计算机组成原理期中考试题.doc

考 生 信 息 栏 系 专业 级 班级 姓名 学号 装 订 线厦门理工学院试卷20122013 学年 第1学期课程名称计算机组成原理试卷卷别þA þB 专业 级 班级 考试方式闭卷 开卷 本试卷共九大题( 6页)，满分100分，考试时间180分钟。请在答题纸上作答，在试卷上作答无效。一、选择题：（本题共25小题，每题1分，共25分）1下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（ ）A. MIPS B. CPI C.IPC D. MFLOPS2. 一个 C 语言程序在一台 32 位机器上运行。程序中定义了三个变量 x、 y、 z，其中 x 与 z 是 int型，y 为 short 型。当 x=255，y=-16 时，执行赋值语句 z=x+y 后，x、y、z 的值分别是_AX=000000FFH，y=FFF0H，z=00000076H BX=000000FFH，y=FFF9H，z=FFFF0076HCX=000000FFH，y=FFF7H，z=FFFF00EFH DX=000000FFH，y=FFF0H，z=000000EFH3下列各类存储器中，不采用随机存取方式的是（ B ）A. EPROM B. CDROM C. DRAM D. SRAM4Float型数据通常用IEEE754单精度浮点数格式表示。若编译器将float型变量X分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且X8.875，则FR1的内容是_A. C1040000H B. C2420000H C. C10E0000H D. C1C20000H5.假定变量 i,f,d 数据类型分别为 int,float 与 double(int 用补码表示，float 与 double 分别用IEEE754 单精度与双精度浮点数据格式表示)，已知 i=1785,f=231.5678,d=1.523 若在 32 位机器中执行下列关系表达式，则结果为真是_ （I）i=(int)(float)i (II)f=(float)(int)f (III)f=(float)(double)f (IV)(d+f)-d=f A：仅 I 与 II B：仅 I 与 III C：仅 II 与 III D：仅 III 与 IV 6. 存储单元是指_。A 存放一个二进制信息位的存贮元B 存放一个机器字的所有存贮元集合C 存放一个字节的所有存贮元集合D 存放两个字节的所有存贮元集合；7.某计算机的 Cache 共有 16 块，采用 2 路组相联映射方式（即每组 2 块）。每个主存块大小为 32 字节，按字节编址。主存 223 号单元所在主存块应装入到的 Cache 组号是_。A0 B.2 C.4 D.68.某计算机主存容量为 64KB，其中 ROM 区为 4KB，其余为 RAM 区，按字节编址。现要用 2K×8 位的 ROM 芯片与 4K×4 位的 RAM 芯片来设计该存储器，则需要上述规格的 ROM芯片数与 RAM 芯片数分别是_。A1、15 B2、15 C1、30 D2、309.假设某计算机的存储系统由 Cache 与主存组成，某程序执行过程中访存 1000 次，其中访问 Cache 缺失（未命中）50 次，则 Cache 的命中率是_。A5% B.9.5% C.50% D.95%10.某机字长16位，其中1位符号位，15位表示尾数。若用定点小数表示，则最大正小数为_。A +（1 2-16） B +（1 2-15） C 2-16 D 2-1511假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是_。 A 10000011 B 11000100 C 11010101 D 1100000012.某机字长16位，存储容量为 2MB，若按字编址，它的寻址范围是_。A 512K B 512KB C 1M D 1MB13.某机器字长 16 位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节 PC 自动加 1。若某转移指令所在主存地址为 2001H，相对位移量字段的内容为 06H，则该转移指令成功转以后的目标地址是_。A.2006H B.2007H C.2008H D.2009H14.下列关于 RISC 的叙述中，错误的是_。ARISC 普遍采用微程序控制器 BRISC 大多数指令在一个时钟周期内完成CRISC 的内部通用寄存器数量相对 CISC 多 DRISC 的指令数、寻址方式与指令格式种类相对 CISC 少15.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_。A节约元件； B 运算速度快； C 物理器件的性能决定 ； D 信息处理方便；16.已知X为整数，且X补 = 10000011，则X的十进制数值是_。A +125 B 101 C 125 D +10117.主存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来_。A 存放数据 B 存放程序 C 存放数据与程序 D 存放微程序18.指令系统采用不同寻址方式的目的是_。A 实现存贮程序与程序控制；B 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性；。C 可直接访问外存；D 提供扩展操作码的可能并降低指令译码的难度；19计算机的字长取决于_ 。A控制器的种类 B运算器一次运算二进制数的位数 C存储器的大小 D主机与外设一次交换信息的长度 20从用户观点看，评价计算机系统性能的综合参数是_ 。A指令系统 B吞吐率 C主存容量 D主频率 21.假定有 4 个整数用 8 位补码分别表示 r1=FDH ,r2=E2H ,r3=90H,r4=F7H,若将运算结果存放在一个 8 位的寄存器中，则下列运算会发生溢出的是_ A： r1×r2 B ：r2×r3 C：r1×r4 D：r2×r4 22.