2018年北京物资学院计算机应用技术911计算机学科专业基础综合之计算机组成原理考研核心题库
● 摘要
一、分析题
1． 某16位机器所使用的指令格式和寻址方式如下所示，该机有两个20位基值寄存器，四个16位变址寄存器，十六个16位通用寄存器。指令汇编格式中的s （源）、D （目标）都是通用寄存器，M 是主存中的一个单元。
问：（1）处理机完成哪一种操作花的时间最短？
（2）处理机完成哪一种操作花的时间最长？
（3）第②种指令的执行时间有时会等于第③种指令的执行时间吗？
（4）假设第①、②、③种指令的操作码是：
下列情况下每个十六进制指令字分别代表什么操作？
上述指令中有没有编码不对的？如果有，应如何改正才能使其成为处理机能执行的合法指令？
【答案】（1）第①种。因为是RR 型指令，不需要访问存储器。
（2）第②种。因为是RS 型指令，需要访问存储器，同时要通过变址运算或基值运算变换求得有效地址，也需要时间。
（3）小可能。因为第③种指令虽访问存储器。但小需要进行地址变换运算，所以节省了求有效地址运算的时间开销。
（4）
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（a ）代表LDA 指令，正确。把（13CD2） H 的内容取至第15号通用寄存器。
（b ）代表MOV 指令，正确。把6号通用寄存器的内容传送至5号通用寄存器。
（c ）错，改正为（28D6） H ，代表MOV 指令。
（d ）错，改正为（28C2） H ，代表MOV 指令。
2． 说明外围设备的I/O控制方式分类及其特点。
【答案】（1）程序查询方式：CPU 的操作和外围设备的操作能够同步，且硬件结构比较简单。输入和输出控制 和传输完全由CPU 处理，降低了 CPU 的效率。
（2）程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，CPU 不需要对外设进行状态查询，节省了 CPU 的时间开销，但硬件结构稍复杂一些。
（3）直接内存访问（DMA ）方式：数据传送不需要CPU 的中转而在内存和外设间直接传送，数据传送速度很高，传送速率仅受到内存访问时间的限制。需要更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批数据交换的场合。
（4）通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，完全将CPU 从I/O控制工作中解放处理，大大提高了 CPU 的工作效率。
（5）外围处理机方式：是通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结构更接近一般处理机。
3． 指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
【答案】指令格式及寻址方式特点如下：
（1）单字长二地址指令。
（2）操作码字段OP 可以指定
数均在寄存器中。
（4）这种指令结构常用于算术逻辑运算类指令。
4． 设存储器容量为32字，字长64位，模块数m=4, 分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200nS, 数据总线宽度为64位，总线传送周期
各是多少？
【答案】信息总量：q ：64位x4=256位顺序存储器与交叉存储器读出4个字的时间分别是：
则顺序存储器带宽为
第 3 页，共 41 页 条指令。 （3）源和目标都是通用寄存器（可分别指定32个寄存器），所以是RR 型指令，两个操作问顺序存储器和交叉存储器的带宽
交叉存储器带宽为
5． 比较同步定时与异步定时的优缺点。
【答案】同步定时协议采用公共时钟，具有较高的传输频率。但由于同步总线必须按最慢的模块来设计公共时钟，当各功能模块存取时间相差很大时，会大大损失总线效率。
异步定时的优点是总线周期长度可变，不把响应时间强加到功能模块上，因而允许快速和慢速的功能模块都能连接到同一总线上。但缺点是：总线复杂，成本较高。
6． 设变量h 放在寄存器数组A 的基值放在寄存器r3, 请将下面c 语句翻译成ARM 汇编语言代码。C 赋值语句是；
【答案】虽然C 语句只有一个相加的操作，但是两个操作数均在存储器中，因此需要更多的ARM 指令。首先用取字（LDR ）指令访问存储器单元
存器最后用存字（STR ）指令将寄存器，位移量为然后用ADD 指令将放在寄中的结果写到存储器单元此时寄存器作为基地址因ARM 也是字节寻址。3条ARM 汇编语言指令形式如下：
二、计算题
7． 多处理机系统和多计算机系统的差别是什么？
【答案】多处理机系统和多计算机系统都属于多机系统，但多处理机系统和多计算机系统的差别是：
（1）多处理机是多台处理机组成的单机系统，多计算机是多台独立的计算机。
（2）多处理机中各处理机逻辑上受统一的操作系统控制，而多计算机的操作系统逻辑上是独立的。
（3）多处理机间以单一数据、向量、数组和文件交互作用，多计算机经通道或者通信线路以数据流的方式 进行交互。
（4）多处理机作业、任务、指令、数据各级并行，多计算机多个作业并行。
三、综合应用题
8． 假定在一个8位字长的计算机中运行下列C 程序段：
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