2021年桂林電子科技大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)《計算機組成原理》科目期末試卷B(有答案)

2021年桂林電子科技大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)《計算機組成原理》科目期末試卷B（有答案）一、選擇題1、關(guān)于LRU算法，以下論述正確的是（）。A.LRUCache中駐留時間最長且未被引用的塊B.LRUCache中駐留時間最短且未被引用的塊C.LRUCache中駐留時間最長且仍在引用的塊D.LRUCache中駐留時間最短且仍在引用的塊2CacheCache分離的主要目的是（）。Cache的缺失損失Cache的命中率CPU平均訪存時間D.3、假設(shè)編譯器規(guī)定int和shot類型長度分別為32位和16位，若有下列C語言語句：unsignedshortx=65530；unsignedinty=xy的機器數(shù)為（）。A.00007FFAH B.0000FFFAH C.FFFF7FFAH D.FFFFFFFAH4-0.31258位移碼編碼為（）。A.D8H B.58H C.A8H D.28H532位，按字節(jié)編址，采用小端Endian）方式存放數(shù)據(jù)。假定double1122334455667788H00008040H開00008046H中存放的是（）。A.22HB.33HC.66HD.77H6、下列關(guān)于同步總線的說法中，正確的有（）。I.同步總線一般按最慢的部件來設(shè)置公共時鐘II.同步總線一般不能很長同步總線一般采用應(yīng)答方式進行通信通常，CPU內(nèi)部總線、處理器總線等采用同步總線A.I，II B.I，II，IV C.III，IV D.II，III，IV7、為了對n個設(shè)備使用總線的請求進行仲裁，如果使用獨立請求方式，則需要（）根控制線。A.n C.2n 8、完整的計算機系統(tǒng)應(yīng)該包括（）。A.B.外部設(shè)備和主機C.主機和應(yīng)用程序D.主機、外部設(shè)備、配套的軟件系統(tǒng)9、假定機器M200MHzP在機器M12sP優(yōu)4指令都換成了一條左移兩位的指令，得到優(yōu)化后的程序P。若在M上乘法指令的CPl為102，左移指令的CPl為z，P的執(zhí)行時間是P”執(zhí)行時間的1.2倍，則P中的乘法指令條數(shù)為（）。A.200萬B.400萬C.800萬D.1600萬10、（）不是常用三級時序系統(tǒng)中的一級。A.指令周期B.機器周期C.節(jié)拍D.定時脈沖11、下列部件中不屬于控制部件的是（）。A.指令寄存器B.操作控制器C.程序計數(shù)器D.狀態(tài)條件寄存器12、直接尋址的無條件轉(zhuǎn)移指令的功能是將指令中的地址碼送入（）。累加器（ACC）C.指令寄存器地址寄存器（MAR）13、下列關(guān)于各種尋址方式獲取操作數(shù)快慢的說法中，正確的是（）。I.立即尋址快于堆棧尋址Ⅱ.Ⅲ.寄存器一次間接尋址快于變址尋址Ⅳ.變址尋址快于一次間接尋址A.I、IV B.ⅡⅢ C.I、、IV 、14、下列有關(guān)I/O接口的敘述中，錯誤的是（）。狀態(tài)端口和控制端口可以合用同一個寄存器I/OCPUI/O端口端口地址和主存地址可能相同I/O端口15、在統(tǒng)一編址的方式下，存儲單元和I/O設(shè)備是靠（）米區(qū)分的。A.不同的地址碼B.不同的地址線C.不同的指令D.二、填空題16、一個定點數(shù)和 兩部分組成。17、RISC的中文含義，CISC的中文含義 18、漢字、 、 是計算機用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出三種不用途的編碼。19、按IEEE754標準，一個浮點數(shù)的階碼E的值等于指數(shù)加上一個固定的20、多媒體CPU是帶技術(shù)的處理器，它是一種多媒體擴展結(jié)構(gòu)技術(shù)，特別適于 處理。21、并行I/O接和串行I/O接口 是目前兩個最具有權(quán)威性的標準接口技術(shù)。22、按IEEE754標準，一個浮點數(shù)、 、 三個域組成。23、虛擬存儲器指的層次，它給用戶提供了一個比實空間大的多 空間。24、尋址方式按操作數(shù)的物理位置不同，多使型和 型，前者比后者行速度快。25、DMA控制器訪采用以下三種方法、 、 三、名詞解釋題26、主存：、音頻合成：、指令格式：29、水平型微指令：四、簡答題30、簡要說明程序中斷接口中IM、IR、EI、RD、BS五個觸發(fā)器的作用。31、寬體存儲器有什么特點？32、何謂“總線仲裁”？一般采用何種策略進行仲裁，簡要說明它們的應(yīng)用環(huán)境。33、何謂CRT的顯示分辨率、灰度級？