2010年全國(guó)研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合

1、2010年全國(guó)研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合一、選擇題12. 下列選項(xiàng)中，能縮短程序執(zhí)行時(shí)間的措施是(D)I提高CPU時(shí)鐘頻率，II優(yōu)化數(shù)據(jù)通過(guò)結(jié)構(gòu)，III對(duì)程序進(jìn)行編譯優(yōu)化A :僅 I 和 II B :僅 I 和 III C:僅 II 和 III D: I，II，III【解析】本題考查計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)。I. CPU的時(shí)鐘頻率，也就是 CPU主頻率，一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成的指令數(shù)是固定的，所以主頻越高，CPU的速度也就快，程序的執(zhí)行時(shí)間就越短。II. 數(shù)字系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接形成的數(shù)據(jù)傳送路徑稱(chēng)為數(shù)據(jù)通路。優(yōu)化數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，可以有效提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的吞吐量，從而加快程

2、序的執(zhí)行。III. 計(jì)算機(jī)程序需要先轉(zhuǎn)化成機(jī)器指令序列才能最終得到執(zhí)行，編譯優(yōu)化得到更優(yōu)的指令序列，從而使得程序的執(zhí)行時(shí)間也越短。13. 假定有4個(gè)整數(shù)用8位補(bǔ)碼分別表示r仁FEH ,r2=F2H ,r3=90H,r4=F8H,若將運(yùn)算結(jié)果存放在一個(gè)8位的寄存器中，則下列運(yùn)算會(huì)發(fā)生溢出的是(B)A: r1*r2 B : r2*r3C： r1*r4 D: r2*r4【解析】本題考查定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算。用補(bǔ)碼表示時(shí)8位寄存器所能表示的整數(shù)范圍為-128+127。 r1 = -2，r2 = -7，r3 = -112， r4 = -8，r2 x r3 = 784，結(jié)果溢出。14. 假定變量I, f, d數(shù)據(jù)

3、類(lèi)型分別為int, float和double(int用補(bǔ)碼表示，float和double 分別用IEEE754單精度和雙精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式表示)，已知i=785,f=1.5678,d=1.5若在32 位機(jī)器中執(zhí)行下列關(guān)系表達(dá)式，則結(jié)果為真是(C)(I) f=(int)(float)l (II)f=(float)(int)f (III)f=(float)(double) (IV)=(d+f)-d=fA :僅 I 和 II B :僅 I 和 III C:僅 II 和 III D:僅 III 和 IV【正確選項(xiàng)】 B【解析】本題考查數(shù)據(jù)的表示與運(yùn)算。15. 假定用若干個(gè)2k*4位芯片組成一個(gè)8*8位存

4、儲(chǔ)器，則地址0B1FH所在芯片的最小 地址是(D)A: 0000H B: 0600HC: 0700H D: 0800H【解析】本題考查存儲(chǔ)器的組成和設(shè)計(jì)。用2K X 4位的芯片組成一個(gè) 8K X 8位存儲(chǔ)器，每行中所需芯片數(shù)為2，每列中所需芯片數(shù)為 4,各行芯片的地址分配為：第一行（2個(gè)芯片并聯(lián)）0000H07FFH第二行（2個(gè)芯片并聯(lián)）0800H0FFFH第三行（2個(gè)芯片并聯(lián)）1000H17FFH第四行（2個(gè)芯片并聯(lián)）1800H1FFFH于是地址0B仆H所在芯片的最小地址即為0800H，正確選項(xiàng)為 D。16. 下列有關(guān)RAM和ROM的敘述中，正確的是（A）I、RAM是易失性存儲(chǔ)器，ROM是非

5、易失性存儲(chǔ)器II、RAM和ROM都是采用隨機(jī)存取的方式進(jìn)行信息訪(fǎng)問(wèn)III、RAM和ROM都可用作CacheIV、RAM和ROM都需要進(jìn)行刷新A :僅 I 和 II B:僅 II 和 III C:僅 1,11 , III D:僅 II , III , IV【解析】本題考查半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。17. 下列命令組合情況中，一次訪(fǎng)存過(guò)程中，不可能發(fā)生的是（D）A: TLB未命中，Cache未命中，Page未命中B: TLB未命中，Cache命中，Page命中C: TLB命中，Cache未命中，Page命中D: TLB命中，Cache命中，Page未命中【解析】本題考查 Cache和TLB （快表）。

