《计算机组成原理》考前训练及答案

《计算机组成原理》考前训练参考答案

一、选择题

1、若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是__C____。

A. 阶符与数符相同为规格化数

B. 阶符与数符相异为规格化数

C. 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数 D. 数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数

2、16位字长的定点数，采用2的补码形式表示时,所能表示的整数范围是___A___。

A . -215 ~ +（215 -1） B. -（215 –1）~ +（215 –1）

C. -（215 + 1）~ +215 D. -215 ~ +215

3、 容量是256M*32的内存，若以字节编址，至少需要__C____根地址线。

A. 28 B. 29 C. 30 D. 32 4、下列四种指令中，执行时间最长的是 C 。

A、RR型指令 B、RS型指令 C、SS型指令 D、程序控制指令 5、主存贮器和CPU之间增加cache的目的是__B____。

A. 扩大主存贮器的容量

B. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题

C. 扩大CPU中通用寄存器的数量

D. 既扩大主存的容量，又扩大CPU通用寄存器的数量

6、以某个寄存器的内容为操作数地址的寻址方式称为___D___寻址。

A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接 7、 在cache的映射方式中不需要替换策略的是__B____。

A. 全相联映射方式

B. 直接映射方式 C. 组相联映射方式

8、 在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是___B___。

A 主存地址寄存器 B 程序计数器 C 指令寄存器 D 状态条件寄存器 9、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是__B__。

A. 每一条机器指令由一条微指令来执行

B. 每一条机器指令由一段微程序来解释执行

C. 每一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 D. 每一条微指令由机器指令来解释执行

10、 微程序控制存储器容量为128 X 36位，测试条件有4个，微指令采用水平格式，则

对应的3个字段长度分配是 C 。

A . 控制字段29位，测试字段2位，微地址字段5位 B . 控制字段26位，测试字段4位，微地址字段6位 C . 控制字段25位，测试字段4位，微地址字段7位

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D . 控制字段26位，测试字段2位，微地址字段8位

二、填空题 ：

1、真值为 —1011011则它的原码为 11011011 ，反码为 1 0100100 ，

补码为 10100101 ，移码为 00100101 。

2、 微程序控制器主要由 控制存储器 __， 微指令寄存器 _和

_ 微地址转移逻辑 _三大部分组成。

3、 流水线CPU存在的主要问题是相关冲突，主要包 括 资源相关 、

数据相关 、和 控制相关

4、Cache的地址映射方式有 全相联映射 、 直接映射 和 组相联 映射方式。

5、128K*8的DRAM芯片内部采用行列相等的双译码结构，则共有 256 行和

512 列，若单元刷新间隔不超过8mS ，采用异步刷新方式，则刷新信号的间隔是 31．25 μS。

6、虚拟存贮器通常由主存和 外存 两级存贮系统组成。为了在一台特定的机器

上执行程序，必须把 虚拟地址（逻辑地址） 映射到这台机器主存贮器的 物理地址 空间上，这个过程称为地址映射。 7、微指令格式大体可分为两大类，它们是： 水平微指令 和和 垂直微指令 。 8、操作控制器依据 指令译码 信号 、 状态反馈 信号 和 时序 信号来产生控制命令信号的。 9、指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）和回写（WB）五个阶段，他们占用的时间分别为70ns、60ns、75ns、75ns、65ns，每级之间缓冲时间为5ns，则指令流水线周期为 80 ns 。若连续执行的指令非常多，则流水线的加速比为 5 。

10、为了兼顾速度、容量和价格的要求，计算机存储体系一般由 Cache 、 主存 和 外存（辅存） 组成三级存储系统。

三、 名词解释： 1、指令周期：

指从内存中取出并执行一条指令所用的时间，不同的指令有不同长度的指令周期，一般一个指令周期由一个或多个CPU周期组成。 2、组相联映射方式

是主存到Cache的一种映射方式，将Cache分成多组，每组含有若干行，主存的一个区映射到Cache的固定组，而在组内，可以根据替换策略，存到任何一行。 3、控制存储器

控制存储器是用来存放实现全部指令系统的微程序，它是一种只读存储器，其特点是容量小、字长较长，速度快。 4、虚拟存贮器：

虚拟存储器是一个容量非常大的存储器逻辑模型，不是任何实际的物理存储器，它借助

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于磁盘等辅助存储器来扩大主存容量，使之为更大更多的程序所使用。 5、指令流水线

是指将指令的处理过程划分为取指令、译码、取操作数、执行、写回等过程段，以流水线的形式并行处理的过程。 四、填表

已知一个数的真值，原码，反码或补码，写出其余的值及补码的偶校验位。

真值 23/32 -3/4 -5/32 57/64 0 原码 0.10111 1.11000 1.00101 0.111001 000000 反码 0.10111 1.00111 1.11010 0.111001 000000 补码 0.10111 1.01000 1.11011 0.111001 000000 补码的偶 校验位（一位） 0 0 1 0 0

五、画图设计

某计算机系统的CPU地址线为A0~A15，数据线为D0~D15，0000H~3FFFH为ROM区，RAM区的地址范围为8000H~FFFFH，假设采用16K×8的EPROM芯片和8K

×16的RAM芯片， CPU的读写控制信号为R/器，

（1）画出地址分配表；（5分） （2）画出逻辑电路图。（10分） 解：（1） 地址 0000~3FFFH 4000~7FFFH 8000~9FFFH A000~BFFFH C000~DFFFH E000~FFFFH （2）

主存分配 16K ROM 空（未用） 8K RAM 8K RAM 8K RAM 8K RAM 对应的地址（A15A14A13）译码 Y0 （000）Y1（001） Y4 （100） Y5 （101） Y6 （110） Y7 （111）

____W，请设计此计算机系统的存储

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六 、计算

设阶码为4位，尾数为8位，均包括一位符号位，阶码和尾数都采用补码表示，按机器浮点运算方法计算x+y的浮点数的值。 x?(2?34764)y??(22?2532)

解：（1）二进制转换及阶码、尾数求补(3分)

x=2011×0.1011110 y=2010×(-0.1100100)

[Ex]补=00 011 [Mx]补=00.1011110 (阶码、尾数用双符号位表示) [Ey]补=00 010 [My]补=11.0011100 [-Ey]补=11 110

[x]浮=00 011， 00.1011110 [y]浮=00 010, 11.0011100

(2) 对阶

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[Ex-Ey]补=[Ex]补+[-Ey]补=00 011+11 110=00 001>0 所以向X对阶,Y右移一位,Y的阶码加1得 [y]浮=00 011 , 11.1001110(0) (3) 尾数相加

[Mx+My]补=00.0101100(0) (4) 规格化处理

[Mx+My]补左移一位,阶码-1 [x+y]浮=00 010, 00.1011000 (5) 写出真值

x+y=2010×0.1011000

七、画微指令周期流程图

如图所示，双总线结构机器的数据通路，图中IR为指令寄存器，PC为程序计数器，

M为存储器，AR为地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器，R0～R3为通用寄存器。A总

线与每个寄存器的输入相联， B总线与寄存器的输出相联，G为两总线的连通控制，现有减法指令 SUB R3，（R1），该指令的含义是将R3寄存器的内容送入Y，将R1间址的存储单元的内容送入X，然后相减并将结果再送到以R1间址的存储单元中去。画出微指令周期流程图，标出每个微操作信号序列。

解：

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