五、計算題34、用一個時鐘頻率為40MHzCPI、MIPS速率和程序的執(zhí)行時間（N條指令）。35、設(shè)有主頻24MHz的CPU，平均每條指令的執(zhí)行時間為兩個機器周期，每個機器周期由兩個時鐘周期組成，試求：機器的工作速度。解：36、某計算機的主存地址位數(shù)為32位，按字節(jié)編址。假定數(shù)據(jù)Cache中最多存放128個主存塊，采用4路組相聯(lián)方式，塊大小為64B，每塊設(shè)置了l位有效位。采用一次性寫回策略，為此每塊設(shè)置了1位“臟位”。要求：1）分別指出主存地址中標記（Tag）、組號（lndex）和塊內(nèi)地址（Offset）3部分的位置和位數(shù)。計算該數(shù)據(jù)Cache的總位數(shù)。六、綜合題37、假定在一個8位字長的計算機中運行如下類C程序段：unsignedintx=134；unsignedinty=246；intm=x；intn=y；unsignedintz1=x-y；unsignedintz2=x+y；intkl=m-n；intk2=m+n；若編譯器編譯時將8個8位寄存器R1~R8分別分配至變量x、y、m、n、zl、z2、kl和k2，則回答下列問題（提示：帶符號整數(shù)用補碼表示）：執(zhí)行上述程序段后，寄存器R1，R5和R6的內(nèi)容分別是什么（表示）？執(zhí)行上述程序段后，變量m和k1的值分別是多少（用十進制表示）？上述程序段涉及帶符號整數(shù)加/減、無符號整數(shù)加/減運算，這否利用同一個加法器及輔助電路實現(xiàn)？簡述理由。計算機內(nèi)部如何判斷帶符號整數(shù)加/序段中，哪些帶符號整數(shù)運算語句的執(zhí)行結(jié)果會發(fā)生溢出？38、某機采用微程序控制方式，微指令字長為24位，采用水平型字段直接編碼控制方式和斷定方式。共有微命令30個，構(gòu)成4個互斥類，各包含5個、8個、14個和3個微命令，外部條件共3個?？刂拼鎯ζ鞯娜萘繎?yīng)為多少？設(shè)計出微指令的具體格式。39、假定CPU主頻為50MHz，CPI為4。設(shè)備D采用異少中行通信方式向主機傳送7位ASCII字符，通信規(guī)程中有1位奇校驗位和1位停止位，從D接收啟動命令到字符送入IO端口需要0.5ms。請回答下列問題，要求說明理由。每傳送一個字符，在異步串行通信線上共需傳輸多少位？在設(shè)備D過程中，每秒鐘最多可向1/0端口送入多少個字符？設(shè)備D采用中斷方式進行輸入/輸出，示意圖如下：I/O102015DCPUD1000個字符，則完成這一任務(wù)所需時間大約是多少個時鐘周期？CPU用于完成這一任務(wù)CPU進行了哪些操作？參考答案一、選擇題、A、D、B、B、A、B、C、D9、B、A、D、A、C、D、A二、填空題16、符號位數(shù)值域17、精簡指令系統(tǒng)計算機復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機18、輸入編碼（或輸入碼）內(nèi)碼（或機內(nèi)碼）字模碼19、真值偏移量20、MMX圖像數(shù)據(jù)21、SCSI IEEE139422、符號位階碼尾數(shù)23、主存--外存主存虛擬地址24、RRRS25、停止CPU訪問周期挪用DMA和CPU交替訪內(nèi)三、名詞解釋題26、主存：一般采用半導(dǎo)體存儲器件實現(xiàn)，速度較高、成本高且當(dāng)電源斷開時存儲器的內(nèi)容會丟失。27、音頻合成：使計算機能夠朗讀文本或者演奏出音樂的過程，如將文字信息轉(zhuǎn)化成語音信息，或者將MIDI數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成音樂信號。28、指令格式：指定指令字段的個數(shù)，字段編碼的位數(shù)和編碼的方式.29、水平型微指令：一次能定義并執(zhí)行多個并行操作控制信號的微指令。四、簡答題30、答：它們的作用是：中斷屏蔽觸發(fā)器（IM）：CPU是否受理中斷或批準中斷的標志。IM標志為“0”時，CPU可受理外界中斷請求。中斷請求觸發(fā)器（IR）：暫存中斷請求線上由設(shè)備發(fā)出的中斷請求信號。IR標志為“1”時表示設(shè)備發(fā)出了中斷請求。允許中斷觸發(fā)器（EI）：用程序指令來置位，控制是否允許某設(shè)備發(fā)出中斷請求。EI為“1”時，某設(shè)備可以向CPU發(fā)出中斷請求。準備就緒的標志（RD）：一旦設(shè)備做好一次數(shù)據(jù)的接受或發(fā)送，便發(fā)出一個設(shè)備動作完畢信號，使RD標志為“1”。工作觸發(fā)器：（BS）：設(shè)備“忙”的標志，表示設(shè)備正在工作。31、答：寬體存儲器將存儲的位數(shù)擴到多個字的寬度，訪問存儲器時可以同時對多個字進行訪問，從而提高數(shù)據(jù)的吞吐率。