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復習題21-42?

21、指令周期是指__C_。

??????A. CPU從主存取出一條指令的時間

??????B. CPU執行一條指令的時間

??????C. CPU從主存取出一條指令的時間加上執行這條指令的時間。

??????D. 時鐘周期時間

22、微型機系統中外設通過適配器與主板的系統總線相連接，其功能是__D_。

??????A. 數據緩沖和數據格式轉換

??????B.監測外設的狀態

??????C.控制外設的操作

??????D. 前三種功能的綜合作用

23、周期挪用方式常用于_A_方式的輸入/輸出中。

????????A. DMA ????B. 中斷 ???C. 程序傳送 ??D. 通道

24、常用的虛擬存儲系統由_A__兩級存儲器組成。

A.主存—輔存 ?B. Cache—主存 ?C. ?Cache—輔存 ?D. 主存—硬盤

解析：

? ? ? ? 虛擬存儲系統是一種存儲管理技術，它通過將主存（內存）和輔助存儲器（如磁盤）結合起來，為用戶提供一個比實際物理內存容量大得多的虛擬內存空間。這種技術使得計算機可以運行比物理內存大小限制的更大的程序，從而提高了程序的運行效率和系統的靈活性。

主存（內存）：是計算機中直接用于存儲正在運行的程序和數據的地方，其訪問速度非常快，但容量相對較小且價格較高。
輔存（輔助存儲器）：通常指的是磁盤等外部存儲設備，其容量遠大于主存，但訪問速度較慢。在虛擬存儲系統中，輔存被用作主存的擴展，以提供更大的存儲空間。

? ? ? ? 根據這一原理，我們可以確定虛擬存儲系統是由主存和輔存兩級存儲器組成的。

其他選項的說明：

B. Cache—主存：這是Cache存儲系統的組成，主要目的是提高存儲器的速度，而不是擴大存儲容量，因此不符合虛擬存儲系統的定義。
C. Cache—輔存：這個選項將Cache和輔存直接組合，但在實際的計算機體系結構中，Cache通常與主存直接相連，而不是輔存。
D. 主存—硬盤：雖然硬盤是輔存的一種常見形式，但“主存—硬盤”的表述不夠準確，因為輔存不僅限于硬盤，還可能包括其他類型的外部存儲設備。此外，這種表述沒有直接反映出虛擬存儲系統的核心特征，即將主存和輔存結合起來以提供更大的虛擬內存空間。

25、雙端口存儲器能高速運行讀/寫，是因為采用__B_。

?A. 高速芯片 ????????????????????B.兩套相互獨立的讀寫電路

?C.流水技術 ?????????????????????D.新型器件

解析：

? ? ? ?雙端口存儲器（Dual-Port Memory）是一種具有兩個獨立讀寫接口的存儲設備，它可以同時支持兩個不同的訪問者進行并行讀寫操作，這使得多個設備可以同時訪問存儲器而無需等待。這種高速讀/寫能力正是由其內部采用的兩套相互獨立的讀寫電路所實現的。

? ? ? ?具體來說，每個讀寫電路都可以獨立地執行讀取和寫入操作，且不會相互干擾。這意味著兩個不同的設備可以同時訪問存儲器的不同部分，而不需要進行時序的調整或等待。這種并行處理的能力大大提高了存儲器的讀寫效率，使得雙端口存儲器在需要高速數據傳輸和共享存儲的系統中得到廣泛應用。

26、寄存器間接尋址方式中，操作數在_B__。

??A.通用寄存器 ??B.主存單元 ??C.程序計數器 ???D.堆棧

27、主存儲器和CPU之間增加cache的目的是__A_。

A.解決CPU和主存之間的速度匹配問題。

B.擴大主存儲器的容量

C.擴大CPU中通用寄存器的數量

D.既擴大主存容量又擴大CPU通用寄存器數量

解析：

? ? ? ? Cache（高速緩存）是位于CPU與主存儲器之間的一種容量較小但速度很高的存儲器。其主要目的是為了解決CPU與主存之間速度不匹配的問題。CPU的運算速度非常快，而主存的訪問速度相對較慢，這種速度差異會導致CPU在訪問主存時產生等待時間，從而降低系統的整體性能。通過在CPU和主存之間增加Cache，可以將CPU近期訪問的數據存放在Cache中，由于Cache的訪問速度遠高于主存，因此CPU可以直接從Cache中快速獲取數據，從而減少了等待時間，提高了系統的整體性能。

