2004年計算機組成原理(A)WORD

1、南昌大學 20062007學年第一學期期末考試試卷試卷編號： ( A )卷課程編號： H61030007 課程名稱： 計算機組成原理 考試形式： 閉卷 適用班級： 計算機2004級 姓名： 學號： 班級： 學院： 信息工程 專業(yè)： 考試日期： 題號一二三四五六七八九十總分累分人 簽名題分20203030 100得分考生注意事項：1、本試卷共 5頁，請查看試卷中是否有缺頁或破損。如有立即舉手報告以便更換。 2、考試結束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場。一、 單項選擇題(每題 2 分，共 20 分) 得分評閱人 1 用n+1位長度（其中1位符號位）表示定點整數(shù)時，所能表示的數(shù)值范圍是：（

2、 ）A. B. C. D.2 若X補=11110011，則-X補=( )A.11110011 B.01110011 C.00001100 D.000011013 主存儲器和CPU之間增加高速緩沖存儲器的目的是( )A.解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B.擴大主存儲器的容量C.擴大CPU中寄存器的數(shù)量 D.既擴大主存容量又擴大CPU寄存器數(shù)量4 單地址指令中為了完成兩個數(shù)的運算，除地址碼指明的一個操作數(shù)外，另一個數(shù)常采用( )A.堆棧尋址方式 B.立即尋址方式C.隱含尋址方式 D.間接尋址方式5 下列因素中，與cache的命中率無關的是( )A.主存的存取時間 B.塊的大小C.Cache的組

3、織方式 D.Cache的容量6 在總線仲裁中，對電路故障最敏感的是( )A.菊花鏈方式 B.獨立請求方式C.計數(shù)器定時查詢方式 D.分布式仲裁7 微程序控制要比硬布線控制速度慢，主要是因為增加了從( )讀取指令的時間A.主存儲器 B.控制存儲器C.高速緩存 D.指令寄存器8 在調(diào)頻制記錄方式中，是利用（ ）來寫0或1。A.電平高低的變化 B.電流幅值的變化C.電流相位的變化 D.電流頻率的變化9 DMA方式的數(shù)據(jù)交換不是由CPU執(zhí)行一段程序來完成，而是（ ）之間建立一條直接數(shù)據(jù)通路，即由硬件來實現(xiàn)的。A.CPU與主存之間 B.外設與外設之間C.外設與CPU之間 D.外設與主存之間10 中斷向量

4、地址是（ ）A.子程序入口地址 B.中斷服務子程序入口地址C.中斷服務子程序入口地址指示器 D.剩余程序入口地址二、 填空題(每空 1 分，共 20 分)得分評閱人 1 I/O系統(tǒng)與CPU交換數(shù)據(jù)的方式有： 、 、 、通道方式和外圍處理機方式。2 流水線技術中的主要問題是 、 和 。3 形成指令地址的方式稱為尋址方式，有 和 兩種。4 一般說來，外圍設備由 、 和 三個基本部分組成。5 軟件系統(tǒng)包括 和 。6 按小數(shù)點位置不同，定點數(shù)有 和 兩種形式。7 頁式虛擬存儲器中，虛擬地址分為 和 兩部分。8 計算機系統(tǒng)中，傳輸信息采用三種方式： 、 和 。三、 簡答題(每題 10 分，共 30 分)

5、得分評閱人 1、 簡述微程序控制器的主要組成部件。2、 請用雙符號位補碼做下列運算，并判斷結果是否溢出：(1)x=0.11001,y=-0.10001,計算x+y(2) x=0.11001,y=-0.10101, 計算x-y(3) x=0.11011,y=0.10011, 計算x-y3、 假設一條指令按取指、分析和執(zhí)行三步解釋，每步相應的時間分別為2ns、2ns、1ns?，F(xiàn)要執(zhí)行100條指令，分別計算：（1） 順序方式下的執(zhí)行時間（2） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時的執(zhí)行時間（3） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時的吞吐率四、 應用題(每題 15 分，共 30 分)得分評閱人1、 某64位浮點數(shù)表示格