32、答：連接到總線上的功能模塊有主動和被動兩種形態(tài)。主方可以啟動一個總線周期，而從方只能響應(yīng)主方的請求。每次總線操作，只能有一個主方占用總線控制權(quán)，但同一時間里可以有一個或多個從方。除CPU模塊外，IO功能模塊也可以提出總線請求。為了解決多個主設(shè)備同時競爭總線控制權(quán)，必須具有總線仲裁部件，以某種方式選擇其中一個主設(shè)備作為總線的下一次主方。一般來說，采用優(yōu)先級或公平策略進行仲裁。在多處理器系統(tǒng)中對CPU模塊的總線請求采用公平原則處理，而對IO模塊的總線請求采用優(yōu)先級策略。33、答：分辨率是指顯示器所能表示的像素個數(shù)。像素越密，分辨率越高，圖像越清晰。分辨率取決于顯像管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦能力。同時刷新存儲器要有與顯示像素數(shù)相對應(yīng)的存儲空間，用來存儲每個像素的信息?；叶燃壥侵负诎罪@示器中所顯示的像素點的亮暗差別，在彩色顯示器中則表現(xiàn)為顏色的不同?；叶燃壴蕉?，圖像層次越清楚逼真。五、計算題34、解：CPI即執(zhí)行一條指令所需的時鐘周期數(shù)。本標準測試程序共包含4種指令，那么CPl就是這4種指令的數(shù)學(xué)期望，故CPl=1×60%+2×18%+4×12%+8×10%=2.24MIPS即每秒執(zhí)行百萬條指令數(shù)。已知處理器的時鐘頻率為40MHz，即每秒包含40M個時鐘周期，故MIPS=40/CPl=40/2.24≈17.9程序執(zhí)行時間自然就等于程序包含的指令數(shù)×CP1x故程序執(zhí)行時間0s35、1）主頻為24MHz的意思是每秒中包含24M個時鐘周期，又因為執(zhí)行一條指令需要4個時鐘周期，故機器每秒可以執(zhí)行的指令數(shù)為24M/4=6M條（600萬條）。為24M/6=4M400萬條。36、解析：主存地址由標記（Tag）、組號（Index）和塊內(nèi)地址（Offset）3部分組成，標記字段在前，組號字段居中，塊內(nèi)地址字段在后。因為塊大小為64B，所以塊內(nèi)地址字段為6位：因為Cache中有128個主存塊，采用4路組相聯(lián)，Cache分為32組（128/4-32），5位；標記字段為剩余位，32-5-6=21位。數(shù)據(jù)CacheCache塊對應(yīng)一個標記項，標記項中應(yīng)包括標記字段、有效位和“臟位”（法）。因此，標記項的總位數(shù)=128×（21+1+1）=128×23=2944位。又由于數(shù)據(jù)塊位數(shù)=128×64×8=65536Cache的總位數(shù)=2944+65536=68480位。六、綜合題寄存器R1存儲的是134，轉(zhuǎn)換成二進制為10000110B，即86H。寄存器R5存儲的是x-y的內(nèi)容，x-y=-112，轉(zhuǎn)換成二進制為10010000B，即90H。寄存器R6存儲的是x+y的內(nèi)容，x+y=380，轉(zhuǎn)換成二進制為101111100B（前面的進位含棄），即7CH。由于計算機字長為8位，因此無符號整數(shù)能表示的范圍為0～255，而x+y=380，故溢出。m二進制表示為10000110B，由于m是int型，因此最高位為符號位，可以得出m的原碼為11111010（對10000110除符號位取反加1），即-122。同理，n的二進制表示為11110110B，故n的原碼為10001010，轉(zhuǎn)成十進制為-10。因此，k1=-122-（-10）=-112。參考答案：可以利用同一個加法器及輔助電路實現(xiàn)。因為無符號整數(shù)和有符號整數(shù)都是以補碼形式存儲，所以運算規(guī)則都是一樣的。但有一點需要考慮，由于無符號整數(shù)和有符號整數(shù)的表示范圍是不一樣的，因此需要設(shè)置不一樣的溢出電路。至于內(nèi)部如何判斷溢出，可參考前面的總結(jié)。帶符號整數(shù)只有k2會發(fā)生溢出。分析：8位帶符號整數(shù)的補碼取值范圍為-128~+127，而k2-m+n=-122-10--132，超出范圍。而kl=-112，在范圍-128~+127之內(nèi)。38、解析：微指令字長為24位，操作控制字段被分為4組，第1組3位（表示5個微命令）.第2組4位，（表示8個微命令），第3組4位（表示14個微命令），第4組2位（表示3個微命令）；判斷測試條件字段2位，下地址字段9位。因為下地址字段有位，所以控制存儲器的容量為位。微指令的具體格式如圖所示。39、解析：每傳送一個ASCI字符，需要傳輸?shù)奈粩?shù)有1位起始位，7位數(shù)據(jù)位（ASCII字符占7位）、11位停止位