? ? ? ?選項B“擴大主存儲器的容量”并不是Cache的主要目的。雖然Cache的存在可以在一定程度上減少對主存的訪問次數，但它本身并不增加主存的容量。

? ? ? ?選項C“擴大CPU中通用寄存器的數量”與Cache的功能無關。CPU中的通用寄存器數量是由CPU的架構和設計決定的，與Cache無關。

? ? ? ?選項D“既擴大主存容量又擴大CPU通用寄存器數量”同樣不準確，因為Cache并不具備擴大主存容量或CPU通用寄存器數量的功能。

28、單地址指令中為了完成兩個數的算術運算,除地址碼指明的一個操作數外,另一個

????數需要采用_C__。

A.堆棧尋址方式 ????B.立即尋址方式 ????C.隱含尋址方式 ??D.間接尋址方式

解析:

隱含尋址方式：這種方式不是明顯地給出操作數地址，而是在指令中隱含著操作數的地址。在單地址指令中，為了完成兩個操作數的運算，通常會將一個操作數的地址明確地放在地址碼中，而另一個操作數的地址則隱含在指令中，比如默認存儲在某個寄存器（如累加器ACC）中。這樣，指令在執行時就能自動找到并處理這兩個操作數。
其他尋址方式：
堆棧尋址方式：通常用于存儲和恢復子程序調用時的現場信息，而不是在單地址指令中直接用于指定算術運算的第二個操作數。
立即尋址方式：指令中直接給出操作數的值，而不是地址。這種方式在單地址指令中也不常用于指定第二個操作數，因為它會占用額外的指令空間來存儲操作數的值。
間接尋址方式：指令中給出的是操作數的地址的地址，而不是操作數本身或操作數的直接地址。這種方式在單地址指令中同樣不常用于指定算術運算的第二個操作數。

29、下列說法中不正確的是__D____。

A、任何可以由軟件實現的操作也可以由硬件來實現

B、固件就功能而言類似于軟件，而從形態來說又類似于硬件

C、面向高級語言的機器是完全可以實現的

D、在計算機系統的層次結構中，微程序級屬于硬件級，其它四級都是軟件級

解析:

A、任何可以由軟件實現的操作也可以由硬件來實現：這個說法是正確的。軟件和硬件在功能上是可以相互替代的，盡管它們在實現方式和效率上有所不同。硬件通常能提供更快的執行速度，但軟件提供了更高的靈活性和可配置性。

B、固件就功能而言類似于軟件，而從形態來說又類似于硬件：這也是正確的。固件是嵌入在硬件設備中的軟件，它通常存儲在設備的非易失性存儲器中，并在設備啟動時或運行時執行。從功能上看，固件與軟件類似，因為它包含程序代碼和數據；但從物理形態上看，它又是硬件的一部分，因為它被集成在硬件設備中。

C、面向高級語言的機器是完全可以實現的：這個說法也是正確的。雖然大多數計算機直接執行的是機器語言或匯編語言，但現代操作系統和虛擬機技術使得計算機能夠執行高級語言編寫的程序。這些高級語言程序在底層會被轉換成機器碼或中間代碼，然后由計算機執行。此外，有些計算機體系結構（如Java虛擬機JVM）就是專門設計為能直接執行高級語言編寫的字節碼。

D、在計算機系統的層次結構中，微程序級屬于硬件級，其它四級都是軟件級：這個說法是不正確的。在計算機系統的層次結構中，通常包括多個級別，如硬件級、微程序級、操作系統級、匯編語言級和高級語言級。在這些級別中，微程序級并不完全屬于硬件級。微程序是存儲在控制存儲器中的一組微指令序列，用于控制計算機的硬件操作。雖然微程序與硬件緊密相關，但它本身包含了指令（即微指令），這些指令可以被視為一種特殊的軟件。因此，將微程序級完全歸為硬件級是不準確的。

30、用16位字長（其中一位符號位）表示定點小數時，所能表示的數值范圍是___C___。

A、0≤│N│≤1-2-（16+1）???????????B、0≤│N│≤1-2-16?