6、式如下：階碼8位，移碼表示，尾數(shù)55位，規(guī)格化純小數(shù)，尾數(shù)符號位1位，排列順序為：符號位 階碼 尾數(shù)。求（1） 該格式能表示的最大正數(shù)和最小正數(shù)（2） 該格式能表示的最大負數(shù)和最小負數(shù)（3） 把十進制數(shù)（-121/256）表示成該格式（4） 把十進制數(shù)1241表示成該格式2、 假設在一個采用組相聯(lián)映射方式的Cache系統(tǒng)中，主存有256字節(jié)，Cache有128字節(jié)，字塊大小為32字節(jié)，每組2塊。（1） 畫出反映主存與Cache關系的框圖（2） 若CPU依次訪問主存單元0、1、129、66、32、68、195、196、96、30、221，且采用LRU替換算法，求命中率。（3） 假設主存存取時間為

7、500ns，Cache存取時間為50ns，求訪問效率e和平均存取時間ta南昌大學 20062007學年第一學期期末考試試卷試卷編號： ( A )卷課程編號： H61030007 課程名稱： 計算機組成原理 考試形式： 閉卷 適用班級： 計算機2004級 姓名： 學號： 班級： 學院： 信息工程 專業(yè)： 考試日期： 題號一二三四五六七八九十總分累分人 簽名題分20203030 100得分考生注意事項：1、本試卷共 5頁，請查看試卷中是否有缺頁或破損。如有立即舉手報告以便更換。 2、考試結束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場。五、 單項選擇題(每題 2 分，共 20 分) 得分評閱人 11

8、 用n+1位長度（其中1位符號位）表示定點整數(shù)時，所能表示的數(shù)值范圍是：（B）A. B. C. D.12 若X補=11110011，則-X補=(D)A.11110011 B.01110011 C.00001100 D.0000110113 主存儲器和CPU之間增加高速緩沖存儲器的目的是(A)A.解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B.擴大主存儲器的容量C.擴大CPU中寄存器的數(shù)量 D.既擴大主存容量又擴大CPU寄存器數(shù)量14 單地址指令中為了完成兩個數(shù)的運算，除地址碼指明的一個操作數(shù)外，另一個數(shù)常采用A.堆棧尋址方式 B.立即尋址方式C.隱含尋址方式 D.間接尋址方式15 下列因素中，與cac

9、he的命中率無關的是(A)A.主存的存取時間 B.塊的大小C.Cache的組織方式 D.Cache的容量16 在總線仲裁中，對電路故障最敏感的是(A)A.菊花鏈方式 B.獨立請求方式C.計數(shù)器定時查詢方式 D.分布式仲裁17 微程序控制要比硬布線控制速度慢，主要是因為增加了從(B)讀取指令的時間A.主存儲器 B.控制存儲器C.高速緩存 D.指令寄存器18 在調(diào)頻制記錄方式中，是利用（ D）來寫0或1。A.電平高低的變化 B.電流幅值的變化C.電流相位的變化 D.電流頻率的變化19 DMA方式的數(shù)據(jù)交換不是由CPU執(zhí)行一段程序來完成，而是（D）之間建立一條直接數(shù)據(jù)通路，即由硬件來實現(xiàn)的。A.CP

10、U與主存之間 B.外設與外設之間C.外設與CPU之間 D.外設與主存之間20 中斷向量地址是（C）A.子程序入口地址 B.中斷服務子程序入口地址C.中斷服務子程序入口地址指示器 D.剩余程序入口地址六、 填空題(每空 1 分，共 20 分)得分評閱人 9 I/O系統(tǒng)與CPU交換數(shù)據(jù)的方式有：程序查詢方式、程序中斷方式、DMA方式、通道方式和外圍處理機方式。10 流水線技術中的主要問題是資源相關、數(shù)據(jù)相關和控制相關。11 形成指令地址的方式稱為尋址方式，有順序?qū)ぶ贩绞胶吞S尋址方式兩種。12 一般說來，外圍設備由存儲介質(zhì)、驅(qū)動裝置和控制電路三個基本部分組成。13 軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應用軟件。

