计算机组成原理考研真题ppt课件.pptx

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1、11.冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是区分它们的依据是_ A.指令操作码的译码结果指令操作码的译码结果 B.指令和数据的寻址方式指令和数据的寻址方式 C.指令周期的不同阶段指令周期的不同阶段 D.指令和数据所在的存储单元指令和数据所在的存储单元 答案：答案：C 考点：冯诺依曼思想的基本概念考点：冯诺依曼思想的基本概念12.一个一个C语言程序程序在一台语言程序程序在一台32位机器上运行。位机器上运行。程序中定义了三个变量程序中定义了三个变量x,y,和和z，其中，其中x和和z为为int型，型，y为

2、为short型。当型。当x=127，y=-9时，执行赋时，执行赋值语句值语句z=x+y后，后，x、y和和z的值分别是的值分别是 A.x=0000007FH,y=FFF9H,z=00000076H B.x=0000007FH,y=FFF9H,z=FFFF0076H C.x=0000007FH,y=FFF7H,z=FFFF0076H D.x=0000007FH,y=FFF7H,z=00000076H答案：答案：D 考点：整数的补码表示和补码加法考点：整数的补码表示和补码加法 13.浮点数加、减运算过程一般包括对阶、浮点数加、减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和溢出等步骤。尾数运算、规格

3、化、舍入和溢出等步骤。设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示，设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示，且位数分别为且位数分别为5位和位和7位（均含位（均含2位符号位）。位符号位）。若有两个数若有两个数X=2729/32，Y=255/8，则用浮，则用浮点加法计算点加法计算X+Y的最终结果是的最终结果是 A.00111 1100010 B.00111 0100010 C.01000 0010001 D.发生溢出发生溢出答案：答案：D 考点：浮点数加法运算考点：浮点数加法运算 双符号位法溢出判断双符号位法溢出判断14.某计算机的某计算机的Cache共有共有16块，采用块，采用2路组路组相联映射方式（即每组相

4、联映射方式（即每组2块）。每个主存块块）。每个主存块大小为大小为32字节，按字节编制。主存字节，按字节编制。主存129号单号单元所在主存块应装入到的元所在主存块应装入到的Cache组号是组号是 A.0 B.2 C.4 D.6答案：答案：C考点：考点：Cache组相联映射方式组相联映射方式15.某计算机主存容量为某计算机主存容量为64KB，其中，其中ROM区为区为4K，其余为，其余为RAM区，按字节编制。现区，按字节编制。现要用要用2K8位的位的ROM芯片和芯片和4K4位的位的RAM芯片来设计该存储器，则需要上述规格的芯片来设计该存储器，则需要上述规格的ROM芯片数和芯片数和RAM芯片数分别是芯

5、片数分别是 A.1、15 B.2、15 C.1、30 D.2、30答案：答案：D考点：存储器芯片的组成考点：存储器芯片的组成16.某机器字长某机器字长16位，主存按字节编制，转移位，主存按字节编制，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一指令采用相对寻址，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，每取一个字节字段。假定取指令时，每取一个字节PC自动自动加加1。若某转移指令所在主存地址为。若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令，则该转移指令成功转移后的目标地

6、址是成功转移后的目标地址是 A.2019H B.2019H C.2019H D.2009H答案：答案：C考点：考点：PC相对寻址方式相对寻址方式17.下列关于下列关于RISC的叙述中，错误的是的叙述中，错误的是 A.RISC普遍采用微程序控制器普遍采用微程序控制器 B.RISC大多数指令在一个时钟周期内完大多数指令在一个时钟周期内完成成 C.RISC的内部通用寄存器数量相对的内部通用寄存器数量相对CISC多多 D.RISC的指令数、寻址方式和指令格式的指令数、寻址方式和指令格式种类相对种类相对CISC少少答案：答案：A考点：考点：RISC指令集和指令集和CISC的区别的区别 18.某计算机的指

7、令流水线由四个功能段组成，某计算机的指令流水线由四个功能段组成，指令流经各功能段的时间（忽略各功能段之间指令流经各功能段的时间（忽略各功能段之间的缓存时间）分别为的缓存时间）分别为90ns、80ns、70ns和和60ns，则该计算机的，则该计算机的CPU时钟周期至少是时钟周期至少是 A.90ns B.80ns C.70ns D.60ns答案：答案：A考点：指令流水线的阶段设置考点：指令流水线的阶段设置 19.相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是是 A.指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易 B.指令执行速度慢，

