計(jì)算機(jī)組成原理2010秋試題

1、考核課程名稱： 計(jì)算機(jī)組成原理 考核課程名稱： 計(jì)算機(jī)組成原理 學(xué)時(shí)： 64 考核方式：筆試閉卷考核內(nèi)容：一、選擇題：（每題3分，共計(jì)30分）1、在機(jī)器數(shù)（ ）中，零的表示形式是唯一的且全為零。A.原碼 B.補(bǔ)碼 C.反碼 D.移碼 2、馮.諾依曼機(jī)工作方式的基本特點(diǎn)是（ ）。A.多指令流單數(shù)據(jù)流 B.按地址訪問并順序執(zhí)行指令 C.堆棧操作 D.存儲(chǔ)器按內(nèi)容選擇地址3、某計(jì)算機(jī)字長32位，其存儲(chǔ)容量是1MB，若按字編址，它的尋址范圍是（ ）。A.01M B.0512KB C.0256K D.0256KB4、下面說法正確的是（ ）。A. 微程序控制方式比硬聯(lián)線控制方式的指令執(zhí)行速度快 B.微指令

2、由若干條機(jī)器指令組成C. 直接表示法比編碼表示法的微指令字長短 D. 微程序控制器可以采用EPROM實(shí)現(xiàn)5、在下面描述的RISC指令系統(tǒng)基本概念中不正確的表述是（ ）。A. 選取使用頻率低的復(fù)雜指令 B. 指令長度固定C. 指令格式種類少 D. 只有取數(shù)/存數(shù)指令訪問存儲(chǔ)器6、某機(jī)器采用四體交叉存儲(chǔ)器，執(zhí)行一段小循環(huán)程序，此程序存放在存儲(chǔ)器的連續(xù)地址單元中。假設(shè)每條指令的執(zhí)行時(shí)間相同，而且不需要用到存儲(chǔ)器存取數(shù)據(jù)，在下面兩種情況下（執(zhí)行指令數(shù)相等），程序運(yùn)行時(shí)間之比為（ ）。（1）循環(huán)程序由6條指令組成，重復(fù)執(zhí)行80次;（2）循環(huán)程序由8條指令組成，重復(fù)執(zhí)行60次。A A. 4：3 B. l：

3、2 C. 2：1 D. 3：47、在Cache和主存構(gòu)成的兩級(jí)存儲(chǔ)體系中，Cache的存取時(shí)間是100ns，主存的存取時(shí)間是1000ns，如果希望有效（平均）存取時(shí)間不超過 Cache 存取時(shí)間的15%，則 Cache的命中率至少應(yīng)為（ ）。 A. 90% B. 98% C. 95% D. 99%8、在主存和CPU之間增加cache存儲(chǔ)器的目的是（ ）。A. 增加內(nèi)存容量 B. 解決CPU與內(nèi)存之間的速度匹配問題C. 提高內(nèi)存的可靠性 D.增加內(nèi)存容量，同時(shí)加快存取速度9、集中式總線控制中，（ ）方式對(duì)電路故障最敏感。A. 鏈?zhǔn)讲樵?B. 計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢 C. 獨(dú)立請(qǐng)求 D. 程序查詢10、假

4、定用若干個(gè)2k4位的芯片組成一個(gè) 8k8位的存儲(chǔ)器，則地址 0B1FH所在芯片的最小地址是（ ）。 A. 0000H B. 0600H C. 0700H D. 0800H二、簡(jiǎn)答題：（每題5分，共計(jì)15分）1、什么是刷新周期，刷新分為哪些方式？SRAM需要刷新嗎？2、什么是指令周期、機(jī)器周期和時(shí)鐘周期？三者有何關(guān)系？3、已知X= 0.1001 , Y= 0.1011，用變形補(bǔ)碼計(jì)算X-Y，并判斷是否溢出？（要求：首先給出補(bǔ)碼減法公式，接著按照公式推導(dǎo)，給出計(jì)算過程，并說明是否溢出理由。）中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)生考核出題專用紙 教務(wù)處制裝線裝線訂A使用班級(jí) 使用學(xué)期 2010秋 命題人簽字 審題

5、人簽字_審定人簽字_三、計(jì)算題（共計(jì)55分）三、計(jì)算題（共計(jì)55分）1、（10分）已知x0.10011101, y0.1110，用不恢復(fù)余數(shù)陣列除法器求xy？ 2、（18分）某計(jì)算機(jī)字長為16位，主存地址空間大小為128KB，按字編址。采用單字長指令格式，指令各字段定義如下： 15 12 11 6 5 0OpMsRsMdRd 源操作數(shù) 目的操作數(shù)轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址方式，相對(duì)偏移是用補(bǔ)碼表示，尋址方式定義如下：Ms/Md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)=（(Rn)）010B寄存器間接、自增（Rn）+操作數(shù)=（(Rn)），（Rn）+1Rn

