2023年本科计算机组成期末试题A卷答案及评分标准.docx

202 3 / 2023学年第一学期期末考试试题（A卷）计算机组成使用班级: 用班0 64 1, 0 7 06064 2总分得分一、选择题（10分）每小题1分1、从器件角度看，计算机经历了四代变化。但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于 型计算机。A并行B冯诺依曼C智能D实时解决2、以下各项中不属于系统软件的是 oA 操作系统B数据库管理系统C 游戏软件 D语言解决程序3、在机器数 中，零的表达形式是唯一的。A 原码B补码C移码 D反码4、某计算机字长为3 2位,其存储容量为1 6 Mx32位,其地址线和数据线的总和是。A 16B 32C 64D 56 5、在多级存储体系中，"cache主存”结构的作用是解决 的问题。A主存容量局限性B主存与辅存速度不匹配C 辅存与c PU速度不匹配D主存与CPU速度不匹配 6、用某个寄存器中操作数的寻址方式称为 寻址。A直接B 间接C寄存器直接D寄存器间接A控制器7、当代CPU涉及B控制器、运算器、cache(3)平均等待时间是多少?(9分)某磁盘存贮器转速为3000转/分，共有4个记录面，每毫米5道，每道记录信息为12 2 88字节，最小磁道直径为2 3 0mm,共有275道。问：(3)磁盘存贮器的容量是多少？(4)磁盘数据传输率是多少？(5)平均等待时间是多少？解：(1 )每道记录信息容量=1 2 KB每个记录面信息容量 =275 X 1 2 KB共有6个记录面，所以磁盘存储器总容量为：6 X 2 75X 1 2KB = 1 9 800KB(3)磁盘数据传输率C = r-Nr = 3 50 0 / 60 弋 58.33 周/秒N = 1 2 KB (信道信息容量)C 二 r N = 3 5 0/6 X 12 KB = 700 KB / 秒(4)平均等待时间=1/ (2r) = 1 / (2X350 0 / 60)%0. 00857 秒 = 8.57毫秒C运算器和主存D控制器、ALU和主存8、微程序控制器中,机器指令与微指令的关系是 oA每一条机器指令由一条微指令来执行B每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行C 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行D 一条微指令由若干条机器指令组成9、描述流水CPU基本概念不对的的句子是 oA流水CPU是以空间并行性为原理构造的解决器B流水CPU一定是RISC机器C流水CPU一定是多媒体C PUD流水CPU是一种非常经济而实用的时间并行技术10、在集中式总线仲裁中，方式响应时间最快，方式对电路故障最敏感。A菊花链B独立请求C计数器定期查询D 都同样得分二、填空题（25分）每个空1分1、为了实现运算器的速度，采用了 进位、乘除法等并行技术。2、形成指令地址的方式（即指令寻址方式）有 寻址和 寻址。3、半导体SRAM靠 存贮信息,半导体DRA M则是靠 存贮信息。4、计算机系统中，下列部件都可以存储信息、：主存CPU内的通用寄存器cache磁 带磁盘。按照CP U存取速度排列，由快到慢依次为, 其中，内存涉及;属于外存的是 o5、根据地址格式不同，虚拟存贮器分为、和 三种。6、在CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为,保存当前正在执行的 指令的地址的寄存器为，保存CPU访存地址的寄存器为 o7、硬布线控制器的基本思想是:某一微操作控制信号是 译码输出，信号和 信号的逻辑函数.8、在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为。就其所传送信 息的性质而言，在公共通路上传送的信息涉及数据、信息。9、总线有 特性、特性、特性、特性，因此必须标准化。得分三、简答题(18分)每小题6分11、DRAM为什么要进行定期刷新？刷新操作方式有哪两种?有何区别?本题分为三个小问题，分值及答案要点(1) DRAM为什么要进行定期刷新？(2)刷新操作方式有哪两种？(3)两种刷新操作方式有何区别？2、画出微程序控制器的原理框图，简述其各组成部分的作用。3、简述中断解决过程。得分四、本题10分设*= 16,y= -12,用原码（或补码）一位乘法或带求补器的补码阵列乘法器求出乘积XY=?并用十进制数乘法验证。解法一:采用带求补器的补码阵列乘法器。