8、指令功能的修改和扩展难指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难 C.指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易 D.指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难答案：答案：D 考点：硬布线控制器的特点考点：硬布线控制器的特点20.假设某系统总线在一个总线周期中并行假设某系统总线在一个总线周期中并行传输传输4字节信息，一个总线周期占用字节信息，一个总线周期占用2个时钟个时钟周期，总线时钟频率为周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽，则总线带宽是是 A.10MB/s B.20MB/s C.40MB/s D.80MB/s答案：答

9、案：B考点：总线带宽的计算考点：总线带宽的计算 21.假设某计算机的存储系统由假设某计算机的存储系统由Cache和主存组和主存组成。某程序执行过程中访存成。某程序执行过程中访存1000次，其中访问次，其中访问Cache缺失（未命中）缺失（未命中）50次，则次，则Cache的命中的命中率是率是 A.5%B.9.59%C.50%D.95%答案：答案：D考点：考点：Cache命中率的计算命中率的计算 n22.下列选项中，能引起外部中断的事件是下列选项中，能引起外部中断的事件是 A.键盘输入键盘输入 B.除数为除数为0 C.浮点运算下溢出浮点运算下溢出 D.访存缺页访存缺页答案：答案：A考点：内部中断

10、和外部中断的区别考点：内部中断和外部中断的区别二、综合应用题二、综合应用题 43.(8分分)某计算机的某计算机的CPU主频为主频为500MHz，CPI为为5（即执行每条指令（即执行每条指令平均需平均需5个时钟周期）。假设某外设的数据传输率为个时钟周期）。假设某外设的数据传输率为0.5MB/s，采用，采用中断方式与主机进行数据传送，以中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服位为传输单位，对应的中断服务程序包含务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。间。请回答下列问题，要求

11、给出计算过程。（1）在中断方式下，）在中断方式下，CPU用于该外设用于该外设I/O的时间占整个的时间占整个CPU时间的时间的百分比是多少？百分比是多少？(1)在中断方式下，在中断方式下，CPU每次用于数据传送的时钟周期数：每次用于数据传送的时钟周期数：518+52=100 (2分分)为达到为达到0.5MB/s的数据传输速度，外设每秒申请中断次数：的数据传输速度，外设每秒申请中断次数：0.5M/(32/8)=125000(1分分)1秒钟内用于中断的开销：秒钟内用于中断的开销：100125000=12.5M个时钟周期个时钟周期(1分分)CPU用于外设用于外设I/O的时间占整个的时间占整个CPU时间

12、的百分比：时间的百分比：12.5M/500M=2.5%(1分分)二、综合应用题（2）当该外设的数据传输率达到）当该外设的数据传输率达到5MB/s时，改用时，改用DMA方式传送数据。方式传送数据。假定每次假定每次DMA传送块大小为传送块大小为5000B，且，且DMA预处理和后处理的总开预处理和后处理的总开销为销为500个时钟周期，则个时钟周期，则CPU用于该外设用于该外设I/O的时间占整个的时间占整个CPU时间的时间的百分比是多少？（假设百分比是多少？（假设DMA与与CPU之间没有访存冲突）之间没有访存冲突）(2)外设数据传输率外设数据传输率5MB/s时，时，1秒钟内需产生的秒钟内需产生的DMA

13、次数：次数：5MB/5000B=1000 (1分分)CPU用于用于DMA处理的总开销：处理的总开销：1000500=0.5 M个时钟周期个时钟周期(1分分)CPU用于外设用于外设I/O的时间占整个的时间占整个CPU时间的百分比时间的百分比:0.5M/500M=0.1%（1分）分）44.(13分分)某计算机字长某计算机字长16位，采用位，采用16位定长指令字结构，部位定长指令字结构，部分数据通路结构如下图所示，图中所有控制信号为分数据通路结构如下图所示，图中所有控制信号为1时表示时表示有效，为有效，为0时表示无效，例如控制信号时表示无效，例如控制信号MDRinE为为1表示允许表示允许数据从数据从

