计算机组成原理试题(2012)

武汉大学计算机学院

2012-2013学年第一学期2011级《计算机组成原理》

期末考试试题A卷 （闭卷）

学号_____________ 班级 _________ 姓名_____________ 成绩________

一、单项选择题（每小题1分，共20分）

1.－49/64的8位补码是 C 。

A. 1.1100010 B. 1.0011101 C. 1.0011110 D. 0. 0011110

2. 当-1

3. 字长16位，用定点补码整数数表示时，一个字所能表示的范围是___D___。 A. 0~（215–1） B. –（215–1）~（215–1） C. –215~ 215 D. –215~（215–1）

4. 字长12位，用定点补码规格化小数表示时，所能表示的正数范围是___C___。

A. 2－12~（1–2－12） B. 2－11 ~（1–2－11）

C. 1/2 ~（1–2－11） D. （1/2+2－11）~（1–2－11）

5．假设阶码、尾数均为 5 位（含符号位），二进制浮点数 2-11×0.1011的补码表示是 B 。

A.10011 01011 B. 11101 01011 C.11101 10101 D.00011 01011

6.机器字长64位，其存储容量为4GB， 若按字编址，那么它的存储容量可表示成 A 。

A.512MB B.512MW C.1GB D.1GW

7.某机字长32位，存储容量为 1024MW，若按字节编址，它的寻址范围是__C____。

A. 0～1024M-1 B. 0～256M C. 0 ～256M-1 D. 0～512M

8.某一动态RAM芯片，容量为256K×1，除电源线、接地线和刷新线外，该芯片的最小引脚数目应为 D 。

A.19 B.21 C.13 D.14 9．某SRAM芯片，其存储容器为1024K×16位，该芯片的地址线和数据线数目分别为 A 。

A．20，16 B．20，4 C．1024，4 D．1024，16

10．某计算机主存容量为7KB．其中ROM区为4KB．其余为RAM区，按字节编址，则地址范围为 B 。

A．1000～2BFFH B．0000～1FFFH C．0000～1CFFH D. 1000～2FFFH

11. 设浮点数的基数R=8，尾数用模4补码表示，则下列数 C 为规格化的数。 A. 11. 111000 B. 00. 000111 C. 11. 101010 D. 11. 111101

12.中断周期前是 ，中断周期后是 。B

A．取指周期, 执行周期 B. 执行周期，取指周期 C. 间指周期, 执行周期

13. RISC机器 B 。

A.不一定采用流水技术 B.一定采用流水技术 C. CPU配备很少的通用寄存器

14. 在CPU的寄存器中, B 对用户是完全透明的。

A.程序计数器 B.指令寄存器 C.状态寄存器

15.指令寄存器的位数取决于 B 。

A.存储器的容量 B.指令字长 C.机器字长

16.在控制器的控制方式中，局部控制 B 。

A．和异步控制相同．都不存在基准时标系统

B．属于同步控制，它与中央控制的基准时标是保持同步的

C．属于同步控制并有独立的时标系统。与中央控制的基准时标系统无关

17.计算机执行乘法指令时，由于其操作较复杂，需要更多的时间．通常采用 C 控制方式。

A.延长机器周期内节拍散的 B.异步 C.中央与局部控制相结合的

18在中断周期中，将允许中断触发器置“0”的操作由 A 完成。

A.硬件 B.关中断指令 C.开中断指令

19.隐指令是指 B 。

A.操作数隐含在操作码中的指令 B.指令系统中没有的指令 C.在一个机器周期里完成全部操作的指令

20.某机有四级中断，优先级从高到低为1→2→3→4。若将优先级顺序修改，改后1级中断的屏蔽字为1011，2级中断的屏蔽字为1111，3级中断的屏蔽字为0011，4级中断的屏蔽字为000l，则修改后的优先顺序从高到低为 C 。

A . 3→2→1→4 B. 1→3→4→2 C. 2→1→3→4 D. 1→2→3→4

二、(18分)

