答案：
一、选择题(共20分，每题1分)
1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.B 7.C 8.C 9.C 10.A 11.D 12.B 13.B 14.D 15.B 16.A 17.D 18.C 19.B 20.C
二、填空(共20分，每空1分)
1.A.A.2127(1-223) B.2129 C.2128(-21-223) D.-2127 2.A. 顺序 B.程序计数器 C.跳跃 D. 指令本身 3.A.90ns B.280ns 4.A.A.增加 B.加1 5.A.地址 B.数据 C.模m D.m 6.A.保护现场 B.开中断 C.设备服务 D.恢复现场
三、名词解释(共10分，每题2分)
1.微操作命令和微操作
答：微操作命令是控制完成微操作的命令;微操作是由微操作命令控制实现的最基本操作。
2.快速缓冲存储器
答：快速缓冲存储器是为了提高访存速度，在CPU和主存之间增设的高速存储器，它对用户是透明的。只要将CPU最近期需用的信息从主存调入缓存，这样CPU每次只须访问快速缓存就可达到访问主存的目的，从而提高了访存速度。
3.基址寻址
答：基址寻址有效地址等于形式地址加上基址寄存器的内容。
4.流水线中的多发技术
答：为了提高流水线的性能，设法在一个时钟周期(机器主频的倒数)内产生更多条指令的结果，这就是流水线中的多发技术。
5.指令字长
答：指令字长是指机器指令中二进制代码的总位数。
四、(共5分)
计算题 答：[A+B]补=1.1011110， A+B =(-17/64)
[A-B]补=1.1000110， A-B =(35/64)
五、简答题(共20分)
1.(4分)答：
同步通信和异步通信的主要区别是前者有公共时钟，总线上的所有设备按统一的时序，统一的传输周期进行信息传输，通信双方按约定好的时序联络。后者没有公共时钟，没有固定的传输周期，采用应答方式通信，具体的联络方式有不互锁、半互锁和全互锁三种。不互锁方式通信双方没有相互制约关系;半互锁方式通信双方有简单的制约关系;全互锁方式通信双方有完全的制约关系。其中全互锁通信可靠性最高。
2.(6分，每写出一种给1分，最多6分)
答：外围设备要通过接口与CPU相连的原因主要有：
(1)一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号(地址)，通过接口可实现对设备的选择。
(2)I/O设备种类繁多，速度不一，与 CPU速度相差可能很大，通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。
(3)I/O设备可能串行传送数据，而CPU一般并行传送，通过接口可实现数据串并格式转换。
(4)I/O设备的入/出电平可能与CPU的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。
(5)CPU启动I/O设备工作，要向外设发各种控制信号，通过接口可传送控制命令。
(6)I/O设备需将其工作状况(“忙”、“就绪”、“错误”、“中断请求”等)及时报告CPU，通过接口可监视设备的工作状态，并保存状态信息，供CPU查询。
可见归纳起来，接口应具有选址的功能、传送命令的功能、反映设备状态的功能以及传送数据的功能(包括缓冲、数据格式及电平的转换)。
4.(5分)答：
(1)根据IR和MDR均为16位，且采用单字长指令，得出指令字长16位。根据105种操作，取操作码7位。因允许直接寻址和间接寻址，且有变址寄存器和基址寄存器，因此取2位寻址特征，能反映四种寻址方式。最后得指令格式为：
7 2 7
其中 OP 操作码，可完成105种操作;
M 寻址特征，可反映四种寻址方式; AD形式地址。
这种格式指令可直接寻址27 = 128，一次间址的寻址范围是216 = 65536。
(2)双字长指令格式如下：
7 2 7
其中 OP、M的含义同上;
AD1∥AD2为23位形式地址。
这种格式指令可直接寻址的范围为223 = 8M。
(3)容量为8MB的存储器，MDR为16位，即对应4M×16位的存储器。可采用双字长指令，直接访问4M存储空间，此时MAR取22位;也可采用单字长指令，但RX和RB取22位，用变址或基址寻址访问4M存储空间。
六、 (共15分)问答题
1.(8分)答：
(1)由于 (PC) + 1→PC需由ALU完成，因此PC的值可作为ALU的一个源操作数，靠控制ALU做+1运算得到 (PC) + 1，结果送至与ALU输出端相连的R2，然后再送至PC。
此题的关键是要考虑总线冲突的问题，故取指周期的微操作命令及节拍安排如下：
T0 PC→MAR，1→R
T1 M(MAR)→MDR，(PC) + 1→R2
T2 MDR→IR，OP(IR)→微操作命令形成部件 T3 R2→PC
(2)立即寻址的加法指令执行周期的微操作命令及节拍安排如下：
T0 Ad(IR)→R1 ;立即数→R1
T1 (R1) + (ACC)→R2 ;ACC通过总线送ALU T2 R2→ACC ;结果→ACC
2.(7分)答：DMA接口主要由数据缓冲寄存器、主存地址计数器、字计数器、设备地址寄存器、中断机构和DMA控制逻辑等组成。在数据交换过程中，DMA接口的功能有：(1)向CPU提出总线请求信号;(2)当CPU发出总线响应信号后，接管对总线的控制;(3)向存储器发地址信号(并能自动修改地址指针);(4)向存储器发读/写等控制信号，进行数据传送;(5)修改字计数器，并根据传送字数，判断DMA传送是否结束;(6)发DMA结束信号，向CPU申请程序中断，报告一组数据传送完毕。DMA工作过程流程如图所示。
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