華中科技大學計算機組成原理慕課答案-第六章-中央處理器(一)


單選

1 一定不屬於馮•諾依曼機體系結構必要組成部分的是()(單選)
A. CPU
B. RAM
C. ROM
√D. Cache

計算機中的ROM主要是用來存儲一些系統信息,或者啟動程序BIOS程序,這些程序都是非常重要的,只可以讀一般不能修改,斷電也不會消失 。
Cache只是加速用的,可以沒有。

2 指令寄存器的位數取決於______。(單選)
√A. 指令字長
B. 機器字長
C. 存儲字長
D. 存儲器的容量

3 下列寄存器中,對匯編語言程序員不透明的是( )(單選)
A. 存儲器地址寄存器(MAR)
B. 存儲器數據寄存器(MDR)
√C. 條件狀態寄存器
D. 程序計數器(PC)

條件狀態寄存器需要匯編程序員自己控制,所以是可見的、可操作的、不透明的。

4 PC存放的是下一條指令的地址,故PC的位數與( )的位數相同
A. 程序狀態字寄存器PSWR
B. 指令寄存器IR
√C. 主存地址寄存器MAR
D. 指令譯碼器ID

5 某計算機字長32位,在執行指令的順序尋址時,PC的增量值為( )(單選)
√A. 4
B. 1
C. 2
D. 8

一個字節的字長為8。32/8=4。

6 某計算機指令集中包含有RR型運算指令、訪存指令Load、Store、分支指令Branch和跳轉指令Jump。若采用單周期數據通路實現該指令系統,若指令存儲器和數據存儲器的時延都是3ns;ALU時延為2ns;寄存器文件讀寫時延都是1ns。在不考慮多路復用器、控制單元、PC、符號擴展單元和傳輸線路等延遲的情況下,該計算機時鍾周期至少為( )。(單選)
A. 8ns
√B. 10ns
C. 9ns
D. 6ns

一個時鍾周期內,CPU必須能夠完成一個基本操作。
在這里插入圖片描述
參考:在這里插入圖片描述
綜上,至少10ns。

7 下列不屬於控制器功能的是( ) (單選)
A. 指令的順序控制
B. 異常控制
C. 操作控制
√D. 算術與邏輯運算

8 不會影響指令執行流程的是 ( ) (單選)
A. CPU內總線結構
B. 指令的功能
C. 操作數的尋址方式
√D. ALU的進位方式

A. 會影響最大存儲容量、指令系統、吞吐量。比如在雙總線系統中,CPU對存儲總線和系統總線必須有不同的指令系統,這是因為操作碼規定了要使用哪一條總線,所以在雙總線系統中,訪存操作和輸入/輸出操作各有不同的指令。
另一方面,在單總線系統中,訪問主存和1/O傳送可使用相同的操作碼,或者說使用相同的指令,但它們使用不同的地址。
C. 對比立即數尋址和寄存器尋址,寄存器尋址需要訪問寄存器,影響了指令的執行流程。
D. 比如ALU並行進位和串行進位,會影響速度,但是沒影響執行流程。

9 以下給出的事件中,無須異常處理程序進行處理的是( )。(單選)
A. 存儲訪問地址越界
B. 除數為0
C. 缺頁故障
√D. 訪問cache缺失

cache缺失是正常現象。

10 當CPU內部cache發生缺失時,CPU如何處理( ) (單選)
A. 進行異常處理
B. 進程調度
√C. 等待數據載入
D. 執行其他指令

需要等待數據從主存中讀入。

11 馮•諾依曼計算機中指令和數據均以二進制形式存放在存儲器中,CPU依據( )來區分它們(單選)
A. 指令和數據的地址形式不同
√B. 指令和數據的訪問時間不同
C. 指令和數據的表示形式不同
D. 指令和數據的尋址方式不同

在時間上,取指周期從內存中取出的是指令,而執行周期從內存取出或往內存中寫入的是數據,在空間上,從內存中取出指令送控制器,而執行周期從內存從取的數據送運算器、往內存寫入的數據也是來自於運算器。

12 在控制器的控制方式中,機器周期內的時鍾周期個數可以不相同,這種控制方式屬於______。(單選)
A. 聯合控制
B. 同步控制
√C. 異步控制
D. 分散控制

同步控制是指任何一條指令或指令中任何一個微操作的執行都是事先確定的,並且都受同一基准時標的時序信號所控制的方式。
異步控制無基准時標信號,微操作的時序是由專門的應答線路控制,即控制單元發出執行某一微操作的控制信號后,等待執行部件完成了該操作后發回“回答”或“結束”信號,再開始新的微操作。
聯合控制是同步控制和異步控制相結合的方式,即大多數操作(如CPU內部各操作)在同步時序信號的控制下進行,少數時間難以確定的微操作(如涉及I/O操作)采用異步控制。
參考:https://blog.csdn.net/weixin_40408952/article/details/105636661

13 通常情況下,不包含在中央處理器(CPU)芯片中的部件是() (單選)
√A. 控制器
B. DRAM
C. 寄存器
D. ALU

多選

1 下列有關控制器各部件功能的描述中,正確的的是( ) (多選)
√A. 控制單元是其核心部件,用於對指令操作碼譯碼並生成控制信號
√B. PC稱為程序計數器,用於存放將要執行的指令的地址
√C. 通過將PC按當前指令長度增量,可實現指令的按序執行
D. IR稱為指令寄存器,用來存放當前指令的操作碼

IR存放當前指令,指令包括操作碼和地址碼。

2 下列有關取指令操作部件的敘述中,正確的是( )(多選)
√A. 單周期數據通路中PC寄存器寫使能信號一直有效
B. 單周期數據通路中數據和指令都存放在同一存儲器中
√C. 取指令操作的延時主要由存儲器的取數時間決定
√D. 取指令操作可以和下條指令地址的計算操作同時進行

3 下列有關指令周期的敘述中,正確的是( )。(多選)
√A. 單周期CPU中的指令周期就是一個時鍾周期
B. 乘法指令和加法指令的指令周期總是一樣長
√C. 指令周期的第一個階段一定是取指令階段
√D. 一個指令周期可由若干個機器周期或時鍾周期組成

時鍾周期:CPU完成一個最基本的操作的最小時間單位,等於節拍脈沖和震盪周期。
機器周期:CPU周期,從CPU中讀出一條指令的最短時間。
指令周期:取指令並執行一條指令所需要的時間。

4 關於程序計數器PC的敘述,正確的是( ) (多選)
√A. 執行調用指令后,PC的值一定是被調用過程的入口地址
B. 指令順序執行時,PC的值總是自動加1
√C. 執行無條件轉移指令后,其值變成轉移目標地址
D. 程序執行過程中其值不會減小

B. 不一定是加1。

5 設PC、AR、IRA、DR、Ri等分別表示CPU中的程序計數器、地址寄存器、指令寄存器中的形式地址字段、數據緩沖寄存器和通用寄存器。從尋址方式的角度考慮,以下可能存在的操作是( )(多選)
√A. Ri ← (DR)
√B. DR ← (IRA)
√C. AR ← (Ri)
√D. AR ← (PC)


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