2022年本科生计算机组成原理题库期末试卷及答案6.doc

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1、 本科生期末试卷十九一、 选择题（每小题1分，共10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.实时处理2下列数中最大的数是_。A.（）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（152）103 有关运算器的描述，_是正确的。A.只做加法 B.只做算术运算C.既做算术运算又做逻辑运算 D.只做逻辑运算4 EPROM是指_。A.读写存储器 B.只读存储器 C.闪速存储器 D.光擦除可编程只读存储器5 常用的虚拟存储系统由_两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表石存储器。A.cache主存 B.主存辅存

2、C.cache辅存 D.通用寄存器主存6 二地址指令中，操作数的物理位置可以安排在_。A.栈顶和次栈顶 B.两个主存单元C.一个主存单元和一个通用寄存器 D.两个通用寄存器7 当代CPU包括_。A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存8 流水CPU是由一系列叫做“段”的处理线路所组成。和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU_。A.具备同等水平的吞吐能力 B.不具备同等水平的吞吐能力C.吞吐能力小于前者的吞吐能力 D.吞吐能力大于前者的吞吐能力9 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

3、.计数器定时查询10CRT的分辨率为10241024像素，像素的颜色数为256色，则刷新存储器的容量是_。A. 256KB B.2MB C.512KB D.1MB 二、 填空题（每小题3分，共15分）1 字符信息是A_数据，它处理B_领域的问题。国际上采用的字符系统是七单元的C_码。2 闪速存储器能提供高性能、低功耗、字可靠性以及A_能力，为现有的B_体系结构带来巨大变化，因此作为C_用于便携式电脑中。3 指令格式中，操作码字段表征指令的A_，地址码字段指示B_。微型机中多采用C_混合方式的指令格式。4 并行处理技术已经成为计算机技术发展的主流。从原理上概括，主要有三种形式：A_并行，B_并行

4、，C_并行。5 总线有A_特性、B_特性、C_特性、D_特性，因此必须标准化。 三、（10分）有两个浮点数 x=2(+01)2 (-0.111)2 Y=2(+01)2 (+0.101)2 设阶码2位，阶符1位，数符1位，尾数3位，用补码运算规则计算x-y的值。四、（9分）CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为5000次，主存完成存取的次数为200次。已知cache存取周期为40ns，主存存取周期为160ns。求：1Cache 命中率H，2Cache/主存系统的访问效率e，3平均访问时间Ta。五、（9分）某微机指令格式如下所示： 15 10 9 8 7 0OPXD 格式中 D 为位移量

5、，X为寻址方式特征值： X=00 , 直接寻址； X=01, 用变址寄存器R1进行变址 X=10, 用变址寄存器R2进行变址 X=11, 相对寻址 设（PC）=1234H，（R1）=0037H,(R2)=1122H,(.H代表十六进制数)，请确定如下指令的有效地址： （1）4420H (2) 2244H (3)1322H (4)3521H (5)6723H六、（10分）某计算机的数据通路如图B19.1所示，其中M主存， MBR主存数据寄存器， MAR主存地址寄存器， R0-R3通用寄存器， IR指令寄存器， PC程序计数器（具有自增能力）， C、D-暂存器， ALU算术逻辑单元（此处做加法器看

6、待）， 移位器左移、右移、直通传送。所有双向箭头表示信息可以双向传送。请按数据通路图画出“ADD（R1），（R2）+”指令的指令周期流程图。该指令的含义是两个数进行求和操作。其中源操作地址在寄存器R1中，目的操作数寻址方式为自增型寄存器间接寻址（先取地址后加1）。 图B19.1七、（9分）某机器的中断系统采用一级链路排队，优先级别由设备距CPU的物理位置决定（近高远低），如图B19.2所示。DVC0是扫描仪，DVC1是打印机，。如在某一时刻，扫描仪和打印机均产生一个事件，试问IRQ线上的请求是由谁发出的？为什么？这个结论总是成立吗？ 图B19.2八、（9分）刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。

7、实际工作时，显示适配器的几个功能部件要采用刷新存储器的带宽。假定总带宽60%用于刷新屏幕，保留40%带宽用于其他非刷新功能。若显示工作方式采用分辨率为10241024，颜色深度为3B，刷新速率为72Hz，计算刷新存储器总带宽是多少？九、（10分）设计一个启停控制电路，要求在一个CPU周期中产生T1T4四个时钟周期信号。(提示，机器一启动就会自动产生原始的节拍脉冲信号T1*- T4*,但是只有在启动机器运行的的情况下，才允许时序发生器发出CPU工作所需的节拍脉冲T1T4。)十、（9分） 在流水处理中，把输入的任务分割为一系列子任务，并使各子任务在流水线的各个过程段并发地执行，从而使流水处理具有更

