2018年北京大学前沿交叉学科研究院907计算机专业基础之计算机组成原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 什么是指令? 什么是程序？
【答案】（1）每一个基本操作称为一条指令。
（1）解决某一问题的一串指令序列，称为程序。
2． 为什么软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件? 实现这种转化的媒介是什么？
【答案】软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件原因如下：
（1）容量大、价格低、体积小、可改写的只读存储器提供了软件固化的良好物质基础。现在已经可以把许多复杂的、常用的程序制作成固件。就它的功能来说，固件是软件，但从形态来说，固件又是硬件。
（2）目前在一片硅单晶芯片上制作复杂的逻辑电路已经是实际可行的，这又为扩大指令的功能提供了相应的物质基础。因此，本来通过软件手段来实现的某种功能，现在可以通过硬件来直接解释执行。传统的软件部分，今后完全有可能“固化”甚至“硬化”。
（3）任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。
实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
二、分析题
3． 回答下列问题：
①某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz , 求总线带宽是多少？
②如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz , 求总线带宽是多少？ ③分析哪些因素影响带宽？
【答案】①设总线带宽用
用D 表示，根据定义可得：
②因为64位=8B, 所以
③总线带宽是总线能提供的数据传送速率，通常用每秒钟传送信息的字节数（或位数）来表示。
表示，总线时钟周期用表示，一个总线周期传送的数据量
影响总线带宽的主要因素有：总线宽度、传送距离、总线发送和接收电路工作频率限制以及数据传送形式。
4． 某机字长16位，使用四片74181组成算术/逻辑运算单元，设最低位序号标注为第0位。
（1）写出第5位的进位信号（：6的逻辑表达式；
（2）估算产生所需的最长时间；
（3）估算最长求和时间。
【答案】（1）组成最低四位的74181进位输出为
为向第0位进位
其中
.
所以
（2）设标准门延迟时间为T , “与或非”门延迟时间为1.5T ，产生
面输入端
制参数 的路径应当从74181最下 算起，经过1个反相器和4级“与或非”门，故最长延迟时间为（3）最长求和时间应从施加操作数到ALU 算起：第一片74181有3级“与或非”门（产生控
，第二、三片74181共2级反相器和2级“与或非”门（进位链）第四片74181
求和逻辑（1级与或非门和1级半加器，设其延迟时间为3T ），故总的加法时间
为
三、综合应用题
5． 参见图的数据通路。画出存数指令的指令周期流程图。其含义是将寄存器R1的内容 传送至（R2）为地址的数存单元中。标出各微操作信号序列。
图
【答案】
模型
6． 用位的芯片组成位的只读存储器，试问：
（1）数据寄存器多少位？
（2）地址寄存器多少位？
（3）共需多少个
【答案】
位；
（3）需要
2个
展为芯片的个数：
位的芯片，在此基础上，4个位的芯片经过字扩芯片的字长为8位，地址线为15根，因此需要对芯片同时进行字位扩展。首先将 芯片经过字长扩展为位的只读存储器，同时地址线的高2位被用作片选信号的输入，经过2-4译码器芯片？ 位的只读存储器的字长为16位，所以数据寄存器16位；
位的只读存储器的存储单元个数为所以地址线有17根，地址寄存器17（4）画出此存储器组成框图。 后产生片选信息，选定某一芯片。组成框图如下。