計算機(jī)組成原理武漢大學(xué)2009級期末考試試題B類B卷答案

1、武漢大學(xué)計算機(jī)學(xué)院2010-2011學(xué)年第一學(xué)期2009級計算機(jī)組成原理 期末考試試題B類B卷(閉卷)學(xué)號_ 班級 _ 姓名_ 成績_一、單項選擇題（每小題2分，共20分）1、機(jī)器運算發(fā)生溢出的根本原因是 _。A數(shù)據(jù)的位數(shù)有限 B運算中將符號位的進(jìn)位丟棄C運算中將符號位的借位丟棄 D數(shù)據(jù)運算中的錯誤2、在Cache更新時，把數(shù)據(jù)同時寫入Cache和主存的策略是 _。A寫直達(dá) B寫回法C按寫分配法 D不按寫分配法 3、層次化存儲器結(jié)構(gòu)的設(shè)計是依據(jù) _ 原理。A存儲器周期性 B存儲器強(qiáng)制性 C訪存局部性 D容量失效性4、在虛擬存儲器中為了提高主存的命中率，可以采取的措施是 _。A增大主存容量 B增

2、大輔存容量C增大Cache容量 D將LRU算法改為FIFO算法5、以下錯誤的敘述是 _。ARAID0采用鏡像盤 BRAID1采用磁盤鏡像CRAID2采用海明碼校驗 DRAID3采用奇偶校驗6、在采用增量方式的微指令中，下一條微指令的地址 _。A在微指令計數(shù)器中 B在微指令寄存器中 C在程序計數(shù)器中 D在本條微指令的順序控制字段中7、垂直型微指令的特點是 _。A微指令格式垂直表示 B控制信號經(jīng)過編碼 C采用微操作碼 D多層次表示8、組合邏輯控制器中，微操作信號的形成主要與 _信號有關(guān)。A指令操作碼 B指令譯碼信號和時鐘C指令地址碼 D狀態(tài)信號與條件9、通道處理器不具備_功能。A中斷 BDMAC程

3、序控制 D數(shù)據(jù)運算10、硬盤的輸入輸出適合采用 _方式。A程序查詢 B程序中斷 CDMA DIOP二、運算方法與運算器分析題（共20分）一種（7，4）海明碼的定義為：由4個信息位 按以下模2加法運算方式構(gòu)成3個校驗位：將這些信息位和校驗位構(gòu)成碼字w，即1、（10分）計算相應(yīng)的（7，4）海明碼的全部碼字。2、（10分）用組合邏輯設(shè)計一個海明碼的編碼器和譯碼器。三、指令系統(tǒng)與控制器設(shè)計題（共20分）某一單流水線處理機(jī)，包含取指、譯碼、執(zhí)行3個功能段。取指、譯碼各需1T；在執(zhí)行段，MOV操作需2T，ADD操作需3T，MUL操作需4T；各操作在1T內(nèi)取數(shù)，在最后1T寫結(jié)果。執(zhí)行下面程序后按要求分析指令

4、流水線的功能。k：MOV R1,R0 ；R1 (R0) k+1：MUL R0,R2,R1 ；R0(R1)*(R0) k+2：ADD R0,R2,R1 ；R0(R2)+(R3)1、（5分）設(shè)計并畫出流水線功能段的結(jié)構(gòu)圖。2、（10分）考慮指令數(shù)據(jù)相關(guān)性，設(shè)計并畫出指令執(zhí)行過程流水線的時空圖。3、（5分）為了加快速度，可以采取那些改進(jìn)措施。四、存儲系統(tǒng)與存儲結(jié)構(gòu)分析題（共20分）某計算機(jī)的主存Cache存儲器層次采用組相聯(lián)映射方式，字塊大小為64字。Cache存儲器容量為32字塊，按4字塊分組，主存儲器容量為1024字塊。問：主存地址共需多少位? 主存地址字段如何劃分，各需多少位? 假設(shè)Cache

5、存儲器起始時為空，CPU從主存單元0，1，2，3071依次讀出3072個字，采用LRU(近來最少使用)替換算法，求命中率。五、輸入輸出系統(tǒng)設(shè)計題（共20分）在一個8級中斷系統(tǒng)中，硬件中斷響應(yīng)從高到底優(yōu)先順序是：12345678， 設(shè)置中斷屏蔽寄存器后，中斷響應(yīng)的優(yōu)先順序變?yōu)?3572468。1、屏蔽碼應(yīng)如何設(shè)置？2、如果CPU在執(zhí)行一個應(yīng)用程序時有5、6、7、8級4個中斷同時到達(dá)，CPU在按優(yōu)先順序處理到第3個中斷請求的過程中又有一個3中斷請求到達(dá)CPU，試畫出CPU響應(yīng)這些中斷的順序示意圖。參考答案一、單項選擇題（每小題2分，共20分）1、A 2、A 3、C 4、A 5、A 6、A 7、C

6、8、B 9、D 10、C 二、運算方法與運算器分析題（共20分）1、相應(yīng)（7，4）海明碼的全部碼字如下：2、海明碼的編碼器和譯碼器如下：三、指令系統(tǒng)與控制器設(shè)計題（共20分）解：（1）（5分）功能段結(jié)構(gòu)圖如下：（2）（5分）k+1指令取數(shù)(R1)與k指令數(shù)據(jù)相關(guān)，需延時一個時鐘周期，k+2指令取數(shù)需延時一個時鐘周期，寫數(shù)(R0)與k+1指令數(shù)據(jù)相關(guān)，需延時一個時鐘周期。取指譯碼取數(shù)加寫入取指譯碼取數(shù)MULMUL寫入取指譯碼取數(shù)寫入（3）（5分）可以采取改進(jìn)措施：軟件處理：編譯優(yōu)化時，取消k+1條指令，因為該條指令無作用。硬件處理：在取數(shù)相關(guān)時將上一條指令在寫入前的數(shù)據(jù)直接取來，需要增加一條通道。四、存儲系統(tǒng)與存儲結(jié)構(gòu)分析題（共20分）解：主存儲器容量為1024字塊，需10位表示；字塊大小為64字，需6位表示，所以主存地址共需16位。主存地址字段劃分為塊標(biāo)記、組號、組內(nèi)塊號和塊內(nèi)地址。Cache存儲器容量為32字塊，按4字塊分組，組內(nèi)塊號為2位，共8組，所以組號為3位，塊內(nèi)地址為6位。因為主存地址16位，所以塊標(biāo)記為163265位。15 11 10 9 8 6 5 0塊標(biāo)記組內(nèi)塊號組號塊內(nèi)地址主存地址格式為： 主存單元0，1，2，3071，按64字為一塊共48塊，塊號為047；Cache主存的映射關(guān)系如圖。從主存單元依次讀出3072個字，相當(dāng)于依次讀出48個塊。每次讀塊的