6、Cache中存放的是主存快的副本，Cache命中，主存必然命中； TLB中存放的是頁(yè)表的副本，TLB命中，主存也必然命中。因此不可能發(fā)生的是D。18. 下列存儲(chǔ)器中，匯編語(yǔ)言程序員可見(jiàn)的是（B）A :存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR ） B:程序計(jì)數(shù)器（PC）C:存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR） D:指令寄存器（IR）【解析】本題考查 CPU的基本結(jié)構(gòu)。匯編程序員可以通過(guò)指定待執(zhí)行指令的地址來(lái)設(shè)置PC的值，而IR，MAR，MDR是CPU的內(nèi)部工作寄存器，對(duì)程序員不可見(jiàn)。19. 下列不會(huì)引起指令流水阻塞的是（A）A :數(shù)據(jù)旁路B :數(shù)據(jù)相關(guān)C:條件轉(zhuǎn)移 D:資源沖突【解析】本題考查指令流水線(xiàn)的基本概念。有三種

7、相關(guān)可能引起指令流水線(xiàn)阻塞：1.結(jié)構(gòu)相關(guān)，又稱(chēng)資源相關(guān)；2.數(shù)據(jù)相關(guān)；3.控制相關(guān)，主要由轉(zhuǎn)移指令引起。數(shù)據(jù)旁路技術(shù)，又稱(chēng)為定向技術(shù)或相關(guān)專(zhuān)用通路技術(shù)。其只要思想是不必待某條指令的執(zhí)行結(jié)果送 回到寄存器后，再?gòu)募拇嫫髦腥〕鲈摻Y(jié)果，作為下一條指令的源操作數(shù)，而是直接將執(zhí)行結(jié)果送到 其他指令所需要的地方，這樣可以使流水線(xiàn)不發(fā)生停頓。20. 下列選項(xiàng)中的英文縮寫(xiě)均為總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的是（D）A: PCI、CRT、USB、EISA B： ISA、CPI、VESA、EISAC： ISA、SCSI、RAM、MIPS D: ISA、EISA、PCI、PCI-Express【解析】本題考查總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。21. 單級(jí)中斷系

8、統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序執(zhí)行順序是（A）I、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)II、開(kāi)中斷III、關(guān)中斷IV、保存斷點(diǎn)V、中斷事件處理VI、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) VII、中斷返回A : I、V、VI、II、VIIB: III、I、V、VIIC: III、IV、V、VI、VIID: IV、I、V、VI、VII【解析】本題考查中斷處理過(guò)程。單級(jí)中斷系統(tǒng)中，不允許中斷嵌套。中斷的處理過(guò)程為：1.關(guān)中斷；2.保存斷點(diǎn)；3.識(shí)別中斷源；4保存現(xiàn)場(chǎng)；5.中斷事件處理；6.恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；7.開(kāi)中斷；8.中斷返回。其中，13步由硬件完成， 48由中斷服務(wù)程序完成，正確選項(xiàng)為 A。22. 假定一臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示存儲(chǔ)器用 DRAM芯片實(shí)現(xiàn)，若要求顯示分辨率為16

9、00*1200, 顏色深度為24位，幀頻為85Hz,顯示總帶寬的50%用來(lái)刷新屏幕，則需要的顯存總 帶寬至少約為（D）A : 245 MbpsB: 979 MbpsC: 1958 MbpsD: 7834Mbps【解析】本題考查顯示器相關(guān)概念。刷新所需帶寬 =分辨率X色深X幀頻 =1600 X 1200 X 24b X 85HZ = 3916.8Mbps，顯存總帶寬 的50%用來(lái)刷屏，于是需要的顯存總帶寬為3916.8/0.5 = 7833.6Mbps7834Mbps。二、綜合題43. (11分)某計(jì)算機(jī)字節(jié)長(zhǎng)為16位,主存地址空間大小為128KB,按字編址.采用單字長(zhǎng)指 令格式，指令名字段定義

10、如下：1512 116 50OPMsRsMdRd源操作數(shù)目的操作數(shù)轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址，相對(duì)偏移是用補(bǔ)碼表示，尋址方式定義如下Ms/M d尋址方式助記符含義000B寄存器直接Rn操作數(shù)=(Rn)001B寄存器間接(Rn)操作數(shù)=(R n)010B寄存器間接、自增(Rn)+操作數(shù)=(R n),(R n)+1->R n011B相對(duì)D(R n)轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址=(PC)+(R n)注：(X)表示有存儲(chǔ)地址X或寄存器X的內(nèi)容,請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 該指令系統(tǒng)最多可有多少指令 ？該計(jì)算機(jī)最多有多少個(gè)通用寄存器 ？存儲(chǔ)地址寄 存器(MAR)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寄存器(MDR)至少各需多少位？(2) 轉(zhuǎn)移指令的目

