1、中央处理器模拟试卷 4 及答案与解析一、单项选择题1 CPU 的根本的任务是( )。（A）与外存交互数据（B）产生时序信号（C）对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理（D）控制其他设备2 CPU 中跟踪下一条要执行的指令地址的是( )。（A）主存地址寄存器（B）程序计数器（C）指令寄存器（D）状态标志寄存器3 CPU 的主要功能中，不包括( )。（A）发出中断请求（B）指令控制（C）时间控制（D）实现算术运算和逻辑运算4 关于控制器的主要功能下面说法最准确的是( )。（A）产生时序信号（B）从主存取出一条指令（C）完成指令译码（D）从主存取出一条指令、完成指令译码、产生时序信号、
2、指挥各部件完成指令指定的操作5 CPU 功能不包括( )。（A）执行指令（B）控制执行指令的顺序（C）执行 DMA 操作（D）检测并响应中断6 CPU 存放当前正在执行的指令并为译码部件提供信息的部件是( )。（A）指令译码器（B）程序计数器（C）指令寄存器（D）地址寄存器7 指令寄存器是( ) 。（A）用来保存当前执行指令的下一条指令的内容（B）用来保存当前正在执行的一条指令（C）用来保存当前执行指令的下一条指令的地址（D）若程序顺序执行指令，寄存器的内容要加 18 程序计数器的说法正确的是( )。（A）用来保存当前执行指令的下一条指令的内容（B）用来保存当前正在执行的一条指令（C）用来保存
3、当前执行指令的下一条指令的地址（D）若程序跳转执行指令，寄存器的内容要加 19 保存由算术指令和逻辑指令运行或测试结果建立的各种条件码内容的部件是( )。（A）指令寄存器 IR（B）程序计数器 PC（C）状态条件寄存器 PSW（D）累加寄存器 AC10 下面能够写入状态条件寄存器 PSW 的内容不包括( ) 。（A）算术指令和逻辑指令运行结果的各种条件码内容（B）算术指令和逻辑指令运行结果（C）中断信息（D）系统工作状态信息11 保存当前 CPU 所访问的内存单元的地址的部件是( )。（A）地址寄存器 MAR（B）数据寄存器 MDR（C）通用寄存器（D）程序计数器12 当向内存存人一条指令或一
4、个数据字时，也暂时将它们存放在( )。（A）地址寄存器 MAR（B）数据寄存器 MDR（C）通用寄存器（D）程序计数器13 累加寄存器 AC 存放的内容是( )。（A）当前指令操作数（B）下一条指令地址（C） ALU 运算的结果信息（D）即将运算的操作数14 关于运算器说法不正确的是( )。（A）运算器接受控制器的命令而进行动作（B）运算器本身可以通过计算发出时序信号，控制执行（C）执行所有的算术运算（D）执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试15 控制器的完成的功能包括( )。（A）控制计算机内各部件的数据流动方向（B）取出指令后，PC 自动加 1（C）产生时序控制信号（D）以上均是16 控制器
5、的主要功能部件包括( )。（A）程序计数器、地址寄存器、指令译码器、时序产生器、操作控制器（B）程序计数器、指令寄存器、指令译码器、数据寄存器、操作控制器（C）程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器、算术逻辑部件（D）程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器、操作控制器17 下列说法正确的是( )。（A）取指周期一定等于机器周期（B）指令字长等于机器字长的前提下，取指周期等于机器周期（C）指令字长等于存储字长的前提下，取指周期等于机器周期（D）取指周期与机器周期没有必然联系18 下面关于指令周期的说法中，错误的是( )。（A）一个完整的指令周期包括取指、间址、执行和中断四个周期（
6、B）无条件转移指令的指令周期只包括取指、间址两步（C）取指周期是为了取出指令，间址周期是为了取出有效地址（D）CPU 中设置了 4 个触发器分别对应四个周期19 取指周期中的数据流按顺序排序( )。(1)PCMAR地址总线 主存(2)主存数据总线 ,MDRIR(3)CU 发出读命令PC 加 1(4)CU 发出控制信号控制总线主存（A）1234（B） 4321（C） 1342（D）142320 间址周期中的数据流按顺序排序( )。(1)Ad(IR)MAR 地址总线 主存(2)主存数据总线 MDR(存放有效地址)(3)CU 发出读命令控制总线主存（A）123（B） 132（C） 231（D）321
