16K ×8位的SRAM 芯片构成64K ×16位的存储器，问： ① 地址线、数据线各为多少根？ ② 共需要多少片16K ×8芯片③ 画出存储器结构图及与CPU 连接的示意图？（15分）五、基础知识(50分) 1. 名词解释机器字长：计算机一次能处理数据的为数,通常与CPU 的寄存器位数有关。

SRAM ：静态随机存储器。

EPROM ：可编程可改写只读存储器。

指令系统：一台计算机所有指令的集合。

微指令 ：在CPU 周期使计算机实现一定操作功能的一组微命令的集合。

2．选择题：C ；B ；A ；C ；D 3．填空题：程序，地址，内容，直接映像，全相联映像，组相联映像，操作码字段， 全互锁，半互锁，非互锁。

4．1）为了缓解主存储器读写速度慢，不能满足CPU 运行速度需要的矛盾，另一方面又要解决主存储器容量小，存不下更多的程序和数据的难题，当前计算机系统中，广泛采用了多级结构的存储器系统。

2）CPU 的主要功能：（1）指令控制（2） 操作控制（3） 时间控制（4） 数据加工 3）(1) 水平型微指令比垂直型微指令，并行操作能力强，灵活性强（2）水平型微指令执行一条机器指令所要的微指令数目少，速度快（3）水平型微指令 用较短的微程序结构换取较长的微指令结构（4）水平型微指令与机器指令 差别大 4）链式查询方式，计数器定时查询方式，独立请求方式 二、1．解：[X]补=11.0011,[-X]补=00.1101 [Y]补=0.1011部分积 乘数 YnYn+1 说明00.0000 0.10110+00.1101 YnYn+1=10,加[-X]补 00.110100.0110 1 1.1011 右移一位得P100.0011 01 0.101 YnYn+1=11,右移一位得P2 +11.0011 001 0.10 右移一位得P311.0110 YnYn+1=10,加[-X]补31 26 22 18 17 16 15 0 偏 移 量 变址寄存器 源寄存器 — OP11.1011 001+00.1101 0001 0.1 右移一位得P400.1000 YnYn+1=01,加[X]补00.0100+11.0011 YnYn+1=01,加[X]补11.0111 0001 最后一步不移位∴[X×Y]补=1.01110001 ；X×Y=-0.100011112．解: （1）操作码字段OP为16位，可指定26 = 64（2）双字长（32位）二地址指令，用于访问存储器。

（3）一个操作数在源寄存器（共32个），另一个操作数在存储器中（由基值寄存器和偏移量决定）。

所以是RS型指令。

控制存储器器的容量为:2×29 = 256×29位4．解:主存地址空间分配如下:根据给定条件,选用:ROM:8K×8位芯片1片；RAM:8K×8位芯片3片；2K×8位芯片1片；3:8译码器仅用Y0Y1Y2Y3和Y7的输出端,且对最后的2K×8位选片还需加门电路译码11.0111 + 00.1011 X 和Y 异号，[Y]补+[X]补 00.0010 ←00.0100 + 11.0101 1 1余数与Y 同号，商上1 R 和Q 左移一位 减除数，加[-Y]补 11.1001 ←11.0010 +00.1011 1.0 1.0 余数与Y 异号，商上0 R 和Q 左移一位 加上除数，加[Y|补 11.1101 ←11.1010 +00.10111.00 1.00余数与Y 异号，商上0 R 和Q 左移一位 加上除数，加[Y|补 00.0101 ←00.1010+ 11.0101 1.0011.001余数与Y 同号，商上1 R 和Q 左移一位 减除数，加[-Y]补 11.11111.0010余数与Y 异号，商上0B 卷参考答案基础知识1．选择题：B ；A ；D ；C ；B 2．填空题：（1） -27 （2） +27-1 （3）10000000 （4）01111111 （5）浮点数（6）阶码（7）单地址译码（8）双地址译码（9）操作（10）操作数地址（11）指令周期（12）机器周期（13）时钟周期（14）指令（15）操作（16）时序（17）数据（18）链式查询方式（19）计数器定时查询方式（20）独立请求方式 3．问答题：1）程序计数器PC ：保存下一条指令的地址；地址寄存器MAR ：保存当前的访存地址 指令寄存器IR: 保存当前正在执行的指令；ALU:实现各种算术逻辑运算2) (1) 水平型微指令比垂直型微指令，并行操作能力强，灵活性强（2）水平型微指令执行一条机器指令所要的微指令数目少，速度快（3）水平型微指令 用较短的微程序结构换取较长的微指令结构（4）水平型微指令与机器指令 差别大 3) 直接映像，全相联映像，组相联映像4)异步通信是指在总线通信时没有统一的始终标准,采用应答方式完成. 异步通信方式有全互锁，半互锁，非互锁等三种。