11、14 按小數(shù)點位置不同，定點數(shù)有純小數(shù)和純整數(shù)兩種形式。15 頁式虛擬存儲器中，虛擬地址分為邏輯頁號和頁內(nèi)地址兩部分。16 計算機系統(tǒng)中，傳輸信息采用三種方式：串行傳送、并行傳送和分時傳送。七、 簡答題(每題 10 分，共 30 分)得分評閱人 1、 簡述微程序控制器的主要組成部件。答：（1）控制存儲器：用來存放實現(xiàn)全部指令系統(tǒng)的微程序，由只讀存儲器構成。（2）微指令寄存器：用來存放由控制存儲器讀出的一條微指令信息。它又可分為微地址寄存器和微命令寄存器，其中微地址寄存器決定將要訪問的下一條微指令的地址，微命令寄存器保存一條微指令的操作控制字段和判別測試字段的信息。（3）地址轉移邏輯：當微程序的

12、執(zhí)行出現(xiàn)轉移時，由地址轉移邏輯負責修改微地址寄存器的內(nèi)容，以實現(xiàn)微程序的正確執(zhí)行。2、 請用雙符號位補碼做下列運算，并判斷結果是否溢出：(1)x=0.11001,y=-0.10001,計算x+y(2) x=0.11001,y=-0.10101, 計算x-y(3) x=0.11011,y=0.10011, 計算x-y答：（1）（x）補=00.11001,(y) 補=11.01111,則（x+y）補=00.01000,即x+y=0.10000,無溢出 （2）（x）補=00.11001,(y) 補=11.01011, (-y) 補=00.10101則（x+y）補=01.01110,有溢出 (3) （

13、x）補=00.11011,(y) 補=00。10011, (-y) 補=11.01101則（x+y）補=01.01110,有溢出3、 假設一條指令按取指、分析和執(zhí)行三步解釋，每步相應的時間分別為2ns、2ns、1ns。現(xiàn)要執(zhí)行100條指令，分別計算：（1） 順序方式下的執(zhí)行時間（2） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時的執(zhí)行時間（3） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時的吞吐率答：（1）(2+2+1)*100=500ns（2）第1條指令在第5ns結束，以后每隔2ns結束1條指令，則總時間為5+（100-1）*2=203ns（3）吞吐率=總執(zhí)行時間/總指令數(shù)=203/100=2.03八、 應用題(每題 15 分

14、，共 30 分)得分評閱人1、 某64位浮點數(shù)表示格式如下：階碼8位，移碼表示，尾數(shù)55位，規(guī)格化純小數(shù)，尾數(shù)符號位1位，排列順序為：符號位 階碼 尾數(shù)。求（1） 該格式能表示的最大正數(shù)和最小正數(shù)（2） 該格式能表示的最大負數(shù)和最小負數(shù)（3） 把十進制數(shù)（-121/256）表示成該格式（4） 把十進制數(shù)1241表示成該格式答：尾數(shù)最大值為（1-2-55），最小值為0.5階碼最大值為127，最小值為-128（1）最大正數(shù)為（1-2-55）*2127，最小正數(shù)為0.5*2-128（2）最大正數(shù)為0.5*2-128，最小負數(shù)為-（1-2-55）*2127（3）241/256化成二進制為0.01111

15、001=0.1111001*2-1,則尾數(shù)為：-0.1111001,并在后面補足48個0（因為尾數(shù)長度為55位）階碼為：-1，表示成移碼為01111111符號位為：1，表示負數(shù)所以，表示成該格式為：1 0111111 1111001000000000000000000000000000000000000000000000000（4）1241化成二進制為10011011001=0. 10011011001*211,則尾數(shù)為：0. 10011011001,并在后面補足44個0（因為尾數(shù)長度為55位）階碼為：11，表示成移碼為10001011符號位為：0，表示正數(shù)所以，表示成該格式為：0 10001

16、011 10011011001000000000000000000000000000000000000000000002、 假設在一個采用組相聯(lián)映射方式的Cache系統(tǒng)中，主存有256字節(jié)，Cache有128字節(jié)，字塊大小為32字節(jié)，每組2塊。（1） 畫出反映主存與Cache關系的框圖（2） 若CPU依次訪問主存單元0、1、129、66、32、68、195、196、96、30、221，且采用LRU替換算法，求命中率。（3） 假設主存存取時間為500ns，Cache存取時間為50ns，求訪問效率e和平均存取時間ta答：（1）由題可知，主存分為8塊，Cache分為4塊，則按照組相聯(lián)映射規(guī)則，主存與Cache的對應關系如下：C0C2C1C3B0B1B2B3B4B5B6B7組0組1組0組1組2組3（2）由題可知，依次訪問主存的