期末考试试卷及答案(1)
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计算机组成原理期末考试试卷(1)
一.选择题(下列每题有且仅有一个正确答案,每小题2分,共20分)
1.
假设下列字符码中最后一位为校验码,如果数据没有错误,则采用偶校验的字符码的
是____。
A. 11001011 B. 11010110 C.
11000001 D. 11001001
2.
在定点二进制运算器中,减法运算一般通过______ 来实现。
A. 补码运算的二进制加法器
B. 补码运算的二进制减法器
C. 补码运算的十进制加法器 D.
原码运算的二进制减法器
3. 下列关于虚拟存储器的说法,正确的是____。
A. 提高了主存储器的存取速度
B.
扩大了主存储器的存储空间,并能进行自动管理和调度
C. 提高了外存储器的存取速度
D. 程序执行时,利用硬件完成地址映射
4. 下列说法正确的是____。
A. 存储周期就是存储器读出或写入的时间
B.
双端口存储器采用了两套相互独立的读写电路,实现并行存取
C.
双端口存储器在左右端口地址码不同时会发生读写冲突
D.
在cache中,任意主存块均可映射到cache中任意一行,该方法称为直接映射方式
5. 单地
址指令中,为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个
操作数一般采用____
寻址方式。
A. 堆栈 B. 立即 C. 隐含
D. 间接
6. 指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______ 。
A.实现存储程序和程序控制 B. 提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度
C.可以直接访问外存
D.缩短指令长度,扩大寻址空间,提高编程灵活性
7.
下列说法中,不符合RISC指令系统特点的是____。
A. 指令长度固定,指令种类少
B. 寻址方式种类尽量少,指令功能尽可能强
C.
增加寄存器的数目,以尽量减少访存的次数
D.
选取使用频率最高的一些简单指令,以及很有用但不复杂的指令
8.
指令周期是指______。
A.CPU从主存取出一条指令的时间
B.CPU执行一条指令的时间
C.CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间
D.时钟周期时间
9. 假设微操作控制信号用
C
n
表示,指令操作码译码
输出用
I
m
表示,节拍电位信号用
M
k
表示,节拍脉冲信号
用
T
i
表示,状态反馈信息用
B
i
表示,则硬布线控制器的
控制
信号
C
n
可描述为____。
A.
C
n<
br>f
I
m
,T
i
B.
C
n
f
I
m
,B
i
C.
C
n
f
M
k
,T<
br>i
,B
i
D.
C
n
f
I
m
,M
k
,T
i
,B
i<
br>
10.下列关于PCI总线的描述中,正确的是____。
A. PCI总线的基本传输机制是猝发式传送
B.
以桥连接实现的PCI总线结构不允许多条总线并行工作
C.
PCI设备一定是主设备
D. 系统中允许只有一条PCI总线
二.填空题(下列每空2分,共32分)
1.
IEEE754标准的32位规格化浮点数,所能表达的最大正数为___________。
2.
对存储器的要求是容量大,___速度快___,成本低。为了解决这方面的矛盾,计算机
采用多级存储
体系结构。
3. DRAM存储器之所以需要刷新是因为____________。
4.
有静态RAM与动态RAM可供选择,在构成大容量主存时,一般就选择_动态
RAM________
。
5.
在集中式总线仲裁中,_________方式响应最快,_________方式对电路故障最敏感。
6. 某CRT的分辨率为
10241024
,灰度级为256,帧频为
75Hz,则刷存总带宽应为
___________MBs。
7. Pentium系统有
两类中断源:由CPU外部的硬件信号引发的称为中断,它又可分为
___________和____
_______;由指令执行引发的称为_______,其中一种是执行异
常,另一种是______
________。
8. 中断接口电路中的EI触发器的作用是________________
_______,RD触发器的作用
是___________,DMA控制器中的内存地址计数器的作
用是____________________。
9.
字节多路通道可允许每个设备进行_______型操作,数据传送单位是_________。
三.简答题(共24分)
1. (8分)设浮点数的阶码为
4位(补码表示,含阶符),尾数为6位(补码表示,含
尾符),
x
,
y中的指数、小数项均为二进制真值。
x2
01
0.1101
,y2
11
(0.1010)
,求
xy
。
2. (8分)某机器字长16位,主存容量为64K字,共64条指令,试设计单地址单字长
指令格式,要求操作数有立即数、直接、变址和相对寻址4种方式,并写出寻址模式
定义和在每种寻址方
式下的有效地址计算公式。
3. (8分)一盘组共11片,每片双面记录,最上最下两个
面不用。内外磁道直径分别为
10、14英寸,道密度为100道英寸,数据传输率为983040字节
秒,磁盘组的转速为
3600转分。设每个记录块记录1024字节,现某计算机系统挂接16台这样的
磁盘,试
设计适当的磁盘寻址格式,并计算该系统总存储容量。
四.分析与设计题(从下列3题中选做2题,共24分)
1. (12分)假设存储器的容量
为32字,字长64位,现已用若干存储芯片构成4个模块
M
0
M
3
,每个模块8个字。
1) 试分别用顺序方式和交叉方式构造存储器,要求画图并说明。
2) 设起始地址为00000,那么在交叉方式中,第26号字存储单元的地址是多少?