7、21 能够区分存储单元是指令还是数据的部件是( )。（A）控制器（B）运算器（C）存储器（D）数据通路22 在计算机体系结构中，CPU 内部包括程序计数器 PC、存储器数据寄存器MDR、指令寄存器 IR 和存储器地址寄存器。MAR 等。若 CPU 要执行的指令为：MOVR0，#100(即将数值 100 传送到寄存器 R0 中) ，则 CPU 首先要完成的操作是( )。（A）100R 0（B） 100MDR（C） PCMAR（D）PCIR23 执行过程中，不需要访内的指令( )。（A）算术左移指令（B）加法指令（C）减法指令（D）存数指令24 中断请求被响应发生在( )。（A）一条指令执行的过程
8、中（B）取指过程结束之后（C）分析指令的过程中（D）指令周期的末尾25 以下说法中，错误的是( )。（A）指令执行过程中的第一步就是取指令操作（B）为了进行取指令操作，控制器需要得到相应的指令（C）取指令操作是控制器自动进行的（D）在指令长度相同的情况下，所有取指令的操作都是相同的二、计算题26 某计算机的内部数据通路如下图所示： 根据上图完成如下要求： (1)数据指令 STA，R 1，(R 2)，其指令的功能是将寄存器 R1 的内容传送至(R 2)中存储的内存地址所代表的存储单元中。请画出指令周期流程图。 (2)标出各微操作信号序列。27 双总线结构机器的数据通路包括：IR 为指令寄存器，P
9、C 为程序计数器(具有自增功能)，M 为主存(受 RW 信号控制)，AR 为地址寄存器， DR 为数据缓冲寄存器，ALu 由加、减控制信号决定完成何种操作，控制信号 G 控制的是一个门电路，线上标注有小圈表示有控制信号，y i 表示 y 寄存器的输入控制信， Rio 为寄存器 R1的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。 (1)“ADD R 2，R 0”指令完成(R 0)+(R2)R 0 功能操作。 假设该指令的地址已放人 PC 中。 (2)“SuB R1，R 3 指令完成(R 3)一(R 1)R 3 的功能操作。27 计算机 A 和 B 是采用不同频率的 CPU 芯片，片内逻辑电路完
10、全相同。28 若 A 机的 CPU 主频为 8MHz，B 机为 12MHz，则 A 机的 CPU 主周期为多少?29 如 A 机的平均指令执行速度为 04MIPS，那么 A 机的平均指令周期为多少?30 B 机的平均指令执行速度为多少?30 某模型机的数据通路结构如下图所示： 用寄存器传送语句(如 PCMAR) ，拟出下列指令从读取到执行的完整流程。31 数据传送指令 MOV X(R0)，Y(R 1)，源和目的操作数地址均采用变址寻址，第 1个参数 X 为源操作数的形式地址，第 2 个参数为目的操作数的形式地址，分别位于指令的第 2 个和第 3 个存储字；32 数据求反指令 COM(R0)采用
11、自减型寄存器间接寻址，结果送回自减后的地址单元。32 某计算机有如下部件：ALU，移位器，主存 M，主存数据寄存器 MDR，主存地址寄存器 MAR，指令寄存器 IR，通用寄存器 R0R 1，暂存器 C 和 D。33 请将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流向。34 画出“ADDR 1，(R 2)+”指令的指令周期流程图，指令功能是(R 1)+(R2)R 1。 中央处理器模拟试卷 4 答案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 C【试题解析】 对数据进行算术运算和逻辑运算处理，完成数据的加工处理，这是CPU 的根本任务。【知识模块】 中央处理器2 【正确答案】 B【试题解析】 程序计数器中存放
12、的是下一条指令的入口地址。【知识模块】 中央处理器3 【正确答案】 A【试题解析】 CPU 包括控制器和运算器两部分，控制器的主要作用有指令控制，时间控制，操作控制，数据加工；运算器的主要功能是实现算术运算和逻辑运算；发出中断请求的设备是 IO， CPU 不能发出中断请求。【知识模块】 中央处理器4 【正确答案】 D【试题解析】 从完整角度上讲，控制器的主要功能可以表述为从主存取出一条指令、完成指令译码、产生时序信号、指挥各部件完成指令指定的操作。【知识模块】 中央处理器5 【正确答案】 C【试题解析】 DMA 操作由 DMA 控制器来执行。 CPU 的功能还包括发现和处理“异常”。【知识模块