设生成多项式为X3+X2+1

（1） 求数据信息1011的CRC编码、循环余数和出错模式； （12分）

（2）如果在接收端收到的信息是1100000，该信息有没有错误？传送的正确信息是什么？（6分）

解：多项式为X3+X2+1 , 对应的二进制代码9为1101B，r=3

1000

1101 1011000 1101 1100 1101

100 ………(1) 1000 1101

101 ……………… (2) 1010 1101

111 ………… (3) 1110 1101

11 ……… (4) 110 ………. (5) 1100 1101

1 …………….(6) 10 ………….(7) 100 ……….. (1) CRC码为 1011 100

循环余数： 011→110→001→010 ↑ ↓ ←111 ←101 ←100 出错模式：

传输的信息 1011 100 1011 101 1011 110 1011 000 1010 100 1001 100 1111 100 0011 100 循环余数 000 001 010 100 101 111 011 110 出错位 无错 1 2 3 4 5 6 7

1100 000 除以 1101的余数是：101，所以第4位出错了，传送的正确信息为：1101

三、（20分）存储器系统

1. 某机主存容量1 MB，两路列相联方式(每列仅有两块)的Cache容量为64 KB，每个数据块为256字节。CPU要顺序访问地址为20124H，58100H，60140H和60138H等4个内存字节单元中的数。已知访问开始前第2组（组地址为1）的块表内容如表所示，Cache采用LRU替换策略。

00100 (二进制) 01011 (二进制) （1） 给出Cache及主存的地址格式；（3分） （2）给出4个数访问结束时上表的内容；（6分） （3）求访问此四个数的命中率；（3分）

解：（1） Cache容量为64 KB，所以地址总数为16；每个数据块为256字节，所以块内地址为8位；每列仅有两块，所以组内块号为1位， 组号为7位。主存的地址格式；

19 15 14 8 7 0 主存字块标记4＋1 组号(7位) 块内地址(8位)

(2) 4个内存字节单元的访问地址分析如表所示：

地址 主存字块标记4＋1 组号(7位) 块内地址(8位) 20124H 0010 0 0000001 0010 0100 58100H 0101 1 0000001 0000 0000 60140H 0110 0 0000001 0100 0000 60138H 0110 0 0000001 0011 1000

访问开始前第1组第1列的地址阵列内容为00100，第1组第2列的地址阵列内容为01011，从以上地址分配来看，这四个地址均属于第1组，所以

地址20124H能直接访问，Cache地址为0124H； 地址58100H能直接访问，Cache地址为8100H； 地址60140H不能直接访问， 按照LRU替换策略可把它调到第1组的第0列，此时其Cache地址为0140H；

此时表(地址阵列)内容变化成如表4.9所示内容： 01100 (二进制) 01011 (二进制)

地址60138H与上一个地址是同一个块，能直接访问，此时其Cache地址为0138H； 所以第4个数访问结束时上表内容还是： 01100 (二进制)

（3）访问此四个数的命中率 = 3/4

01011 (二进制) 2. （8分）已知虚拟存储器采用页式虚拟存储器，某程序中一条指令的虚拟地址是：

000001111111100000，该程序的页表起始地址是0011，页面大小1K，页表内容如下，指出虚拟地址变换后的主存地址。

虚页号 007H …… 300H …… 307H 装入位 1 …… 1 …… 1 实页号 0001 …… 0011 …… 1100

解：页面大小1K，页内地址10位，虚页号：00000111，查表得到实页号为1100，变换后的主存地址为：11,0011,1110,0000 = 33E0H

四、控制系统（32分）

1．（12分）假设以下各条指令在执行前均存放在地址为500的单元中，存储器按字节编址，字地址为偶数。每条指令执行前（R0）=100，（100）=200，（200）=500，（604）=200，MOV（OP）=1001（二进制）。MOV指令的功能是将源操作数传到目的地址，指令格式如下：

源操作数 目的操作数 15 12 11 9 8 6 5 3 2 0 OP MODS RS MODD RD MOD=000 寄存器寻址 汇编符号：Rn

MOD=001 寄存器间接寻址 汇编符号：(Rn)

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0 OP MODS RS MODD RD X MOD=010 变址寻址 汇编符号：X(Rn) MOD=011 变址间接寻址 汇编符号：@X(Rn) MOD=100 相对寻址 汇编符号：X MOD=101 相对间接寻址 汇编符号：@X MOD=110 立即寻址 汇编符号：#X MOD=111 直接寻址 汇编符号：@#X

请将以下每条指令译成机器代码，并确定每条指令执行后（R1）=？

① MOV (R0)，R1

解：

②MOV @100(R0)，R1 ③ MOV 100，R1

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