8、强大的数据吞吐能力。请用定量分析法证明这个结论的正确性。 本科生期末试卷十九答案一、 选择题1B 2A 3C 4D 5B 6B，C， D 7B 8A 9A ，B 10D二填空题1A符号 B非数值 CASC码2A瞬时启动 B存储器 C固态盘3A操作特性与功能 C操作数的位置 C二地址、单地址、零地址4A时间 B空间 C时间+空间5A物理 B功能 C电气 D时间三、解：1) 设Sx为x的尾数，Sy为y的尾数，则Sx=(-0.111)2 Sx补=1.001Sy=(+0.101)2 Sy补=0.101又设Ex为x的阶码，Ey为y的阶码，则Ex=(+01)2 ， Ex补=001Ey=(+10)2， Ey

9、补=010 2）对阶： Ex-Ey=(01)2-(10)2=（-01）2，阶码不相等，故小阶的尾数Sx右移一位，Sx=(-0.0111)2，Ex阶码加1，则Ex=(10)2=Ey ，Sx经舍入后得Sx=(-0.100)2，对阶完毕。 x的补码浮点格式： 010 ，1100 y的补码浮点格式： 010 ，0101 3）尾数相减 Sy补=11.100 -Sy补=11.011 Sx补=11.100 + Sy补=11.011 Sx-Sy补= 10.111 4)规格化与舍入 尾数右移1位，最低有效位舍掉，阶码加1（右规）则 Sx-Sy补=11.011 Ex补=Ey补=011规格化结果： 011，1011

10、四、解： 命中率 H = Nc/（Nc+Nm） = 5000/（5000+2000）=5000/5200=0.96 主存慢于cache的倍率 R = Tm/Tc=160Ns/40Ns=4访问效率：（）+（）.平均访问时间 .n五、解 1）X=00 , D=20H ,有效地址E=20H 2) X=10 , D=44H ,有效地址E=1122H+44H=1166H 3) X=11 , D=22H ,有效地址E=1234H+22H=1256H 4) X=01 , D=21H ,有效地址E=0037H+21H=0058H 5) X=11 , D=23H ,有效地址 E=1234H+23H=1257H六

11、、解：“ADD （R1），（R2）+”指令是SS型指令，两个操作数均在主存中。其中源操作数地址在R1中，所以是R1间接寻址。目的操作数地址在R2中，由R2间接寻址，但R2的内容在取出操作数以后要加1进行修改。指令周期流程图如下： 图B19。3 七、解：当扫描仪和打印机同时产生一个事件时，IRQ上的请求是扫描仪发出的。因为这种链路中排队的设备只有当其IEI为高时才能发出中断请求，且该设备有中断请求时，其IEO为低，因此其后面的设备就不可能发出中断请求信号。因此，当扫描仪和打印机同时产生一个事件时，只有扫描仪才能发出中断请求。但如果扫描仪接口中的屏蔽触发被置位（禁止中断），则IRQ上的请求信号将是

12、打印机发出的 。八、刷新存储器容量分辨率每个像素点颜色深度 102410243B3MB 刷新存储器带宽刷新存储器容量刷新速率 3MB72/S216MB/S 刷新存储器的总带宽应为 216MB/S100/60360MB/S九详细的电路图见下面图B19.4.。T01 T02 T03 T04 T1 T2 T3 T4 Q CrD40启动 停机图B19.4R 图B19.4十、解：设P1是有总延迟时间t1的非流水线处理器，故其最大吞吐量（数据带宽）为1/t1。又设Pm是相当于Pi的m段流水线处理器。其中每一段处理线路具有同样的延迟时间tc，和缓冲寄存器延迟时间tr，这样Pm的每段总延迟时间为tc+tr，故Pm的带宽为Wm=1/（tc+tr）。如果Pm是将Pi划分成延迟相同的若干段形成的，则t1mti，因此Pi的带宽为W1=1/（mtc）。由此可得出结论：条件mtc(tc+tr)满足，则Pm比Pi有更强的吞吐能力。