安徽大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》B卷及答案

1、院/系 年級(jí) 專業(yè) 姓名 學(xué)號(hào) 答 題 勿 超 裝 訂 線-裝-訂-線-安徽大學(xué)20 12 20 13 學(xué)年第 2 學(xué)期計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu) 考試試卷（B卷）（閉卷 時(shí)間120分鐘） 考場(chǎng)登記表序號(hào) 題 號(hào)一二三四五六七總分得 分閱卷人得分一、選擇題（每小題2分，共20分）1. 定點(diǎn)小數(shù)的補(bǔ)碼表示范圍是A、-1+2-nX-1-2-nB、-1+2-nX1+2-nC、-1X1-2-nD、-1X1+2-n 2.若十進(jìn)制數(shù)為-80，則其對(duì)應(yīng)的8位補(bǔ)碼X補(bǔ)為A、11010000B、10110000C、10101111D、010100003.在下列四句話中，最能準(zhǔn)確反映計(jì)算機(jī)重要功能的是A、計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)

2、大量信息B、計(jì)算機(jī)能代替人的腦力勞動(dòng)C、計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī)D、計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算4.能發(fā)現(xiàn)兩位錯(cuò)誤并能糾正一位錯(cuò)的編碼是_，而在大量數(shù)據(jù)傳送中常用的且有效的校驗(yàn)碼是CRC碼。A、CRC碼B、海明碼C、偶校驗(yàn)碼D、奇校驗(yàn)碼5.計(jì)算機(jī)主頻的周期是指_。A、指令周期B、時(shí)鐘周期C、CPU周期D、存取周期6.采用雙符號(hào)位表示帶符號(hào)數(shù)時(shí)，發(fā)生上溢的特征是雙符號(hào)位為A、00B、01C、10D、117.微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是_。A、每一條機(jī)器指令由一條微指令執(zhí)行B、每一條機(jī)器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行C、一段機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行D、一條微指令由若干條

3、機(jī)器指令組成8.CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求A、可在任一時(shí)鐘周期結(jié)束時(shí)B、可在任一總線周期結(jié)束時(shí)C、可在一條指令結(jié)束時(shí)D、必須在一段程序結(jié)束時(shí)9.在高速計(jì)算機(jī)中，廣泛采用流水線技術(shù)。例如，可由將指令執(zhí)行分成取指令，分析指令和執(zhí)行指令的三個(gè)階段，不同指令的不同階段可以_執(zhí)行；各階段的執(zhí)行時(shí)間最好_；否則在流水線運(yùn)行時(shí)，每個(gè)階段的執(zhí)行時(shí)間應(yīng)取_?？晒┻x擇的答案： A、順序 B、重疊 C、循環(huán) D、并行 A、為O, B、為1個(gè)周期, C、相等， D、不等 A、三個(gè)階段執(zhí)行時(shí)間之和B、三個(gè)階段執(zhí)行時(shí)間的平均值C、三個(gè)階段執(zhí)行時(shí)間的最小值D、三個(gè)階段執(zhí)行時(shí)間的最大值10.系統(tǒng)總線中地址線的功能是_。 A、用于選擇

4、主存單元地址 B、用于選擇行信息傳輸?shù)脑O(shè)備 C、用于選擇外存地址 D、用于指定主存和I/O設(shè)備接口電路的地址得分二、填空題（每空格2分，共20分）1.在半導(dǎo)體數(shù)字電路中 時(shí)序 電路是有存儲(chǔ)記憶功能的， 而_電路是沒有記憶功能的，當(dāng)輸入改變時(shí)，輸出也緊跟著變化。2.主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)為_、_和_存儲(chǔ)周期_。3.三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)是指由_Cache存儲(chǔ)器_、_和_構(gòu)成的存儲(chǔ)系統(tǒng)。4.在Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)中，Cache共有C塊，若采用直接映像方式，則主存第i塊映射到Cache第j塊，其中j=_。5.DMA的三種工作方式分別是_CPU暫停方式_、_方式和_工作方式。6.I/O接口通常含有三類寄存器，分別

5、是 控制命令寄存器 、_寄存器和_寄存器。得分三、簡(jiǎn)答題（每小題4分，共20分）1. 簡(jiǎn)述馮.諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2. 簡(jiǎn)述取微指令的微操作步驟。3. 簡(jiǎn)述控制存儲(chǔ)器的作用4. 簡(jiǎn)述程序訪問的局部性原理5. 簡(jiǎn)述I/O設(shè)備與主機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的控制方式得分四、計(jì)算題（每小題5分，共20分）1.設(shè)X=0.1101，Y=0.1011 求XY要求：寫出在計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述定點(diǎn)原碼一位乘法的計(jì)算過程。（取雙符號(hào)位）2. 設(shè)X=2100.11011011，Y=2100(-0.10101100),求X+Y要求：寫出X和Y在機(jī)器中的浮點(diǎn)補(bǔ)碼表示形式（雙符號(hào)位）寫出計(jì)算步驟 答 題 勿 超 裝 訂 線-裝-

6、訂-線-3、CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中有一個(gè)累加寄存器AC、一個(gè)狀態(tài)條件寄存器和其他四個(gè)寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。要求：(1) 標(biāo)明圖中a,b,c,d四個(gè)寄存器的名稱。(2) 簡(jiǎn)述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。微操作控制字段判斷測(cè)試字段下地址字段4、某機(jī)器采用微程序控制方式，其控制存儲(chǔ)器容量為1024X48位，微程序可在整個(gè)控制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序轉(zhuǎn)移的條件有4個(gè)（直接控制），微指令采用水平型格式，如下圖所示。問： 微指令中3個(gè)字段分別為多少位？得分五、綜合應(yīng)用題（每小題10分，共20分）1.設(shè)選用INTEL2114（1KX4位）芯片，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器容量

