2021年嘉應(yīng)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》科目期末試卷B(有答案)

2021年嘉應(yīng)學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》科目期末試卷B（有答案）一、選擇題1368KB32量為（）。A.1MB B.4MB C.8MB D.32MB2、某存儲(chǔ)器容量為64KB，按字節(jié)編址，地址4000H~5FFFH為ROM區(qū)，其余為RAM區(qū)。若采用8K×4位的SRAM芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，則需要該芯片的數(shù)量是（）。A.7 B.8 C.14 D.163/減運(yùn)算過(guò)程一般包括對(duì)階、尾數(shù)運(yùn)算、規(guī)格化、舍入和判斷溢出等步驟。設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示，且位數(shù)分別為57位（均含兩位符號(hào)位）x=2×29/32，y=25×5/8xty的最終結(jié)果是（）。A.001111100010B.001110100010 C.010000010001 發(fā)生溢出48位（含兩位符號(hào)位），DA算術(shù)右移一位分別得（）。A.B4HEDH B.F4H6DH C.B5HEDH D.B4H6DH5、在浮點(diǎn)機(jī)中，判斷原碼規(guī)格化的形式的原則是（）。A.尾數(shù)的符號(hào)位與第一數(shù)位不同B.1C.尾數(shù)的符號(hào)位與第一位相同D.階符與數(shù)符不同6、在下列各種情況中，最應(yīng)采用異步傳輸方式的是（）.A.I/O接口與打印機(jī)交換信息B.CPU與主存交換信息C.CPU和PCI總線交換信息D.由統(tǒng)一時(shí)序信號(hào)控制方式下的設(shè)備7、假設(shè)某存儲(chǔ)器總線采用同步通信方式，時(shí)鐘頻率為50MHz88CacheCache4B.對(duì)于讀操作，1個(gè)時(shí)鐘周期用于傳8個(gè)字。請(qǐng)問(wèn)若全部訪問(wèn)都為讀操作，該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸速率為（）。A.114.3MB/s B.126.0MB/s C.133.3MB/s D.144.3MB/s8、下列描述中，正確的是（）。A.控制器能理解、解釋并執(zhí)行所有指令以及存儲(chǔ)結(jié)果B.所有數(shù)據(jù)運(yùn)算都在CPU的控制器中完成C.ALU可存放運(yùn)算結(jié)果D.輸入、輸出裝置以及外界的輔助存儲(chǔ)器稱為外部設(shè)備9、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，表明系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的部件是（）。程序計(jì)數(shù)器B.指令寄存器C.程序狀態(tài)字D.10、組合邏輯控制器和微程序控制器的主要區(qū)別在于（）。A.ALU結(jié)構(gòu)不同數(shù)據(jù)通路不同C.CPUD.微操作信號(hào)發(fā)生器的構(gòu)成方法不同。11、從一條指令的啟動(dòng)到下一條指令啟動(dòng)的時(shí)間間隔稱為（）A.時(shí)鐘周期B.機(jī)器周期C.節(jié)拍D.指令周期12、下列關(guān)于指令字長(zhǎng)、機(jī)器字長(zhǎng)和存儲(chǔ)字長(zhǎng)的說(shuō)法中，正確的是（）。I.指令字長(zhǎng)等于機(jī)器字長(zhǎng)的前提下，取指周期等于機(jī)器周期Ⅱ.Ⅲ.指令字長(zhǎng)和機(jī)器字長(zhǎng)的長(zhǎng)度沒(méi)有必然關(guān)系Ⅳ為了硬件設(shè)計(jì)方便，指令字長(zhǎng)都和存儲(chǔ)字長(zhǎng)一樣大A.I、ⅢIVB.I、ⅣC.Ⅱ、ⅢⅢ、Ⅳ13、一般來(lái)說(shuō)，變址尋址經(jīng)常和其他尋址方式混合在起使用，設(shè)變址寄存器為X，形式地址為D，某機(jī)具有先間址尋址再變址尋址的方式，則這種尋址方式的有效地址為（）。A.EA=D+（IX）B.EA=（D）+（IX）C.EA=（D+（IX））D.EA=D+IX14、CPU在中斷周期中（）A.執(zhí)行中斷服務(wù)程序B.執(zhí)行中斷隱指令C.與I/O設(shè)備傳送數(shù)據(jù)D.