假定用若干个 2K×4 位芯片组成一个 8K×8 位存储器，则地址 0A4CH 所在芯片的最小地址是_ A：0000H B：0600H C： 0C00H D：0800H23.下列有关 RAM 与 ROM 的叙述中，正确的是_ I.RAM 是易失性存储器，ROM 是非易失性存储器 II. RAM 与 ROM 都是采用随机存取的方式进行信息访问 III.RAM 与 ROM 都可用作 Cache IV.RAM 与 ROM 都需要进行刷新 A：仅 I 与 II B：仅 II 与 III C：仅 I,II，III D：仅 II，III，IV 24. 冯诺依曼计算机中指令与数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU 区分它们的依据是_A指令操作码的译码结果 B.指令与数据的寻址方式 C.指令周期的不同阶段 D.指令与数据所在的存储单元25. 某SRAM芯片，存储容量为32K×8位，该芯片的地址线与数据线数目为_。A 32，8 B 15，8 C 16，8 D 8，8 。26在C语言中，int型占32位，short型占16位，若有下列语句Unsigned short x=65530;Unsigned int y=x;则执行后，y的十六进制表示为A0000 7FFA B.0000 FFFA C. FFFF 7FFFA D.FFFF FFFA27.float类型能表示的最大正整数是A21262103 B. 2127-2104 C.2127-2103 D.2128-210428.某计算机存储器按字节编址，采用小端方式存放数据。假定编译器规定int型与short型长度分别为32位与16位，并且数据按边界对齐存储。某C语言程序段如下：Structint a;char b;short c:record;recoard.a=273;若record变量的首地址为0xc008，则低至0xc008中内容及record.c的地址是A0x00、0xC00D B.0x00、0xC00E C.0x11、0xC00D D.0x11、0xC00E29.下列关于闪存的叙述中，错误的是A信息可读可写，并且读、写速度一样快B存储元由MOS管组成，是一种半导体存储器C掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器D采用随机访问方式，可替代计算机外部存储器30.假设某计算机按字编址，cache有4个行，Cache与主存之间交换的数据块为4个存储字。若Cache的内容初始为空，采用2路组相联映射方式与LRU替换策略。访问的主存地址依次为0，4,8,2,0,6,8,6,4,8时，命中Cache的次数是A1 B.2 C.3 D.431.设总线频率为100MHz,数据总线与地址总线共用一组总线，32位宽，存储字长也是32位。传送一次地址或一次数据需要一个时钟周期。采用猝发式发送，则传送128位数据需要的时间是A20ns B.40ns C.50ns D.80ns32.下列关于USB总线的说法中，错误的是A支持热拔插、即插即用 B.可以连接多级外部设备 C.可以扩展接口 D.速度快，可以同时传输两位数33.下列选项中，在I/O总线的数据线上传输的信息包括II/O接口中的命令字 II. I/O接口中的状态字 III.中断类型号AI、II B I、III C II 、 III D I、II、III34响应外部中断的过程中，中断隐指令完成的操作，除保护断点外，还包括I关中断 II.保存通用寄存器的内容 III.形成中断服务程序入口地址并送PCAI、II B I、III C II 、 III D I、II、III35.基准程序A在某计算机上运行的时间为100秒，其中90秒为CPU时间，其余时间忽略不计，若CPU速度提高50%，I/O速度不变，则运行基准程序A所耗费的时间是A55 B.60 C.65 D.7036.偏移寻址通过将某个寄存器内容与一个形式地址相加而生成有效地址下列寻址方式中，不属于偏移寻址方式的是（ ）A.间接寻址 B.基址寻址 C.相对寻址 D.变址寻址37.某机器有一个标志寄存器，其中有进位/借位标志CF、零标志ZF、符号标志SF 与溢出标志OF，条件转移指令bgt（无符号整数比较大于时转移）的转移条件是（ ）A.CF +OF =1 B.SF + ZF = 1 C.CF + ZF = 1 D.CF + SF = 138. 在系统总线的数据线上，不可能传输的是（ C ）A.指令 B.操作数 C.握手（应答）信号 D.中断类信号39.下列给出的指令系统特点中，有利于实现指令流水线的是（ D ）I. 指令格式规整且长度一致 II. 指令与数据按边界对齐存放III. 只有Load/Store 指令才能对操作数进行存储访问仅I、II B.仅II、III C.仅I、III D.I、II、III40.假定不采用Cache 与指令预取技术，且机器处于“开中断”状态，则在下列有关指令执行的叙述中，错误的是（ C ）A. 每个指令周期中CPU 都至少访问内存一次 B. 每个指令周期一定大于或等于一个CPU 时钟周期C. 空操作指令的指令周期中任何寄存器的内容都不会被改变D. 当前程序在每条指令执行结束时都可能被外部中断打断41.下列选项中的英文缩写均为总线标准的是（ D ）A：PCI、CRT、USB、EISA   B：ISA、CPI、VESA、EISAC：ISA、SCSI、RAM、MIPS   D：ISA、EISA、PCI、PCI-Express42.单级中断系统中，中断服务程序执行顺序是（ A ）I、保护现场  II、开中断  III、关中断  IV、保存断点V、中断事件处理   VI、恢复现场   VII、中断返回A：I、V、VI、II、VII B：III、I、V、VIIC：III、IV、V、VI、VII D：IV、I、V、VI、VII43.下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是（ D ）I 提高CPU时钟频率，II优化数据通过结构，III对程序进行编译优化A：仅I与II     B：仅I与III     C：仅II与III      D：I，II，III44.下列选项中，能引起外部中断的事件是（ A ）  A键盘输入   B. 