11、標(biāo)地址范圍是多少？(3) 若操作碼0010B表示加法操作(助記符為add),寄存器R4和R5的編號(hào)分別為 100B和101B,R4的內(nèi)容為 1234H,R5的內(nèi)容為 5678H,地址 1234H中的內(nèi)容為 5678H,5678H中的內(nèi)容為1234H,則匯編語(yǔ)言為add(R4),(R5)+ (逗號(hào)前為源操作符，逗號(hào) 后目的操作數(shù))對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼是什么(用十六進(jìn)制)?該指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲(chǔ)單元 的內(nèi)容會(huì)改變？改變后的內(nèi)容是什么？【解答】(1) 指令操作碼占4位，則該指令系統(tǒng)最多可以有24 =16條指令；指令操作數(shù)占6位，尋址方式占3位，于是寄存器編號(hào)占3位，該計(jì)算機(jī)最多可以 有23=8個(gè)通用

12、寄存器；主存容量128KB，按字編址，計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)為16位，劃分為128KB/2B = 216個(gè)存儲(chǔ) 單元，故MDR和MAR至少各需16位；(2) PC和Rn可表示的地址范圍均為0 216 -1，而主存地址空間為216,故轉(zhuǎn)移指 令的目標(biāo)地址范圍是0 216 -1 o尋址的目標(biāo)地址范圍是64K。(3) 匯編語(yǔ)句add ( R4), ( R5) +對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼為0010 0011 0001 0101B = 2315H該指令執(zhí)行后，累加寄存器 ACC、寄存器R5、地址為1234H的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容會(huì) 改變，改變后的內(nèi)容分別為：(ACC)= ( R4) +( R5) = 5678H+1234H = 68

13、ACH ；(R5) = ( R5) +1 = 5678H+1H = 5679H；(5678H) = (ACC) = 68ACH。(3)該指令執(zhí)行后 R5的內(nèi)容變?yōu)?679H，地址5678H的內(nèi)容變?yōu)?8AC44. (12分)某計(jì)算機(jī)的主存地址空間大小為256MB,按字節(jié)編址。指令 Cache和數(shù)據(jù)Cache分離,均有8個(gè)Cache行，每個(gè)Cache行大小為64B數(shù)據(jù)Cache采用直接映射方式 現(xiàn)有兩個(gè)功能相同的程序 A和B,其偽代碼如下：程序B:int a256256;程序A:int a256256;int sum_array1() _int i, j, sum = 0;for (i = 0;

14、 i < 256; i+) for (j= 0; j < 256; j+) sum += aij;return sum;int sum_array2() _int i, j, sum = 0;for (j = 0; j < 256; j+) for (i= 0; i < 256; i+) sum += aij;return sum;假定int類(lèi)型數(shù)據(jù)用32位補(bǔ)碼表示，程序編譯時(shí)i,j,sum均分配在寄存器中，數(shù)組a按 行優(yōu)先方式存放，其地址為320(十進(jìn)制).請(qǐng)回答，要求說(shuō)明理由或給出計(jì)算過(guò)程.(1) 若不考慮用于Cache一致維護(hù)和替換算法的控制位,則數(shù)據(jù)Cache的

15、總?cè)萘繛槎?少？(2) 數(shù)組元素a031和a11各自所在的主存塊對(duì)應(yīng)的Cache行號(hào)分別是多少(Cache行號(hào)從0開(kāi)始)(3) 程序A和B得數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)命中率各是多少？哪個(gè)程序的執(zhí)行時(shí)間短？【解答】(1) 數(shù)據(jù)Cache有8個(gè)Cache行，每個(gè) Cache行大小為64B，若不考慮用于 Cache 致性維護(hù)和替換算法的控制位，則數(shù)據(jù) Cache的總?cè)萘繛?X64B = 512B。(2) 數(shù)據(jù)Cache容量為512B，Cache地址為9位；有8個(gè)Cache行，塊地址為3位； 塊的大小為64B，塊內(nèi)地址為6位;主存容量為256MB ,按字節(jié)編址，256MB = 228B，主存地址為28位，快標(biāo)記為19 位，米用直接映射方式，主存和 Cache的地址格式分別為：27986 50快標(biāo)記塊號(hào)塊內(nèi)偏移塊號(hào)塊內(nèi)偏移1數(shù)組按行優(yōu)先方式存放，首地址為 320,數(shù)組元素占四個(gè)字節(jié),可知a031的地址為320+31 X 4 = 444 = 1 1011 1100B，可知其所在的主存塊對(duì)應(yīng) 的Cache行號(hào)為110B=6;a11的地址為320+ (256+1 )X 4 = 1348 = 101 0100 0100B,可知其所在的主存塊 對(duì)應(yīng)的Cache行號(hào)為101B = 5。(3) 數(shù)組a存放的數(shù)據(jù)量為256X 256X 4B = 218 B,占用2