本科生-计算机组成原理题库-期末试卷(13)及答案

本科生期末试卷十三

一、 选择题（每小题1分，共10分）

1． 计算机硬件能直接执行的只有______。

A.符号语言 B 机器语言 C 汇编语言 D 机器语言和汇编语言 2． 假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是______。

A.11001011 B.11010110 C.11000001 D.1100100 3． 运算器的主要功能是进行______。

A.逻辑运算 B.算术运算 C.逻辑运算与算术运算 D.初等函数的运算 4． 某计算机字长16位，它的存贮容量是64K，若按字编址，那么它的寻址范围是

______。

A.64K B.32K C.64KB D.32KB

5． 主存贮器和CPU之间增加cache的目的是______。

A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B.扩大主存贮器的容量 C.扩大CPU中通用寄存器的数量 D.扩大外存的容量 6． 用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。

A.直接 B.间接 C.寄存器直接 D.寄存器间接 7． 异步控制常用于______作为其主要控制方式。

A.在单总线结构计算机中访问主存与外围设备时 B.微型机的CPU中 C硬布线控制器中 D.微程序控制器中

8． 系统总线中地址线的功能是______。

A.选择主存单元地址 B.选择进行信息传输的设备

C.选择外存地址 D.指定主存和I/O设备接口电路的地址 9． 在微型机系统中，外围设备通过______与主板的系统总线相连接。

A.适配器 B.设备控制器 C.计数器 D.寄存器 10．发生中断请求的条件是______。

A.一条指令执行结束 B.一次I/O操作结束 C.机器内部发生故障 D.一次DMA操作结束

二、填空题（每小题3分，共15分）

1．表示法主要用于表示A______数的阶码E，以利于比较两个B______数的大 小和C______操作。

2．存储器的技术指标有A______、B______、C______和存储器带宽。

3．寻址方式根据操作数的A______位置不同，多使用B______型和C______型。 4．当今的CPU芯片，除了包括定点运算器和控制器外，还包括A______，B______ 运算器和C______管理等部件。

5．PCI总线采用A______协议和B______仲裁策略，具有C______能力。

三、（10分）已知X=2010×0.11011011，Y=2100×（-0.10101100），求X+Y。 四、（9分）某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1，低位来的进位信号为C0，请

分别按下述两种方式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。 （1）串行进位方式 （2）并行进位方式

五、（9分）一台处理机具有如下指令格式：。

6位 2位 3位 3位 OP X 源寄存器 目标寄存器 地址 其格式表明有8个通用寄存器（长度16位），X为指定的寻址模式，主存最大容

量为256 K字

1） 假设不用通用寄存器也能直接访问主存的每一个操作数，并假设操作码域OP=6

位，请问地址码域应该分配多少位？指令字长度应有多少位？ 2） 假设X=11时，指定的那个通用寄存器用作基址寄存器，请提出一个硬件设计规

则，使得被指定的通用寄存器能访问1M的主存空间中的每一个单元。

六、（10分）假设某计算机的运算器框图如图B13.1所示，其中ALU为16位的加法器

（高电平工作），SA 、SB为16位锁存器，4个通用寄存器由D触发器组成，Q端输

出，其读写控制如下表所示：

读控制 写控制 R 1 1 1 1 0 RA0 0 0 1 1 x RA1 0 1 0 1 x 选择 R0 R1 R2 R3 不读出

W 1 1 1 1 0 WA0 0 0 1 1 x WA1 0 1 0 1 x 选择 R0 R1 R2 R3 不写入

ALU 16 SA LDSA R W 4个通用寄存器 RA0 RA1 WA0 WA1 SB ?ALU SB?ALU SB CLR LDSB 读选择 写选择

图B13.1 要求：（1）设计微指令格式。

（2）画出ADD，SUB两条微指令程序流程图（不编码）。

八、（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： 1．Cache 命中率H。

2．Cache/主存系统的访问效率e。 3．平均访问时间Ta。

十、（9分）用定量分析方法证明交叉存储器带宽大于顺序存储器带宽。

本科生期末试卷十三答案

一、 选择题

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

二、 填空题

1．A．浮点 B．指 C．对阶

2．A．存储容量 B．存取时间 C．存储周期 3．A．物理 B．RR C．RS

4．A．Cache B．浮点 C．存储管理

5．A．同步定时 B．集中式 C．自动配置

三、解：根据传输速率，磁盘优先权最高，磁带次之，打印机最低。如下图：、解：为了

便于直观理解，假设两数均以补码表示，阶码采用双符号位，尾数采用单符号位，则它们的浮点表示分别为：

[ X ]浮 = 00010 ， 0.11011011 [ Y ]浮 = 00100 ， 1.01010000 （1） 求阶差并对阶：

ΔE = Ex – Ey = [ Ex]补 + [ - Ey]补 = 00010 + 11100 = 11110 即ΔE为 –2，x的阶码小，应使Mx 右移2位，Ex加2， [ X ]浮 = 00010 ， 0.11011011 （11）

其中（11）表示Mx 右移2位后移出的最低两位数。 （2） 尾数和

0. 0 0 1 1 0 1 1 0 （11） + 1. 0 1 0 1 0 1 0 0

2. 1 0 0 0 1 0 1 0 （11）

（3） 规格化处理

尾数运算结果的符号位与最高数值位为同值，应执行左规处理，结果为1.00010101 （10），阶码为00 011 。 （4） 舍入处理

采用0舍1入法处理，则有

1. 0 0 0 1 0 1 0 1

+ 1

1. 0 0 0 1 0 1 1 0

（5） 判溢出

阶码符号位为00 ，不溢出，故得最终结果为

011

x + y = 2× (-0.11101010)

四、解：根据传输速率，磁盘优先权最高，磁带次之，打印机最低。如下图：、答：（1）

串行进位方式：

C1=G1+P1C0 其中：G1=A1B1，P1=A1⊕B1 C2=G2+P2C1 G2=A2B2，P2=A2⊕B2

C3=G3+P3C2 G3=A3B3，P3=A3⊕B3 C4=G4+P4C3 G4=A4B4，P4=A4⊕B4

（2）并行进位方式：

C1=G1+P1C0

C2=G2+P2G1+P2P1C0

C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0

C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0

其中 G1-G4，P1-P4表达式与串行进位方式相同。

五、解：根据传输速率，磁盘优先权最高，磁带次之，打印机最低。如下图：、解：

1） 因为218=256K字，地址域=18位

操作码域=6位

指令长度=18+3+3+6+2=32位

2）此时指定的通用寄存器作为基值寄存器（16）位。但16位长度不足以覆盖1M字地址空间，为此可将通用寄存器左移4位，低位补0形成20位基地址，然后与指令字形式地址相加得有效地址，可访问主存1M地址空间的任意单元。

六、解：微指令字长12位，微指令格式如下：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 RA0RA1 WA0WA1 R W LDSA LDSB SB?ALU SB?ALU CLR ~ 各字段意义如下：

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—传送SB的控制信号。

SB?ALU—传送SB的控制信号。

CLR－清暂存器SB为零的信号。

~ － 一段微程序结束，转入取机器指令的控制信号。

R— 通用寄存器读命令 W—通用寄存器写命令

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