2023年计算机组成与系统结构课程考试试卷.pdf

2 0232023学年第二学期 计算机组成与系统结构课程考试试卷（C卷）专业：年级：考试方式：学分：考试时间：分钟题号二三四五六七八总分得分QIP料阅卷人得分一、填空题（每 小 题 2 分，共 2 0 分）1、计算机的运算精度与机器的有关，为解决精度与硬件成本的矛盾，大多数计算机使用。答:字长变字长运算2、若 x 1 补=1 0 1 1 0 1 1 1,x 2 原=1.0 1 1 0 1 ，则数x l 的十进制数真值是，x 2的十进制数真值是。答:一73-0.7 1 8 7 5 （给的答案仿佛有问题，掌握方法即可）3、在浮点运算过程中，假如运算结果的尾数部分不是形式，则需要进行规格化解决。设尾数采用补码表达形式，当运算结果时，需要进行右规操作；当运算结果 时，需要进行左规操作。答：规 格 化 溢 出 不 是 规 格 化 数4、将两个8 4 2 1 B C D 码相加,为了得到对的的十进制运算结果,需要对结果进行修正，其 修 正 方 法 是 。*M沿yH本答：两 个 8 4 2 1 码相加后，若相加的和数 1 0,则不需修正，按二进制规则相加的结果就是对的的8 4 2 1 码的和数；若相加的和数1 0,则需在二进制相加的结果上加“0 1 1 0 ”进行修正。5、C a c he使用的是存储芯片，主存使用的是存储芯片。答:SRAMD R A M6、衡量非格式化硬盘的一个磁表面存储容量的两个指标是和。答:道 密 度 位 密 度7、在链式查询和独立请求两种总线控制判优方式中，响应时间最快的是 方式;对电路故障最敏感的是方式。答:独 立 请 求 链 式 查 询8、在程序执行过程中,控制器控制计算机的运营总是处在 、分析指令和 的循环之中。答：取指令执行指令9、显示器的刷新存储器（或称显示缓冲存储器）的 容 量 是 由 、决 定 的。答：分 辨 率 灰度级或色彩数1 0、1/0 通道是一个特殊功能的，它 有 自 己 的 ，专门负责数据输入输出的传输控制,CPU只 负 责 功 能。答:I/O 控 制 器 指 令 执 行 部 件 启、停 I/O 通道，查询通道及I/。设备状态，控制 I/O 通道进行某些操作阅卷人得分二 单选题（每小题2 分，共 30分）1、计算机系统中，硬件可以直接辨认的指令是 A。A.机器指令B.汇编语言指令C.高级语言指令D.特权指令2、指令系统中采用不同的寻址方式的重要目的是B。A.增长内存的容量B.缩短指令长度，扩大寻址范围C.提高访问内存的速度D.简化指令译码电路3、在相对寻址方式中，若指令中地址码为X,则操作数的地址为B A.X B.(PC)+X C.X+段基址 D.变址寄存器+X4、在堆栈中，保持不变的是C A.栈 顶 B.堆栈指针C.栈 底 D.栈中的数据5、在变址寄存器寻址方式中，若变址寄存器的内容是4E3C H,给出的偏移量是6311则它相应的有效地址是D。A.6311 B.4D9FI1 C.4E3CH D.4E9FII6、设值 补=1 .x 1 x2x3x4x5x6x 7 x8,当满足 A 时,x-1/2 成立。A.xl=l,x2 x8至少有一个 为 1 B.xl=O,x2 x8至少有一个为1C.xl=l,x2 x8 任意 D.xl=O,x2x8 任意7、动态RAM与静态RAM相比，其优点是_ _ _C 。A.动态RAM的存储速度快。B.动态RAM不易丢失数据。C.在工艺上，比静态RAM的存储密度高。D.控制比静态RAM简朴。8、下面叙述不对的的是C 。A.半导体存储器可随时存取信息，掉电后信息丢失。B.在访问存储器时,访问时间与单元的物理位置无关。C.内存储器中存储的信息均是不可改变的。I).存储器和只读存储器可以统一编址。9、某5 1 2 X 8位RAM芯片采用一位读/写线控制读写，该芯片的引脚至少有 CA.1 7 条 B.1 9 条 C.21 条 D.5 22 条10、程序计数器的功能是D 。A.存放微指令地址B.计算程序长度C.存 放 指 令D.存放下条机器指令的地址11、在中断响应过程中，保护程序计数器的作用是B。A.使CPU能找到中断解决程序的入口地址B.使中断返回后，能回到断点处继续原程序的执行C.使CPU和外围设备能并行工作D.