13、】 中央处理器6 【正确答案】 C【试题解析】 指令寄存器中，主要存放的是当前正在执行的指令，而不是 PC。【知识模块】 中央处理器7 【正确答案】 B【试题解析】 指令寄存器 IR，用来保存当前正在执行的一条指令，存放从内存中取出的指令，把指令的操作码送到指令译码器，译码后输出控制信号。【知识模块】 中央处理器8 【正确答案】 C【试题解析】 程序计数器 PC，存放的是下一条指令在内存中的地址，若程序顺序执行：PC 4PC+1；若程序有跳转：PCPC+K； K 为偏移地址。【知识模块】 中央处理器9 【正确答案】 C【试题解析】 状态条件寄存器 PSW，保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结
14、果建立的各种条件码内容，保存中断和系统工作状态等信息，以便使 CPU 和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。状态条件寄存器是一个由各种状态条件标志拼凑而成的寄存器。【知识模块】 中央处理器10 【正确答案】 B【试题解析】 同第 9 题解析内容。【知识模块】 中央处理器11 【正确答案】 A【试题解析】 地址寄存器 MAR，用来保存当前 CPU 所访问的内存单元的地址。由于在内存和 CPU 之间存在着操作速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存的读写操作完成为止。【知识模块】 中央处理器12 【正确答案】 B【试题解析】 数据寄存器 MDR，数据寄存器用来暂时存放由内
15、存储器读出的一条指令或一个数据字。当向内存存入一条指令或一个数据字时，也暂时将它们存放在缓冲寄存器中。【知识模块】 中央处理器13 【正确答案】 C【试题解析】 累加寄存器 AC，当运算器的算术逻辑单元(ALU)执行全部算术和逻辑运算时，为 ALU 提供一个工作区。累加寄存器是暂时存放 ALU 运算的结果信息。运算器中至少要有一个累加寄存器。【知识模块】 中央处理器14 【正确答案】 B【试题解析】 运算器相对控制器而言，运算器接受控制器的命令而进行动作，即运算器所进行的全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，所以它是执行部件。执行所有的算术运算；执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试。运算器
16、包括算术逻辑单位(ALU)、累加寄存器 (AC) 、数据缓冲寄存器 (DR)、状态条件寄存器(PSW)。【知识模块】 中央处理器15 【正确答案】 D【试题解析】 控制器的主要功能是从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。对指令进行译码或测试，并产生相应的控制信号。输出相应的控制信号，指挥并控制 CPU、内存和 IO 之间的数据流动的方向。【知识模块】 中央处理器16 【正确答案】 D【试题解析】 控制器包括程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器、操作控制器。【知识模块】 中央处理器17 【正确答案】 C【试题解析】 指令字长一般取存储字长的整数倍，当指令字长等于存储字长
17、时，取指周期可看作机器周期。【知识模块】 中央处理器18 【正确答案】 B【试题解析】 无条件转移指令的指令周期只包括取指、执行两步，不需要访问内存。【知识模块】 中央处理器19 【正确答案】 D【试题解析】 在取指周期内需要根据 PC 的内容从主存中取出指令并存放在 IR中，值得注意的是在取指周期的最后一步中，需要将 PC 的值加 1。答案是1423。【知识模块】 中央处理器20 【正确答案】 B【试题解析】 间址周期的任务是取操作数有效地址，最终将此地址存储在 MDR中。答案为 132。【知识模块】 中央处理器21 【正确答案】 A【试题解析】 在控制器的控制下，计算机在不同的阶段对存储器
18、进行读写操作。在取指周期中取出的即为指令；在执行阶段取出的就是数据。【知识模块】 中央处理器22 【正确答案】 C【试题解析】 无论运行什么类型的指令，CPU 首先需要取指令，取指令阶段的第一个操作就是将指令地址(程序计数器 PC 中的内容)送往存储器地址寄存器。取指周期完成的微操作序列是公共的操作，与具体指令无关，取指公操作如下：(1)将程序计数器 PC 中的内容送至存储器地址寄存器 MAR，记作(PC)MAR；(2)向主存发读命令，记作 Read；(3)将从主存中取出的指令送到存储器数据寄存器MDR，记作 M(MAR)MDR；(4)将 MDR 的内容送至指令寄存器 IR 中，记作(MDR)
