2020年8月自考02318计算机组成原理试题答案.pdf

绝密启用前绝密启用前2020年 8 月高等教育自学考试全国统一命题考试计算机组成原理试题答案及评分参考计算机组成原理试题答案及评分参考（课程代码02318）一、单项选择题：本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 分。1D2C3A4A5B6A7C8B9C10C二、填空题：本大题共 15 空，每空 1 分，共 15 分。11八、十、十六12补码、反码、移码13I-型指令、J-型指令14数据冒险、控制冒险15分段式、段页式16数据、地址、控制三、名词解释题：本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分。17答：数据通路是指指令执行过程中数据所流经的部件，其中包括各类运算部件。18答：将数值数据在计算机内部编码表示的数称为机器数。19答：小端方式将数据的最高有效字节MSB存放在高地址中，将最低有效字节 LSB 存放在低地址中。20答：指令中给出的是操作数所在的寄存器编号，操作数在寄存器中，这种寻址方式称为寄存器直接寻址。21答：中断系统允许 CPU 在执行某个中断服务程序时，被新的中断请求打断。四、简答题：本大题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。22答：浮点加减运算需要经过以下几个主要步骤：对阶（1 分）、尾数相加减（1 分）、规格化（1 分）、尾数舍入（1 分）和溢出判断等（1 分）。23答：转移指令和调用（转子）指令的区别在于执行调用（转子）指令时必须保存下条指令的地址（即返回地址）（2 分）；调用（转子）指令用于过程调用或函数调用，当被调用过程执行结束时，根据返回地址返回到调用过程继续执行，（2 分）而转移指令则不返回执行，因而无需保存返回地址。（1 分）24答：CPU 取出并执行一条指令的时间为一个指令周期（3 分），可分为取指令、读操作数、执行并写结果等多个基本工作周期；不同指令的指令执行周期一般不一致，主要与操作数寻址方式以及存结果的地址等有关。（2 分）25答：在中断响应周期中，通过执行一条隐指令，可以完成的操作是：（1）关中断：将中断允许标志置为禁止状态；（2 分）（2）保护断点：将 PC 和 PSW送入栈或特殊寄存器；（2分）（3）识别中断源并转中断服务程序：通过某种方式，获得优先级最高的中断源所对应的中断服务程序的首地址和初始 PSW，并分别送 PC 和 PSWR。（1 分）五、计算题：本大题共 3 小题，第 26、27 小题各 6 分，第 28 小题 4 分，共 16 分。26解：程序 P 在机器 M1 上的时钟周期数为CPU 执行时间 时钟频率=15S2GHz=30G。（2 分）因此，程序 P 在机器 M2 上的时钟周期数为 330GHz=90G。（2 分）计算机组成原理试题答案及评分参考第 1 页（共 2 页）要使程序 P 在 M2 上的运行时间缩短为 10S，则 M2 的时钟频率至少应为程序所含时钟周期CPU 执行时间=90G10S=9GHz。（2 分）27解：（1）将十进制数转换成二进制数（160）10（10100000）2（1 分）（2）规格化二进制数移动小数点，使其在第 1、2 位之间：101000001.010000027（1 分）（3）计算移码表示的阶码 E=偏置值+阶码真值阶码真值 e7,偏置值=127阶码 E（127+7）10（134）10（10000110）2（1 分）（4）以单精度（32 位）浮点数格式存储该数符号位 S0阶码 E10000110尾数 f0100000,0000000000000000（1 分）得到 32 位浮点数的二进制存储格式为：0 1000011001000000000000000000000（1 分）（5）16 进制数格式为：（43200000）16（1 分）28解：根据总线的总带宽计算公式：B=WF/N则本题所述总线的总带宽为：B=16B80MHZ/1=1280MB/s（2 分）改进后，总线的总带宽为：B=（256/8）B200MHZ/0.5=12800MB/s（2 分）六、综合题：本大题共 2 小题，每小题 12 分，共 24 分。29解：（1）每 2K 字节数据块在 cache 中占一行，故 64KB cache 被划分为 64KB2KB=32行（3 分）（2）64MB=226B，故主存地址长度为 26 位（3 分）被划分成以下三个字段：标记+cache 行号+块内地址由于块大小为 2KB=211B，所以块内地址为 11 位，即主存地址的低 11 位。（2 分）Cache 行数为 64=26，所以 cache 行号需要 6 位，即主存地址的中间 6 位（2 分）主存地址总长 26 位，所以标记部分为 26116=9 位，即主存地址的高 9 位。（2 分）说明：也可以用图表示地址分配。30解：（1）需要 4 个或 5 个节拍（2 分）（2）控制信号功能R1out，MARinMAR（R1）（2 分）MemRMDRM（MAR）（2 分）MDRout,YinY（MDR）（2 分）R2out，ANDZ（Y）AND（R2）（2 分）Zout,R2inR2（Z）（2 分）说明：如果答案为 4 个节拍，则将第 2 行与第 3 行合并为一行（一个节拍）。计算机组成原理试题答案及评分参考第 2 页（共 2 页）