3) 若存储周期为200ns,数据总线宽度为64位,总线传送周期为50ns,求交叉存储
器方式中,存储器的带宽是多少?
2. (12分)流水线中有三类数据相关冲突:
写后读(RAW)、读后写(WAR)和写后写
(WAW)相关,某CPU具有五段流水线IF(取指令
)、ID(指令译码和取寄存器操作
数)、EXE(ALU执行)、MEM(访存)和WB(结果写回寄
存器),现有按以下次序流
入流水线的指令组:
I
1<
br>SUB
AND
OR
ADD
R
2
,R
1
,R
3
;
R
2
R
1
R
3
R
5
,R
2
,R
4
;
R
5
R
2
andR
4
R
7
,R
6
,R
2
;
R
7
R
6
orR
2
R
7
,R
2
,R
2
;
R
7
R
2
R
2
I
2
I
3
I
4
1)
判断存在哪种类型的数据相关。
2) 假定采用将相关指令延迟到所需操作数被写回寄存器堆后再进行
ID的方式来解
决上述冲突,那么处理器执行这4条指令共需要多少个时钟周期?要求用表格方
式分析。
3. (12分)某计算机微程序控制器控制存储容量为256
32位,
共71个微操作控制信
号,构成了5个相斥的微命令组,各组分别含有4、8、17、20和22个微命
令。下图
给出了其部分微指令序列的转移情况,方框内的字母表示一条微指令,分支点
a
由指
令寄存器的
IR
5
,
IR
6
两位决定,修改
A
5
A
6
,分支点
b
由条件
码标志
C
0
决定,修
改
A
4
。现采用断
定方式实现微程序的顺序控制。
1) 给出采用断定方式的水平型微指令格式。
2) 假设
微指令A和F的后继地址分别为10000000和11000000,试给出微指令C、E
和G的二进
制编码地址。
3) 画出微地址转移逻辑表达式和电路图。
A
IR
5
IR
6
00
IR
5
IR
6
01
IR
5
IR
6
10
IR
5
IR
6
11
a
B C D E
C
0
0
C
0
1
b
F
G
五.选择题(下列每题有且仅有一个正确答案,每题2分,共20分)
1
D
六.
填空题(每空2分,共20分)
1.
[1(12
23
)]2
128
2. 速度快
3. 有信息电荷泄漏,需定期补充
4. 动态RAM
5.
独立请求方式,菊花链查询方式
6. 75
7.
可屏蔽中断,非屏蔽中断,异常,执行软件中断指令
8.
是否允许中断源的中断请求被发出,外设准备好时发出就绪信号,存放内存中要交换
的数据块的首地址
9. 传输,字节
2
A
3
B
4
B
5
C
6
D
7
B
8
C
9
D
10
A
七.简答题(每小题5分,共10分)
1.
解:
xy2
010
(0.11010)
x0001,0.11010
y0011,1.01100
1) 求阶差对阶
E[E
x
]
补
[E
y
]
补
000111011110(2)
10
0
(10)
故
M
x
需右移2位变为:
0.00110
2) 尾数用双符号位求和
00.00110(10)
11.01100
11.10010(10)
3) 规格化
左规为:
11.00101(0)
,指数为
0010
4) 所以有:
xy2
010
(0.11010)
2. 由于有64条指令故操作码OP字段占6位;寻址模式字段X占2位;剩余8位留给D
字
段,故指令格式为:
15~10 9~8 7~0
OP
X=00,立即数寻址 D=操作数
X=01,直接寻址 EA=D
X=10,变址寻址 EA=(R)+D,R为16位变址寄存器
X=11,相对寻址
EA=(PC)+D,PC为16位程序计数器
3.
解:
NCr983040
X D
3600
16384B
60
所以,扇区数
16384102416
故,表示磁盘地
址格式的所有参数为:台数16,记录面20,磁道200,扇区数
16,由此可得磁盘的地址格式为:
20~17 16~9 8~4
3~0
台号
磁盘的总存储容量为:
162020016384B1048576000B
柱面号 盘面号 扇区号
八.分析与设计题(共35分)
1.
解:1)图略
2)第26号存储单元的地址为:
交叉方式:11010
bit
3)
q64bit4256
tT(m1)
200350350ns3.510s
7
Wqt256(3.510
7
)7.310
8bits
2.
解:1)
I
1
和
I
2
I
3
之间存在RAW数据相关
I
3
和
I
4
之间存在WAW数据相关
2)如下表所示:
时钟
周期
1
IF
2 3 4 5 6
7
8
9
10
11
I
1
I
2
ID EXE MEM WB
IF
IF
IF
ID EXE MEM WB
I
3
I
4
3.
ID EXE MEM WB
ID EXE MEM WB
解:1)71个微
命令不可能采用直接表示法,故采用字段译码法,控存容量为256,
故后继地址为8位,微指令格式为
:
31~29 28~25 24~20 19~15
14~10 9~8 7~0
4个
2)C:10000010 E:10000110
G:11001000
3)
A
6
P
1
IR
6
T
4
8个 17个 20个 22个 2个条件 后继地址
A<
br>5
P
1
IR
5
T
4
A
4
P
2
C
0
T
4
Q
D uA7
Q
D uA6
Q
D uA5
Q
D uA4