7、擴(kuò)展2KX8位，(1) 畫出CPU與2KX8存儲(chǔ)器的連接圖，包括地址線，數(shù)據(jù)線，讀寫線和片選線。(2) 其地址范圍為多少？（設(shè)起始地址為2000H） 2.設(shè)某計(jì)算機(jī)的cache采用2路組相聯(lián)映像，已知cache容量為32KB，主存容量為2MB，每個(gè)字塊有8個(gè)字，每個(gè)字有32位。請(qǐng)回答：(1) 主存地址多少位(按字節(jié)編址)，各字段如何劃分(各需多少位)?(2) 設(shè)cache起始為空，CPU從主存單元0，1，100。依次讀出101個(gè)字(主存一次讀出一個(gè)字)，并重復(fù)按此次序數(shù)讀11次，問命中率為多少?若cache速度是主存的5倍，問采用cache與無cache比較速度提高多少倍?安徽大學(xué)20 12

8、20 13 學(xué)年第 2 學(xué)期計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu) （B卷）考試試題參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題（每題2分，共20分）1、C 2、B 3、C 4、B 5、B6、B 7、B 8、C 9、 D 或者B C D 10、D二、填空題（每空2分，共20分）1.組合 2.存儲(chǔ)容量 存取時(shí)間 3.主存 輔存 4.i mod C 5.CPU周期竊取 直接訪問存儲(chǔ)器 6.數(shù)據(jù) 狀態(tài) 三、簡(jiǎn)答題（每題4分，共20分）1. 簡(jiǎn)述馮.諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 答：1) 計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器和輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成2) 指令和數(shù)據(jù)以不同等地位存放于存儲(chǔ)器內(nèi)，并可按地址尋訪、3) 指令和數(shù)據(jù)均用二進(jìn)制碼表示

9、4) 指令由操作碼和地址碼組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)所在存儲(chǔ)器中的位置5) .指令在存儲(chǔ)器內(nèi)按順序存放。通常，指令是順序執(zhí)行的，在特定條件下，可根據(jù)運(yùn)算結(jié)果或根據(jù)設(shè)定的條件改變執(zhí)行順序6) 機(jī)器以運(yùn)算器為中心，輸入輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)通過運(yùn)算器2. 簡(jiǎn)述取微指令的微操作步驟。答：1) 程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容送主存地址寄存器；2) 主存讀信號(hào)有效；3) 主存數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容送指令寄存器；4) 程序計(jì)算器內(nèi)容增1.3. 簡(jiǎn)述述控制存儲(chǔ)器的作用答：微程序是存放在存儲(chǔ)器中的，由于該存儲(chǔ)器主要存放控制指令（信號(hào)）與下一條執(zhí)行的微指令地址（簡(jiǎn)稱下址），所以稱為控制存儲(chǔ)器。4. 簡(jiǎn)述程序訪

10、問的局部性原理答：對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問以及工作單元的選擇都可以使存儲(chǔ)器地址相對(duì)集中，這種對(duì)局部范圍的存儲(chǔ)器地址頻繁訪問，而對(duì)此范圍以外的地址則訪問甚少的現(xiàn)象，就稱為程序訪問的局部性。5. 簡(jiǎn)述I/O設(shè)備與主機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的控制方式答: 一般分為五種；程序直接控制方式程序中斷傳送方式DMA方式I/O通道控制方式外圍處理機(jī)方式四、計(jì)算題（每題5分，共20分）1.解： 計(jì)算機(jī)過程如下：取雙符號(hào)位部分積 乘數(shù)00 0000 1 0 1 1+X 00 1101 00 1101 右移1位 00 0110 1 1 0 1 1（丟失）+X 00 1101 01 0011右移1位 00 1001 1 1 1

11、0 1（丟失）+O 00 0000 00 1001右移1位 00 0100 1 1 1 1 0（丟失）+X 00 1101 01 0001右移1位 00 1000 1 1 1 1 1（丟失）乘積高位 乘積低位X0 Y0=O 乘積為正XY=0.100011112、解：X和Y在機(jī)器中的浮點(diǎn)補(bǔ)碼表示形式為（雙符號(hào)位）： 階符 階碼 數(shù)符 尾數(shù) X： 00 010 00 11011011Y： 00 100 11 01010100 計(jì)算過程：10對(duì)階過程階差E=EX補(bǔ)+-EY補(bǔ)=00010+11100=11110X階碼小，MX右移2位，階碼E=00100MX補(bǔ)=00 00 110 110 11下劃線上的

12、數(shù)是右移出去而保留的附加位。20尾數(shù)相加MX補(bǔ)+MY補(bǔ)=00 00 110 110 11+11 01 010 100=11 10 001 010 1130規(guī)格化操作左規(guī)，移1位，結(jié)果=11 000 10 101 10階碼-1，E=0001140舍入附加位最高位為1，在所在結(jié)果的最低位+1，得結(jié)果：M補(bǔ)=1100010110，M=-0.1110101050判溢出階碼符號(hào)位為00，故不溢出，最終結(jié)果為：X+Y=2011（-0.11101010）3、解：（1） a: 主存數(shù)據(jù)寄存器 b: 指令寄存器 c: 主存地址寄存器 d: 程序計(jì)數(shù)器（2） d-c; M(c)-b; b-微操作信號(hào)發(fā)生器 4、解控制字段34位，測(cè)試字段4位，下址10位 五、應(yīng)用題：1. 解： 譯碼器 MREQ 6 5 A15A10 4 0 A0A9 CS C