6、011B相對(duì)D（Rn）轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址=（PC）+（Rn）注：（X）表示有存儲(chǔ)地址X或寄存器X的內(nèi)容，請(qǐng)回答下列問題：1）該指令系統(tǒng)最多可有多少條指令？該計(jì)算機(jī)最多有多少個(gè)通用寄存器？存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR）和數(shù)據(jù)寄存器（MDR）至少各需多少位？2）轉(zhuǎn)移指令的目標(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，則匯編語言為add（R4），（R5）+（逗號(hào)前原操作數(shù)，逗號(hào)后為目的操作數(shù)）對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼是什么（用十六進(jìn)

7、制表示）？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？3、（15分）某模型機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)總?cè)萘渴?4K16位。主存地址空間按字編址：08191是系統(tǒng)程序區(qū)，由ROM芯片組成；819232767是用戶程序區(qū)；最大的2K字是系統(tǒng)程序工作區(qū)?？蛇x芯片包括：8K16位的ROM；2K16位，4K16位，8K16位等三種型號(hào)的SRAM。請(qǐng)畫出CPU與存儲(chǔ)器連接圖（包括訪存控制信用MREQ號(hào)，讀寫控制信號(hào)R/W，片選信號(hào)CS，74138譯碼器等）。并回答如下問題： 1）該模型機(jī)的數(shù)據(jù)寄存器應(yīng)該有多少位？2）該模型機(jī)的地址寄存器應(yīng)該有多少位？3）說明如何選片？并寫出每片存儲(chǔ)芯片的地址范圍

8、。4、（12分）已知某機(jī)采用微程序控制方式，其控制存儲(chǔ)器容量為51248（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)移條件共4個(gè)，微指令采用水平型格式，后繼微指令地址采用斷定方式，如圖所示：1)微指令中的三個(gè)字段分別應(yīng)多少位？2)畫出對(duì)應(yīng)這種微指令格式的微程序控制器邏輯框圖。組成原理2010秋-A卷參考答案：選擇題：（每題3分，共計(jì)30分）1-5、 B B C D A6-10、 A D B A D簡(jiǎn)單題：（每題5分，共計(jì)15分）1、刷新周期：從上一次刷新結(jié)束到下一次對(duì)整個(gè)DRAM全部刷新一遍為止，這段時(shí)間間隔稱為刷新周期。刷新周期分為集中式、異步式、分散式三種，DRAM需要刷新，

9、SRAM不需要刷新。2、指令周期是取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)間；機(jī)器周期又稱CPU周期，通常用內(nèi)存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間表示；時(shí)鐘周期又稱節(jié)拍脈沖或T周期。指令周期常常有若干個(gè)CPU周期，一個(gè)CPU周期時(shí)間又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期。3、x補(bǔ)碼= 00.1001,y補(bǔ)碼= 11.0101, -y補(bǔ)碼=00.1011. x-y補(bǔ)碼 = x補(bǔ)碼+ -y補(bǔ)碼 = 01.0100, 向上溢出。計(jì)算題：（共計(jì)50分）1、（10分）已知x0.10011101, y0.1110，用不恢復(fù)余數(shù)陣列除法器求xy？(余數(shù)左移等價(jià)于除數(shù)右移)解： -y補(bǔ)=1.0010被除數(shù) 00.10011101 減y 11.0010

10、- 11.10111101 q0 = 0 左移 11.0111101 加y 00.1110 - 00.0101101 0 = q1 = 1 左移 00.101101 減y 11.0010 - 11.110101 q2 = 0 左移 11.10101 加y 00.1110 - 00.10001 0 = q3 = 1 左移 01.0001 減y 11.0010 - 00.0011 0 = q4 = 1 故得 商 Q = q0.q1q2q3q4 = 0.1011余數(shù) R = 0.000000112、（18分）(1) 操作碼占 4位，則該指令系統(tǒng)最多可有24=16條指令；操作數(shù)占 6位，尋址方式占 3

11、位，于是寄存器編號(hào)占 3 位，則該機(jī)最多有 23=8 個(gè)通用寄存器；主存容量 128KB，按字編址，計(jì)算機(jī)字長為 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 0216-1，而主存地址空間為 216，故轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址范圍是 0000HFFFFH（0216-1）。 (3) 匯編語句“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，寄存器 R5 和存儲(chǔ)單元 5678H 的內(nèi)容會(huì)改變。執(zhí)行后，R5 的內(nèi)容從 5678H 變成 5679H。存儲(chǔ)單元 567