为了实现中断嵌套12、下面哪种情况会提出中断请求？B。A.产生存储周期窃取B.一 次I/O操作结束C.两个数相加D.上述三种情况都发生1 3、若显示器的灰度级为1 6,则每个像素的显示数据位数至少是 A。A.4 位 B.8 位 C.16 位 D.24 位14、总线中地址总线的作用是C oA.用于选择存储器单元B.用于选择I/O设备C.用于指定存储器单元和I/O设备接口寄存器的地址D.决定数据总线上数据的传输方向1 5、补码加法运算的规则是B。A.操作数用补码表达，符号位单独解决B.操作数用补码表达,连同符号位一起相加C.操作数用补码表达,将加数变补，然后相加D.操作数用补码表达,将被加数变补，然后相加阅卷人得分三 判断题（每 小 题1分，共10分）1、S RAM每个单元的规模大于DRAM的。J2、计算机使用总线结构的重要优点是便于实现模块化,同时减少了信息传输线的数目。V3、单级中断与多级中断的区别是单级中断只能实现单中断，而多级中断可以实现多重中断或中断微套。J4、采用DMA方式进行数据传送的设备，比不采用DMA方式进行数据传送的设备优先级要高。X5、在计算机的指令系统中，真正必需的指令种类并不多，很多指令都是为了提高机器速度和便于编程而引入的。V6、一个通道可以连接多个外围设备控制器,一个外围设备控制器可以管理一台或多台外围设备。V7、通道程序是由通道控制字组成的，通道控制字也称通道指令。V8、运算器的重要功能是进行加法运算。X9、在规格化浮点表达中，保持其他方面不变，只是将阶码部分由移码表达改为补码表达，则会使该浮点表达的数据表达范围增大。X10、在生成CRC校验码时，采用不同的生成多项式，所得到CRC校验码的校错能力是相同的。X阅卷人得分四、简述题（每小题5分，共1 5分）1、试述组合逻辑控制器与微程序控制器的组成差别？答：组合逻辑控制器采用组合逻辑技术实现,其微操作信号发生器是由门电路组成的复杂树形网络构成的。微程序控制器采用存储逻辑实现，将微操作控制信号以编码字（即微指令）的形式存放在控制存储器中。执行指令时,通过依次读取一条条微指令,产生一组组操作控制信号,控制有关功能部件完毕一组组微操作。微程序控制器的设计思想和组合逻辑设计思想截然不同。它具有设计规整，调试、维修以及更改、扩充指令方便的优点，易于实现自动化设计。但是，由于它增长了一级控制存储器,所以指令的执行速度比组合逻辑控制器慢。2、冯 诺依曼计算机的基本思想是什么？答:冯 诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1）计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。2）采用二进制形式表达数据和指令。3）采用存储程序方式。3、试述指令周期、CPU周期、节拍周期三者的关系。答：指令周期是指从取指令、分析指令到执行完该指令所需的所有时间。机器周期又称CP U周期，是指令执行过程中的相对独立的阶段。把一个机器周期等提成若干个时间区间，每一时间区间称为一个节拍，一个节拍相应一个电位信号，控制一个或几个微操作的执行。由于各种指令的操作功能不同，繁简限度不同，因此各种指令的指令周期也不尽相同。一条指令的执行过程（即指令周期）由若干个机器周期所组成,每个机器周期完毕一个基本操作。一个机器周期中包含若干节拍。五、计算题（2 5 分）阅卷人得分1、已知 x=2-0 1 1 x 0.1 0 1 1 0 0,y=2-0 1 0 x （-0.0 1 1 1 0 0）,按机器补码浮点运算环节，计算 x土y 补。（6 分）解：先将x、y 转换成机器数形式：x 补=1,1 0 1 ;0.1 0 1 1 0 0,y 补=1,1 1 0;1 .1 0 0 1 0 0 E x 补=1,1 0 1,y 补=1,1 1 0,Mx补=0.1 0 1 1 0 0,M y 补=1.1 0 0 1 0 01）对阶：补=*补+Y丫 补=1 1,1 0 1+0 0,0 1 0=1 1,1 1 1 0,应 E x 向 E y 对齐，则：E x 补+1=1 1,1 0 1 +0 0,0 0 1=1 1,1 1 0 =E y 补 x 补=1,1 1 0；0.0 1 0 1 1 02）尾数运算：M x 补+国丫 补=0.0 1 0 1 1 0 +1 1.1 0 0 1 0 0=1 1.1 1 1 0 1 0 M x 补+-M y 补=0.0 1 0 1 1 0 +0 0.0 1 1 1 0 0=0 0.1 1 0 0 1 03）结果规格化:x+y 补=1 1,UO;1 1.1 1 1 0 1 0 =1 1,0 1 1 ；1 1 .0 1 0 0 0 0 （尾数左规 3 次，阶码减3）x-y#=l l,1 1 0 ;0 0.1 1 0 0 1 0,已是规格化数。