除数为0   C. 浮点运算下溢   D. 访存缺页 45.相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是（ D ）  A指令执行速度慢，指令功能的修改与扩展容易    B指令执行速度慢，指令功能的修改与扩展难   C指令执行速度快，指令功能的修改与扩展容易    D指令执行速度快，指令功能的修改与扩展难    46.假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4字节信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是（ B ）A10MB/s B.20MB/S C.40MB/S D.80MB/S 47.浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入与判溢出等步骤。设浮点数的阶码与尾数均采用补码表示，且位数分别为5位与7位（均含2位符号位）。若有两个数X=27×29/32，Y=25×5/8，则用浮点加法计算X+Y的最终结果是（ D ）  A00111 1100010   B. 00111 0100010    C01000 0010001   D. 发生溢出  二、填空题(本题共8小题，每空1分，共25分)1. 直接使用西文键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。为此要解决汉字的（A ）编码，汉字（B ）,（ C ）码等三种不同用途的编码。2. 光盘是多媒体计算机不可缺少的外存设备。按读写性质分，光盘有（A ）,（B ）,（ C ）型三类光盘。3. 存储器的读出时间通常称为（ A ），它定义为（ B ）.为便于读写控制，存储器设计时写入时间与读出时间相等，但事实上写入时间（ C ）读出时间。4. 形成操作数地址的方式，称为（ A ）方式,操作数可放在（ B ）寄存器，（ C ）寄存器，内存与指令中。5. 层次化的存储器系统一般分为三级：（ A ）、（ B ）、（ C ） 。6. cache 是一种（ A ）存储器，是为了解决CPU与主存之间（ B ）不匹配而采用的一项重要技术。它与主存的替换算法有（ C）、（ D ）、（ E ）。7. 指令操作码字段表征指令的（ A ），而地址码字段指示（ B ）。8. 移码表示法主要用于表示（A）数的阶码，以便于比较两个（B）.的大小与（C）操作。三、计算题一（本题15分）1（10分）使用原码一位乘法计算X×Y。X=0.11101,Y=0.011112.（5分）用变形补码计算X+Y与X-Y，并指出运算结果是否溢出。X=0.11011,Y=0.11111.四、计算题二（本题5分）CPU执行一段时间后，Cache完成存取的次数为3900次，主存完成的存取次数为100次，已知Cache的存取周期为40ns，主存的存取周期为240ns。试求Cache/主存系统的效率与平均访问时间。五、计算题三（本题5分）有一个64K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内是128×128结构）构成，存储器读/写周期为500ns。试问：（1）（1分）需要多少DRAM芯片？（2）（2分）采用异步刷新方式，如果单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？（3）（2分）如果采用集中式刷新，存储器刷新一遍最少要用多少时间？六、计算题四（本题5分）某处理器包含一个片内cache，容量为8KB,且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字。当Cache未命中时，以分组方式从主存读取4个字到Cache，假定主存容量为16MB，试说明：（1）（1分）Cache共分为多少组。（2）（4分）写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用与位数。七、分析题一（本题6分）某机字长16位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址。试问：（1）（1分）该机可以配备的最大主存容量为多少？（2）（2分）该机主存采用64k×1位的DRAM芯片（内部为4个128×128阵列）构成最大主存空间，则共需要多少个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为多少？（3）（3分）若为该机配备2K×16位的Cache，每块8B,采用2路组相联映射方式，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为462EH，则该地址可映射到Cache的哪一个组？八、分析题二（本题8分）设某机型寄存器字长16位，用十六进制方式表示，已知：变址寄存器的内容为0004H,PC的内容为0003H，内存中部分单元的内容如下：地址内容地址内容0002H000AH0007H000AH0003H0002H0008H0002H0004H0007H0009H0003H0005H0004H000AH0009H0006H0005H000BH0008H指令为双字长指令，格式如下：操作码 寻址方式码 寄存器号（16位）直接地址/间接地址/立即数/相对位移量/形式地址（16位）若当前指令分别为下列寻址方式时，试求出操作数。（请写出详细计算过程，否则不给分）（1）（2分）直接寻址（2）（2分）间接寻址（3）（2分）立即寻址（4）（2分）变址寻址九、分析题三（本题6分）某机型16位字长指令格式如下：OP（位） （位）（位）其中，是形式地址，采用补码表示（包括一位符号位），是寻址方式：立即寻址；直接寻址（这是为地址，无符号数）；间接寻址；变址寻址（变址寄存器i，位）；基址寻址（基址寄存器b，位）；相对寻址。（2分）该指令格式最多可以定义多少种不同的操作？立即数寻址操作数的范围是什么？（2分）写出各种寻址方式的有效地址的计算表达式。（2分）各种寻址方式能访问的最大主存范围是多少？第 13 页