C、0≤│N│≤1-2-（16-1）???????????D、0≤│N│≤1

解析:

? ? ? ?在16位字長中，如果其中一位是符號位，那么剩下的位數（即15位）用于表示數值的絕對值部分。這15位可以表示的最大數值（即二進制中的1.111…111，共15個1）1?2^(?15)，因為最小的非零數值是2^(?15)（即二進制中的0.000…001，其中只有最低位是1）。

現在我們來分析每個選項：

A.?0≤∣N∣≤1?2^[?(16+1)]：這里的指數是17，但因為我們只有15位用于數值部分，所以這個范圍太大了。

B.?0≤∣N∣≤1?2^[?16]：這里的指數是16，但同樣地，因為我們有15位用于數值部分，所以這個范圍也偏大。

C.?0≤∣N∣≤1?2^[?(16?1)]：這里的指數是15，正好對應我們用于表示數值的位數，所以這個選項是正確的。

D.?0≤∣N∣≤1：這個范圍雖然包括了0和1，但它沒有考慮到由于有限位數表示而導致的精度損失。特別是，它沒有排除大于1?2?15的數，而這是不可能的。

31、在定點二進制運算器中，減法運算一般通過? ?D? ?來實現。

????A、原碼運算的二進制減法器 ?????????????B、補碼運算的二進制減法器 ???

????C、補碼運算的十進制加法器 ?????????????D、補碼運算的二進制加法器

32、加法器采用先行進位的目的是___D___。

????A、優化加法器的結構??????????????B、節省器材

???C、增強加法器結構????????????????D、加速傳遞進位信號

解析:

? ? ? ?具體來說，先行進位即高位進位和低位進位同時產生的進位。在先行進位加法器中，各級的進位是彼此獨立產生的，這些進位只與輸入數據A、B和進位輸入C_in有關。通過將各級間的進位級聯傳播去掉，可以減小進位產生的延時，從而加速傳遞進位信號。這種進位方式實現的加法器通常被稱為超前進位加法器，因為它允許各個進位并行產生，提高了加法運算的速度。

? ? ? ?此外，先行進位加法器避免了傳統行波進位加法器的進位延遲問題，盡管增加了超前進位部分，但在資源占用上仍然比選擇進位加法器要少。因此，在需要高速加法運算的場合，如高性能計算機、數字信號處理器等，廣泛采用了先行進位加法器。

33、某寄存器芯片的存儲容量為8K×1，則它的地址線和數據線引腳相加的和為___D___。

A、11 ??????????B、12 ??????????C、13 ??????????D、14

解析:

? ? ? ?首先，我們來分析寄存器芯片的存儲容量為8K×1的含義。這里的8K表示的是存儲單元的數量，而×1表示每個存儲單元可以存儲的數據位數是1位。

地址線引腳數：
由于存儲容量是8K，即8192（2^13）個存儲單元，因此需要13位二進制數來唯一標識每一個存儲單元。因此，地址線引腳數為13。
數據線引腳數：
每個存儲單元存儲1位數據，所以數據線引腳數為1。
地址線和數據線引腳相加的和：
地址線引腳數：13
數據線引腳數：1
兩者相加：13 + 1 = 14

34、一條指令中包含的信息有___C___。

A、操作碼、控制碼 ???????????????B、操作碼、向量地址

C、操作碼、地址碼? ? ? ? ? ? ? ? D、控制碼、地址碼

解析:

A、操作碼、控制碼：此選項中的“控制碼”并非指令中的標準組成部分。指令中通常不包含專門用于控制的獨立碼，而是通過操作碼和地址碼的組合來實現控制功能。

B、操作碼、向量地址：這里的“向量地址”并不是指令中的通用組成部分。在某些特定類型的指令（如中斷向量指令）中可能會涉及向量地址，但它并不構成指令的普遍特征。

C、操作碼、地址碼：這個選項準確地反映了指令中的兩個關鍵組成部分——操作碼和地址碼。操作碼指定了操作的內容，而地址碼則提供了操作所需的數據位置或存儲位置。

D、控制碼、地址碼：與A選項類似，“控制碼”并非指令中的標準組成部分。指令的控制功能主要通過操作碼和地址碼的組合來實現。

35、在指令的地址字段中，直接指出操作數本身的尋址方式，稱為___B___。

A、隱含尋址 ????B、立即尋址 ????C、寄存器尋址 ?????D、直接尋址

解析:

立即尋址：指令的地址字段中直接給出操作數本身，而不是其訪存地址。這種方式不需要訪問任何地址，因此指令在執行階段不訪問主存，執行速度快。但是，由于地址字段的位數限制了立即數的范圍，這種方式只適合操作數較小的情況。
直接尋址：在指令中直接給出參加運算的操作數或運算結果所存放的主存地址，即在指令中直接給出有效地址。
隱含尋址：指令字中不直接給出操作數的地址，而是隱含在某個寄存器中（通過操作碼表示）。這種方式可以省去指令字中的一個地址，縮短指令字長。
寄存器尋址：指令在執行時所需的操作數來自寄存器，運算結果也寫回寄存器中。這種方式減少了對主存的訪問，提高了指令的執行速度。

36、微程序控制器中的控制存儲器用來存放___A___。

A、微程序 ??????????????????????B、微程序和數據

C、機器指令和微程序 ????????????D、機器指令和數據

37、三種集中式總線控制中，___A___方式對電路故障最敏感。

A、鏈式查詢 ????B、計數器定時查詢 ???C、獨立請求 ??D、全部三種

解析:

鏈式查詢：
特點：鏈式查詢方式結構最簡單，僅需很少幾根線就能按一定的優先次序實現總線控制，且容易擴充設備。
對電路故障的敏感度：由于鏈式查詢方式中，設備通過串聯的方式連接在總線上，一旦某個設備或連接線路出現故障，就可能導致整個查詢鏈中斷，從而影響后續設備的總線請求。因此，鏈式查詢對電路故障非常敏感。
計數器定時查詢：
特點：計數器定時查詢方式通過計數器來控制總線請求的優先級，計數器的初始值可以由程序設置，從而改變設備的優先級。這種方式優先級設置較靈活，且對電路故障的敏感度小于鏈式查詢。
優點：優先級設置靈活，對故障不敏感。
缺點：連線及控制過程較復雜。
獨立請求：
特點：獨立請求方式中，每個設備都有獨立的總線請求和總線允許線，設備可以直接向總線控制器發出請求，并由總線控制器獨立地允許或禁止設備的請求。這種方式響應速度快，優先次序控制靈活。
優點：響應速度快，優先次序控制靈活。
缺點：硬件器件用量大，連線多，成本較高，且雖然對電路故障也有一定的容錯能力，但相對于鏈式查詢而言，其敏感度并不是最高的。

38、顯示器的主要參數之一是分辨率，其含義為___B___。

????A、顯示屏幕的水平和垂直掃描頻率 ???B、顯示屏幕上光柵的列數和行數

????C、可顯示不同顏色的總數? ? ? ? ? ? ? ? ? D、同一幅畫面允許顯示不同顏色的最大數目

39、DMA訪問主存時，讓CPU處于等待狀態，等DMA的一批數據傳送結束后，CPU再恢復工作，這種情況稱作____C__。

A、DMA? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B、周期挪用

C、停止CPU訪問主存 ????????????????????D、DMA與CPU交替訪問

解析:

? ? ? ?DMA（Direct Memory Access，直接存儲器訪問）是一種允許某些硬件設備與主存（內存）直接交換數據，而不需要CPU介入的技術。當DMA接口訪問主存時，如果它占用總線進行數據傳送，CPU通常會被置于等待狀態，直到DMA完成一批數據的傳送后，CPU才會恢復工作。

? ? ? ?針對這個問題，“DMA訪問主存時，讓CPU處于等待狀態，等DMA的一批數據傳送結束后，CPU再恢復工作，這種情況稱作____”，正確的選項是C、停止CPU訪問主存。這個描述準確地反映了DMA操作期間CPU的狀態變化：即CPU在等待DMA完成數據傳送期間，實際上是停止了對主存的直接訪問。