14、DB打入打入MDR，MDRin为为1表示允许数据从内总线打表示允许数据从内总线打入入MDR。假设。假设MAR的输出一直处于使能状态。的输出一直处于使能状态。加法指令加法指令“ADD(R1),R0”的功能为的功能为(R0)+(R1)（R1），即），即将将R0中的数据与中的数据与R1的内容所指主存单元的数据相加，并将结的内容所指主存单元的数据相加，并将结果送入果送入R1的内容所指主存单元中保存。的内容所指主存单元中保存。下表给出了上述指令取指和译码阶段每个节拍（时钟周期）下表给出了上述指令取指和译码阶段每个节拍（时钟周期）的功能和有效控制信号，的功能和有效控制信号，请按表中描述方式用表格列出指令执

15、请按表中描述方式用表格列出指令执行阶段每个节拍的功能和有效控制信号行阶段每个节拍的功能和有效控制信号。时钟时钟功能功能有效控制信号有效控制信号C1MAR(PC)PCout,MARinC2MDRM(MAR)PC(PC)+1MemR,MDRinE,PC+1C3IR(MDR)MDRout,1RinC4指令译码指令译码无无参考答案一时钟时钟功能功能有效信号有效信号C5MAR(R1)R1out,MARinC6MDRM(MAR)A(R0)MemR,MDRinER0out,AinC7AC(MDR)+(A)MDRout,Add,ACinC8MDR(AC)ACout,MDRinC9M(MAR)(MDR)MDRo

16、utE,MemW参考答案二时钟时钟功能功能有效信号有效信号C5MAR(R1)R1out,MARinC6MDRM(MAR)MemR,MDRinEC7A(MDR)MDRout,AinC8AC(A)+(R0)R0out,Add,ACinC9MDR(AC)ACout,MDRinC10M(MAR)(MDR)MDRoutE,MemW 15 1211 6 5 0 OPMs RsMd RdMs/Md寻址方式址方式助助记符符含含义000B寄存器直接 Rn操作数=（Rn）001B寄存器间接（Rn）操作数=(Rn)010B寄存器间接、自增（Rn）+操作数=(Rn),（Rn）+1Rn011B相对D（Rn）转 移 目

17、标 地 址=（）（Rn）43、（、（11分）某计算机字长为分）某计算机字长为16位，主存地址空间大小为位，主存地址空间大小为128KB，按字编址，采用，按字编址，采用单字长指令格式，指令各字段定义如下：单字长指令格式，指令各字段定义如下：源操作数 目的操作数转移指令采用相对寻址方式，相对偏移是用补码表示。寻址方式定义如下：转移指令采用相对寻址方式，相对偏移是用补码表示。寻址方式定义如下：注：（注：（x）表示存储蓄地址）表示存储蓄地址x或寄存器或寄存器x的内容。的内容。请回答下列问题：请回答下列问题：（1）、该指令系统最多可有多少条指令？该计算机最多有多少个通用寄存）、该指令系统最多可有多少条指

18、令？该计算机最多有多少个通用寄存器？存储器地址寄存器（器？存储器地址寄存器（MAR）和存储器数据寄存器（）和存储器数据寄存器（MDR）至少各需多）至少各需多少位？少位？（2）、转移指令的目标地址范围是多少？）、转移指令的目标地址范围是多少？（3）、若操作码）、若操作码0010表示加法操作（助记符为表示加法操作（助记符为add），寄存器），寄存器R4和和R5的编号分别为的编号分别为100和和101，R4的内容为的内容为1234H，R5的内容为的内容为5678H，地址地址1234H中的内容为中的内容为5678H，地址，地址5678H中的内容为中的内容为1234H，则汇编语，则汇编语句为句为“add (R4),(R5)+”（逗号前为源操作数，逗号后为目的操作数）对应（逗号前为源操作数，逗号后为目的操作数）对应的机器码是什么（用十六进制表示）？该指令执行后，哪些寄存器和存储的机器码是什么（用十六进制表示）？该指令执行后，哪些寄存器和存储单元的内容会改变？改变后的内容是什么？单元的内容会改变？改变后的内容是什么？