计算机组成原理期末试卷1-10答案

本科生期末试卷一答案

一． 选择题

1. D 2. B 3. C 4. B 5. C 6. C 7. A、D 8. C 9. A 10. A

二． 填空题

1. A.程序 B.地址 C.冯·诺依曼

2. A.浮点 B.指数 C.对阶

3. A. 瞬时启动 B.存储器 C.固态盘 4. A.软件 B.操作控制 C.灵活性

5. A.总线带宽 B.传输速率 C.264MB / S 三． 解：（1）定点原码整数表示：

最大正数： 0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111

数值 = （231 – 1）10

最小负数： 1 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 数值 = -（231 – 1）10 （2）定点原码小数表示： 最大正数值 = （1 – 2-31 ）10 最小负数值 = -（1 – 2-31 ）10

四． 解：信息总量： q = 64位 ×4 =256位

顺序存储器和交叉存储器读出4个字的时间分别是：

t2 = m T = 4×200ns =8×10–7 (s)

t1 = T + (m – 1)τ = 200 + 3×50 = 3.5 ×10–7 (s) 顺序存储器带宽是：

W1 = q / t2 = 32 ×107 （位/ S） 交叉存储器带宽是：

W2 = q / t1 = 73 ×107 （位/ S） 五． 解：（1）操作码字段为6位，可指定 26 = 64种操作，即64条指令。

（2）单字长（32）二地址指令。

（3）一个操作数在源寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由变址寄 存器内容 + 偏移量决定），所以是RS型指令。 （4）这种指令结构用于访问存储器。 六． 解：（1）假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有4个转移条件，

故该字段为4位（如采用字段译码只需3位），下地址字段为9位，因此控制存储器容量为512个单元，微命令字段是（ 48 – 4 - 9 ）= 35 位。

（2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图如B1.2如下：其中微地址寄存器对应下地址字段，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令子段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器OP码，各状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），转移逻辑输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。

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图B1.2

七． 解：PCI总线结构框图如图B1.3所示：

图.B1.3

PCI总线有三种桥，即HOST / PCI桥（简称HOST桥），PCI / PCI桥，PCI / LAGACY桥。在PCI总线体系结构中，桥起着重要作用： （1） 它连接两条总线，使总线间相互通信。

（2） 桥是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间

上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。

（3） 利用桥可以实现总线间的猝发式传送。

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八． 解：数据采集接口方案设计如图B1.4所示。

现结合两种工作方式说明上述部件的工作。 （1）定期巡检方式

主机定期以输出指令DOA、设备码；（或传送指令）送出控制字到A寄存器，其中用四位分别指定选中的缓冲寄存器（四个B寄存器分别与四个采集器相应）。然后，主机以输入指令DIA、设备码；（或传送指令）取走数据。 （2）中断方式

'

比较结果形成状态字A ，共8位，每二位表示一个采集器状态：00 正常 ，01 过

'

低 ，10 过高。有任一处不正常（A 中有一位以上为“1”）都将通过中断请求逻辑（内含请求触发器、屏蔽触发器）发出中断请求。中断响应后，服务程序以DIA、设备码；或传送指令）取走状态字。可判明有几处采集数据越限、是过高或过低，从而转入相应处理。

图B1.4 九． 十．

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本科生期末试卷二答案 一．选择题

1. D 2. C 3. A 4. D 5. A 6. C 7. A 8. C 9. D 10. C 二． 填空题

1. A.高速性 B.先行 C.阵列。

2. A.内容 B.行地址表 C.页表和段表。

3. A.指令周期 B.布尔代数 C.门电路、触发器或可编程逻辑。 4. A.存储密度 B.存储容量 C.平均存取时间。 5. A.组成结构 B.选择 C.多路。 三． 解：（1）x > 0 , y > 0 , 则x + y > 0

[X]补+ [ Y ]补 = x + y =[ X + Y ]补 （mod 2） (2) x > 0 , y < 0 , 则x + y > 0 或x + y < 0

因为 [X]补= x , [ Y ]补 = 2 + y

所以[X]补+ [ Y ]补 = x + 2 + y = 2 + （x + y）

当x+y>0时，2+(x+y)>2，进位2必丢失，又因(x+y)>0,所以

[X]补+ [ Y ]补 =x+y= [ X + Y ]补 （mod 2） 当x+y<0时，2+(x+y)<2，又因(x+y)<0,所以

[X]补+ [ Y ]补 =x+y= [ X + Y ]补 （mod 2）

（3）x < 0 , y > 0 , 则x + y > 0 或x + y < 0

这种情况和第2种情况一样，把x和y的位置对调即得证。 （4）x < 0 , y < 0 , 则x + y < 0

因为 [X]补= 2 + x , [ Y ]补 = 2 + y

所以[X]补+ [ Y ]补 = 2 + x + 2 + y = 2 + （2 + x + y）

上式第二部分一定是小于2大于1 的数，进位2必丢失，又因（x+y）<0

所以[X]补+ [ Y ]补 = 2 + （x + y）= [ X + Y ]补 （mod 2） 四．解：64条指令需占用操作码字段（OP）6位，源寄存器和目标寄存器各4位，寻址模式（X）2位，形式地址（D）16位，其指令格式如下：

31 26 25 22 21 18 17 16 15 0 OP X D 目标 源 寻址模式定义如下：

X= 0 0 寄存器寻址 操作数由源寄存器号和目标寄存器号指定 X= 0 1 直接寻址 有效地址 E= (D)

X= 1 0 变址寻址 有效地址 E= (Rx)＋D X= 1 1 相对寻址 有效地址 E=（PC）＋D 其中Rx为变址寄存器（10位），PC为程序计数器（20位），位移量D可正可负。该指令格式可以实现RR型，RS型寻址功能。 五．解：（1） 用虚拟地址为1的页号15作为快表检索项，查得页号为15的页在主存中

的起始地址为80000，故将80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加，求得主存实地址码为80324。

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（2） 主存实地址码 = 96000 + 0128 = 96128 （3） 虚拟地址3的页号为48，当用48作检索项在快表中检索时，没有检索到页号

为48的页面，此时操作系统暂停用户作业程序的执行，转去执行查页表程序。

如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不存在，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其在主存中的起始地址写入快表。

六．解：微命令字段共12位，微指令格式如下：

1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 P 下址R RA0RA1 w WA0WA1 LDSA LDSB SB->ALU SB->ALU CLR ~ 字字段 段

各字段意义如下：

R— 通用寄存器读命令 W—通用寄存器写命令

.RA0RA1—读R0—R3的选择控制。 WA0WA1—写R0—R3的选择控制。 LDSA—打入SA的控制信号。 LDSB—打入SB的控制信号。

SB->ALU—打开非反向三态门的控制信号。

SB->ALU—打开反向三态门的控制信号，并使加法器最低位加1。 CLR－暂存器SB清零信号。

~ —— 一段微程序结束，转入取机器指令的控制信号。

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