4）舍入：无5）溢出：无则：x+y=2 T 0 1 x （-0.1 1 0 0 0 0）x-y =2-0 1 0 x 0 .1 1 0 0 1 02、设机器A的主频为8 M H z ,机器周期含4个时钟周期,且该机的平均指令执行速度是0.4 M I P S,试求该机的平均指令周期和机器周期，每个指令周期中含几个机器周期?假如机器 B的主频为1 2 M H z,且机器周期也含4个时钟周期,试问B机的平均指令执行速度为多少 M I P S?（5 分）解：先通过A机的平均指令执行速度求出其平均指令周期,再通过主频求出时钟周期,然后进一步求出机器周期。B机参数的算法与A机类似。计算如下：A机平均指令周期=1 /0.4 M I P S=2.5 M SA机时钟周期=1/8 M H z =1 2 5 n sA 机机器周期=1 2 5 n s X 4=5 0 0 n s=0.5 1 1 sA机每个指令周期中含机器周期个数=2.5 u s +0.5 u s=5 个B 机时钟周期=1/1 2 M H z 8 3 n sB 机机器周期=8 3 n s X 4=3 3 2 n s设 B机每个指令周期也含5个机器周期，则：B机平均指令周期=3 3 2 n s X 5=L 6 6 n sB机平均指令执行速度=1/1 .6 6 u s=0.6 M I P S结论:主频的提高有助于机器执行速度的提高。3、假设某存储器地址长为2 2 位,存储器字长为1 6 位，试问：（1）该存储器能存储多少字节信息？（2 分）（2）若用6 4 K x 4 位的D R A M 芯片组织该存储器，则需多少片芯片？（2分）（3 ）在该存储器的2 2 位地址中，多少位用于选片寻址？多少位用于片内寻址？（2分）解：（1）该存储器可存储2 2 2 X 2=2 2 3 =8 M B 的信息。（2）需要芯片 2 2 2 X 1 6/6 4 X 2 1 0 X 4 =2 8 =2 5 6（3）2 2 位地址中，1 6 位用于片内寻址，6位用于选片寻址。4、某磁盘存储器转速为3 0 0 0 转/分，共有4 个记录盘面，每毫米5 道,每道记录信息1 2 28 8字节，最小磁道直径为2 3 0 m m,共有2 7 5 道，求：（1）磁盘存储器的存储容量；（1 分）（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；（2分）（3）磁盘数据传输率；（2分）平均等待时间。（1 分）解：（1）存 储 容 量=2 7 5 道 X 1 2 2 8 8 B/道 X 4 面=1 3 5 1 6 8 0 0 B （2）最高位密度=1 2 2 8 8 8/2 3 0 1 7 8/硒心1 3 6 位/1 1 1 1 1 1 （向下取整）从 最大磁道直径=2 3 0 m m+2 7 5 道/5 道 X 2=2 3 0 m m +1 1 0 m m =3 4 0 m m*最低位密度=1 2 2 8 8 B /3 4 0 兀 g llB/m m 9 2 位/m m （向下取整）（3）磁盘数据传输率=1 2 2 8 8 B X 3 0 0 0 转/分=1 2 2 8 8 B X50转/秒=6 1 4 4 0 OB/SA（4）平均等待时间=1/5 0 /2 =1 0 m s5、某计算机的I/O 设备采用异步串行传送方式传送字符信息。字符信息的格式为一位起始位、七位数据位、一位校验位和一位停止位。若规定每秒钟传送4 8 0 个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？（2分）解:480 X 1 0=4 800 位/秒=48 0 0 波特;