设最高位为符号位，输入数据用补码表达：区补=1100 OOy 补=1 1 0 100乘积符号位单独运算：xfyf= 11 = 0尾数部分算前求补器输出：|x| = 10000, I y| = 0110 00 000 000 000.1 00 0 01 0 000+00 0 0000 110 0 0 000乘积符号为0,算后求补器输出为，最后补码乘积值为：x y#= 0补码的二进制数真值是:X-y = 1 X27+1 X26 = (+1 9 2)l0十进制数乘法验证：x y = (-16)*(-1 2 )= +192解法二：采用原码一位乘法。设最高位为符号位，输入数据用补码表达：得分五、本题9分CPU执行一段程序时,each e完毕存取的次数为5000次，主存完毕存取的次数为500次。已知cache存取周期为50g主存存取周期为20 0 ns。求：(1 ) Ca c h e 命中率 H。(2)Cach e/主存系统的访问效率e。(3)平均访问时间Ta。例6： C PU执行一段程序时,cache完毕存取的次数为190 0次,主存完毕ns,主存存取周期为250ns,ns,主存存取周期为250ns,存取的次数为1 0 0次，已知c ache存取周期为5 0 求c a che/主存系统的效率和平均访问时间。解：命中率 h = Nc / (Nc+Nm)= 500 0 /(500 0 +500)0.91r = tm / tc = 2 0 0ns/50 n s = 4c a che/主存系统的效率 e =1 /(r+ (1- r )h) = 1/(4 +(1-4) X 0.9 1)Q78. 74%平均访问时间 t a= tc / e = 50ns / 0. 7874 " 6 3 . 5 ns得分六、本题9分一台解决机具有如下指令格式:。5位2位 4位4位OPX源寄存器目的寄存器地址码其格式表白有16个通用寄存器（长度1 6位），X为指定的寻址模式，主存最大容量 为128 K字。（1） 假设不用通用寄存器也能直接访问主存的每一个操作数，并假设操作码域O P =5 位，请问地址码域应当分派多少位?指令字长度应有多少位？（2） 假设X=ll时,指定的那个通用寄存器用作基址寄存器，请提出一种寻址方案，使 得被指定的通用寄存器能访问1M的主存空间中的每一个单元。（9分）一台解决机具有如下指令格式:。6位 2位 3位3位0 PX源寄存器目的寄存器地址其格式表白有8个通用寄存器（长度1 6位），X为指定的寻址模式,主存最 大容量为25 6 K字1）假设不用通用寄存器也能直接访问主存的每一个操作数，并假设操作码域0P= 6位，请问地址码域应当分派多少位?指令字长度应有多少位？2）假设X=ll时，指定的那个通用寄存器用作基址寄存器,请提出一个硬件设计 规则，使得被指定的通用寄存器能访问1M的主存空间中的每一个单元。解：1）由于2产=1 2 8K字,地址域=17位操作码域=5位指令长度=17 + 5+2+ 4 +4=3 2位2）此时指定的通用寄存器作为基值寄存器（16）位。但16位长度局限性以覆盖1M字地址空间，为此可将通用寄存器左移4位，低位补0形成20位基地址，然后与指令字形式地址相加得有效地址，可访问主存1 M地址空间的任意单元。得分七、本题10分某机共有5 5个微命令，构成5个相斥类的微命令组，各组分别包含5、 8、2、15、25个微命令。已知可鉴定的外部条件有三个，微指令字长2 8位。按水平型 微指令格式设计微指令（规定微指令的下址字段直接给出后继微地址），并指出控制存储器 的容量。0OOOOOOO00例:某机共有5 2个微命令，构成5个相斥类的微命令组，各组分别包含5、8、2、15、2 2个微命令。已知可鉴定的外部条件有两个，微指令字长2 8位。（1）按水平型微指令格式设计微指令，规定微指令的下址字段直接给出后继微地址；（2）指出控制存储器的容量。解：（1）根据已知条件，应设5个控制字段，需分别提供6、9、3、16、2 6种状态，故应分 别采用3、4、2、4、5位进行编码（共18位）；条件测试字段需要4种状态，使用2 位编码。因此下址字段应取281 82=8位。微指令格式如下：5个微命令8个2个15个25个3个鉴定条件条件测试下址字段3位4位2位4位5位2位8位控制存储器容量为：2 56 X 2 8位得分八、本题9分某磁盘存贮器转速为3 500转/分，可用记录面6个，每毫米5道，每道记录信息为12KB,最小磁道直径为230mm，共有275道。问：(1)磁盘存贮器的容量是多少？(2)磁盘数据传输率是多少?