其他選項的解釋如下：

A、DMA：這個選項僅描述了DMA技術本身，而沒有涉及到CPU在等待DMA操作完成時的狀態。
B、周期挪用：這是DMA操作的另一種模式，其中DMA并不完全占用總線，而是在CPU不使用的周期內占用總線進行數據傳輸。這與題目描述的場景不符，因為題目中明確提到了CPU在等待DMA完成數據傳送。
D、DMA與CPU交替訪問：這個選項也不符合題目描述，因為DMA在訪問主存時，CPU是處于等待狀態的，而不是與DMA交替訪問。

40、如果有多個中斷同時發生，系統將根據中斷優先級響應優先級最高的中斷請求。若要調整中斷事件的處理次序，可以利用___D___。

A、中斷嵌套 ???????B、中斷向量 ???????C、中斷響應 ?????D、中斷屏蔽

解析:

? ? ? ?在多個中斷同時發生的情況下，系統會根據中斷優先級來響應優先級最高的中斷請求。若需要調整中斷事件的處理次序，可以利用中斷屏蔽的方式。以下是詳細的解釋和分析：

中斷處理的基本機制

當多個中斷同時發生時，硬件會按照預設的中斷優先級來決定先響應哪個中斷。
中斷優先級通常是由硬件或固件在設計時就已經設定好的，以確保系統能夠按照正確的順序處理中斷。

調整中斷處理次序的方法

中斷嵌套：雖然中斷嵌套允許在響應一個中斷的過程中響應另一個中斷，但它并不直接用于調整中斷的響應次序。中斷嵌套主要用于處理緊急情況或需要快速響應的中斷，而不是用于改變中斷的原始優先級順序。
中斷向量：中斷向量表包含了中斷服務程序的入口地址。雖然中斷向量表對于中斷處理至關重要，但它本身并不提供調整中斷處理次序的機制。中斷向量表只是告訴系統在哪里找到處理特定中斷的代碼。
中斷響應：中斷響應是CPU對中斷請求做出的反應，包括保存當前上下文、跳轉到中斷服務程序等。這一過程本身并不涉及中斷處理次序的調整。
中斷屏蔽：中斷屏蔽是一種允許CPU暫時忽略某些中斷請求的機制。通過中斷屏蔽，系統可以在處理某個中斷時防止其他中斷的干擾，或者在需要連續執行一段不可分割的代碼時防止任何中斷的干擾。因此，通過調整中斷屏蔽位，可以間接地調整中斷的處理次序。例如，可以臨時屏蔽某個低優先級的中斷源，以便先處理高優先級的中斷。

41、某中斷系統中，每抽取一個輸入數據就要中斷CPU一次，中斷處理程序接收取樣的數據，并將其保存到主存緩沖區內。該中斷處理需要X秒。另一方面，緩沖區內每存儲 N個數據，主程序就將其取出進行處理，這種處理需要Y秒，因此該系統可以跟蹤到每秒_A_次中斷請求。

A.N/（NX+Y） ?B、N/（X+Y）N ??C、min[1/X ,1/Y] ??D、max[1/X ,1/Y]

解析:

? ? ? ?為了計算該系統可以跟蹤到的每秒中斷請求次數，我們需要考慮中斷處理時間和主程序處理緩沖區數據的時間。

首先，明確幾個關鍵參數：

X?秒：中斷處理程序接收并保存一個數據到主存緩沖區所需的時間。
Y?秒：主程序從緩沖區取出并處理?N?個數據所需的時間。

? ? ?接下來，我們分析系統的工作流程：

系統每?X?秒接收并處理一個中斷請求，將數據保存到緩沖區。
當緩沖區積累了?N?個數據時，主程序需要?Y?秒來處理這些數據。

? ? ?為了計算每秒的中斷請求次數，我們需要考慮兩個操作的總時間：

填充緩沖區到?N?個數據的時間：NX?秒（因為每個數據需要?X?秒）。
主程序處理這?N?個數據的時間：Y?秒。

? ? ? 因此，系統處理?N?個數據并準備好接收下一個?N?個數據的總時間是?NX+Y?秒。在這?NX+Y?秒內，系統處理了?N?個中斷請求。

? ? ? 所以，每秒的中斷請求次數是：

N/(NX+Y)