19、IR；(5)将 PC 的内容递增，为取下一条指令做好准备，记作(PC)+1PC。题干中虽然给出了一条具体的指令“MOV R 0，#100”，实际上 CPU 首先要完成的操作是取指令，与具体指令是没有关系的。【知识模块】 中央处理器23 【正确答案】 A【试题解析】 非访内指令：CLA：清 A，OCC；COM：取反，ACC 一一ACC；SHR：算术右移，L (ACC)R(ACC) ， ACCOACCO；CSL：循环左移，R(ACC)L(ACC)， ACCOACCn ；STP：停机指令，OG。【知识模块】 中央处理器24 【正确答案】 D【试题解析】 指令地址送人主存地址寄存器，读主存，读出内容送
20、入指定的寄存器。读出指令后，分析指令，然后执行指令，最终检查有无中断请求。若无，则转入下一条指令的执行过程。【知识模块】 中央处理器25 【正确答案】 B【试题解析】 取指令操作完成的任务是将当前指令从主存中取出来并送至指令寄存器中去。这是指令运行过程中的第一步，与具体指令无关。取指令操作是控制器自动进行的，是控制器固有的功能。只要指令的长度相同，取指令的操作都是相同的。一条指令运行过程可以分为 3 个阶段：取指令阶段、分析取数阶段和执行指令阶段。其中取指令阶段的操作对任何一条指令来说都是必须执行的操作，所以称为公共操作。完成取指阶段任务的时间称为取指周期。如果指令长度不相同，长指令的取指令操
21、作将要比短指令复杂。【知识模块】 中央处理器二、计算题26 【正确答案】 【知识模块】 中央处理器27 【正确答案】 【知识模块】 中央处理器【知识模块】 中央处理器28 【正确答案】 A 机的 CPU 主频为 8MHz，所以 A 机的 CPU 主振周期=8 MHz=0125s。【知识模块】 中央处理器29 【正确答案】 因为 A 机的平均指令执行速度为 04 MIPS，所以 A 机的平均指令周期为： 104 MIPS=25s 。【知识模块】 中央处理器30 【正确答案】 因为 A 机的平均指令周期包含 25s0125s=20 个主振周期。而微机 A 和 B 片内逻辑电路完全相同，所以 B 机
22、的平均指令周期也包含 20 个主振周期。由于 B 机的 CPU 主频为 12MHz，所以 B 机的 CPU 主振周期=112s。B 机的平均指令周期：=201 12s=5 3s 。B 机的平均指令执行速度=35 MIPs=06MIPS。【知识模块】 中央处理器【知识模块】 中央处理器31 【正确答案】 MOV X(R 0)，Y(R 1) 指令执行流程中的前 3 步是完成取指令的公操作；接下来的 5 步是去主存中取源操作数，把取出的数放在暂存器 C 中；然后的 4 步是形成目的操作数地址；最后 2 步完成传送操作。 1)PCMAR，Read；取指令 2)MMDRIR 3)PC+1PC 4)PCM
23、AR，Read；取源操作数形式地址 5)MMDRC 6)PC+1PC 7)C+ROMAR，Read；形成源操作数有效地址，并取源操作数 8)MMDRC ；源操作数暂存 C 中 9)PCMAR，Read ；取目的操作数形式地址 10)MMDRD 11)PC+1PC 12)D+R 1MAR；形成目的操作数有效地址 13)CMDR；将源操作数送存储器数据寄存器 14)MDRM，Write ；将源操作数写入目的有效地址中【知识模块】 中央处理器32 【正确答案】 COM(R 0) 指令执行流程中的前 3 步是取指令公操作；接下来的 2步是去主存中取源操作数，把取出的数放在暂存器 D 中；然后将 D 的
24、内容取反，写入目的地址中。 1)PCMAR，Read ；取指令 2)MMDRIR 3)PC+1PC 4)R0一 1R 0，R 01MAR ， Read；修改 R0 的内容(源和目的操作数地址) 5)MMDRD；取出源操作数 6)DMDR；将源操作数取反 7)MDRM ，Write；写人目的地址中【知识模块】 中央处理器【知识模块】 中央处理器33 【正确答案】 各功能部件连接成如下图所示数据通路： 【知识模块】 中央处理器34 【正确答案】 此指令为 RS 型指令，一个操作数在 R，中，另一个操作数在 R2为地址的内存单元中，相加结果放在 R1 中。送当前指令地址到 MAR 取当前指令到 IR，PC+1，为取下条指令做好准备。 ( 说明)：取 R1 操作数C 暂存器。送地址到 MAR。 取出内存单元中的操作数D 暂存器。相加后将和数R 1。【知识模块】 中央处理器
