電子技大學1998年研究生入學考試計算機組成原理試題（含參考答案）
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時間：2007-06-06 14:43:36
電子技大學1998年研究生入學考試試題（組成原理）
注: 應屆考生作一、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，程序計數器PC，指令寄存器IR，與主存儲器接口的地址寄存器MAR和數據緩沖寄存器MBR等。
1、畫出CPU內部寄存器級數據通路框圖。
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，實現將寄存器R2的內容壓入堆棧，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）某半導體存儲器容量為14KB,其中0000H~1FFFFH為ROM區，2000H~37FFH為RAM區，地址總線A15~A0（低）雙向數據總線D7~D0(低)，讀/寫控制線R/W 。可選用的存儲芯片有EPROM4KB/片，RAM2K×4/片。
1、畫出該存儲芯片級邏輯圖，包括地址總線、數據線、片選信號線（低電平有效）及讀/寫信號線的連接。
2、說明加到各芯片的地址值。
3、寫出各片選信號的邏輯式。
三、（15分）某PC機需擴展4臺I/O設備，主機與設備之間以中斷方式交換數據。4臺設備共用一個中斷接口，占用一個中斷類型碼。CPU能分別向4臺設備發出啟動、清除、屏蔽等命令。各設備能分別向CPU提供工作、空閑、中斷請求、故障等狀態信息。
1、畫出該中斷接口寄存器級粗框圖。
2、擬定命令字格式和狀態字格式。
3、根據所設計的接口中，說明主機與其中某一設備交換一次數據的全過程：主機如何啟動設備？設備何時申請中斷？中斷請求如何傳送？CPU如何響應？如何查詢提出請求的設備，并實現與該設備的數據交換？
四、（10分）
下述結論或有錯誤，或不確切，請改正。
1、補碼不恢復除法中，夠減商0，不夠減商1.
2、在浮點加減運算中的對除操作中，若除碼增大則尾數右移；若階碼減小，則尾數左移。
3、簡化地址結構的基本方法是盡量采用寄存器尋址。
4、總線的數據通咱寬度是指該總線的尋址空間大小。
5、動態存儲器需定期刷新的原因是讀出后原來存儲的內容被破壞。
6、程序狀態字PSW反映設備和接口的工作狀態。
7、外圍設備與主存統一編址是指為每臺外設分配一個總線地址。
8、在常用磁盤中，外圈容量比內圈容量大。
五、（40分）
1、什么是隨機存取方式？在下列存儲器中，哪些采用隨機存取方式？
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際應用中的變化。
3、什么是中斷方式？它與轉子方式有何異同點？
4、某CRT顯示器工作于字符顯示方式，顯示規格為25行×80列字符。能顯示64種字符，每個字符由橫向7個點，縱向9個點組成。試問顯示緩存VRAM和字符發生器ROM的內容分別是什么？容量各為多少了節（不考慮字符屬性）？
5、磁盤工作的速度指標有哪幾項？各項速度指標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缺點及應用場合。
7、什么是DMA方式？在其程序準備階段通常給出哪些初始化信息？
8、簡要說明CPU內總線與系統總線在功能、信號組成以及時序控制方式等方面的特點。
9、請分別解釋向量中斷，中斷向量、向量地址等三個概念。
10、什么是磁記錄方式？常規磁帶機、數據流式磁帶機和磁盤機各采用哪些磁記錄方式？
11、試從數據傳送格式和接口組成方面說明并行接口與串行接口的區別。
12、當主機掛接多種外設時，如何用通用I/O指令擴展I/O功能?試舉一例說明。
1998年《計算機組成原理》參考答案及評分標準
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 3分、數據線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主機將命令字送往接口中的命令字寄存器，發相應啟動命令，啟動該設備。
②設備完成一次操作，置相應中斷請求位為1，申請中斷。
③該中斷請求送接口中的控制邏輯，產生4臺設備的公共請求INTRi，送中斷控制器。經中斷控制器判優，送公共請求INT至系統總線。
④CPU響應后，發國順批準INTA至中斷控制器，由中斷控制器送出INTRi中斷類型碼至系統總線。
⑤CPU將中斷類型轉換為向量地址，訪問向量表，取出INTRi服務程序入口，轉相應中斷服務程序。
⑥CPU執行該服務程序，查詢狀態字，判哪臺設備提出了請求，并轉入該設備服務程序，實現與該設備的數據交換。
四、（10分）改錯
1.補碼不恢復余數除法中，異號相除時，夠減商0，不夠減商1。
2.在浮點加減運算的對階操作中，若階碼增大，則尾數右移。
3.簡化地址結構的基本方法是盡量采用隱地址。
4.總線的數據通路寬度是指該總線可以同時傳送的數據位數。
5.動態存儲器需定時刷新的原因是電容上所存儲的電荷會逐漸泄漏。
6.程序狀態字PSW反映程序的運行結果，指示程序工作方式。
7.外圍設備與主存統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，外圈磁盤容量與內圈磁道容量相同。
五.（40分）簡答
1.隨機存取方式是指可按地址直接訪問任一單元，訪問時間與單元的地址無關。SRAM、DRAM、EPROM均采用隨機存取方式。
2.同步控制方式是指各項操作由統一時序信號控制，有明顯的時序時間劃分。異步控制方式是指各項操作按不同需要安排時間，無統一時鐘周期劃分。
變化：例如①不同指令安排不同時鐘周期數。②總線周期中插入延長周期。
3.中斷方式是指CPU暫停現行程序的執行，轉去執行一段中斷服務程序以處理某些隨機事態，處理完畢后自動恢復原程序的執行。
相同點：都是一種程序的切換過程。
不同點：轉子無隨機性，中斷具有隨機性。
4.①顯示緩存的內容是一幀字符編碼，容量為2KB。②字符發生器的內容是64種字符點陣代碼，容量為576B。
5.磁盤工作的速度指標包括：
平均定位時間，尋找磁道；平均旋轉時間，在磁道上查找起始扇區；
數據傳輸率，對扇區讀/寫。
6. ①微程序控制方式
優點：結構規整，性價比高、可靠性高、易于修改。缺點：速度慢，執行效率不高。應用：對速度要求不是很高的復雜機器，特別適合系列機。
②組合邏輯控制方式
優點：速度快。缺點：結構不規整，不易于修改。應用：高速、小規模機器。
7.DMA方式是指直接依靠硬件實現主存與高速外設之間的數據傳送，在傳送期間不需CPU程序干預。
程序準備階段給出的初始化信息包括傳送方式、主存首址、交換量及外設尋址信息。
8.CPU內總線實現CPU內各寄存器與算邏部件之間的信息傳送，設置數據線，同步控制。
系統總線實現系統內各功能部件之間的信息傳送，分為數據線、地址線、控制線，同步或異步控制。
9.向量中斷：響應中斷后，直接由硬件獲得對應于中斷源的服務程序入口地址。
中斷向量：所有的中斷服務程序的入口地址各中斷服務程序的狀態字。
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。常規磁帶機采用調相制（PE），數據流式磁帶機采用群碼制（GCR）,磁盤機采用調頻制(FM)或改進型調頻制(M2F)
11.并行接口與系統總線和與外設之間并行傳送數據，與外設之間串行傳送數據，在接口中有串—并轉換線路。
12.例如在外設接口中設置命令字寄存器和狀態字寄存器，不同設備可以約定各自的命令字、狀態字格式。CPU用通用I/O指令向接口送去命令字，向設備發有關命令；從接口取回狀態字，分析外設有關狀態，從而實現對設備的具體控制。
結束
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