處理異常情況15、若每個(gè)漢字用16×16的點(diǎn)陣表示，7500個(gè)漢字的字庫(kù)容量是（）A.16KB B.240KB C.320KB D.IMB二、填空題16、存儲(chǔ) 并按 順序執(zhí)行，這是諾依曼型計(jì)算機(jī)的工作原理。17、主存儲(chǔ)器容量通常以KB表示，其中K= ；硬盤容量通常以GB表示，其G= 18、閃速存儲(chǔ)器特別適合微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，被譽(yù)而成為代替磁盤的種理想工具。19、PCI總線是當(dāng)前流行的總線。它是一個(gè)且與 無(wú)關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)總線。20、2000年，超級(jí)計(jì)算機(jī)最高浮點(diǎn)運(yùn)算速度達(dá)到每次，我國(guó)號(hào)計(jì)算的運(yùn)算速度達(dá)到3840億次，使我國(guó)成之后第三個(gè)擁有高速計(jì)算機(jī)的國(guó)家。21、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用條件和硬件資源不同，數(shù)據(jù)傳輸方式可采傳送、 傳送、 傳送。22、閃速存儲(chǔ)器能提供高性能、低功耗、高可靠性以能力，因此作于便攜式電腦中。23、不同機(jī)器有不同，RISC指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)的改進(jìn)。24、為了運(yùn)算器的高速性，采用進(jìn)位乘除法， 等并行技術(shù)施。25、目前的CPU包、 和cache、三、名詞解釋題26、原碼：27、中斷向量方式：、匯編語(yǔ)言：、指令周期：四、簡(jiǎn)答題30、試比較程序查詢方式、程序中斷方式和DMA方式對(duì)CPU工作效率的影響。31、什么是堆棧？說(shuō)明堆棧指針SP的作用。32、什么叫刷新？為什么要刷新？說(shuō)明刷新有幾種方法。33、指令和數(shù)據(jù)均存放在內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)如何從時(shí)間和空間上區(qū)分它們是指令還是數(shù)據(jù)。五、計(jì)算題34、設(shè)有一個(gè)1MB容量的存儲(chǔ)器，字長(zhǎng)為32位，問(wèn)：若按字節(jié)編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？若按半字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？若按字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為兒位？編址范圍為多大？35、假設(shè)磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000r/min，分8個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)存儲(chǔ)1KB，主存與磁盤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)傳送的寬度為16位（即每次傳送16位）。假設(shè)一條指令最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間為25s。試問(wèn)：是否可采用一條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案，為什么？若不行，應(yīng)采用什么方案？36、某總線時(shí)鐘頻率為100MHz，在一個(gè)64位總線中，總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹芷谑?0個(gè)時(shí)，鐘周期傳輸25個(gè)字的數(shù)據(jù)塊，試問(wèn)：總線的數(shù)據(jù)傳輸率是多少？少？六、綜合題37、用16K×16位的SRAM芯片構(gòu)成64K×32位的存儲(chǔ)器。要求畫出該存儲(chǔ)器的組成邏輯框圖。38、某16位計(jì)算機(jī)中，帶符號(hào)整數(shù)用補(bǔ)碼表示，數(shù)據(jù)Cache和指令Cache分離。表5-6給出了指令系統(tǒng)中部分指令格式，其中Rs和Rd表示寄存器，mem表示存儲(chǔ)單元地址，（x）表示寄存器x或存儲(chǔ)單元x的內(nèi)容。該計(jì)算機(jī)采用5段流水方式執(zhí)行指令，各流水段分別是取指IF、譯碼/讀寄存器ID、執(zhí)行/計(jì)算有效地址EX、訪問(wèn)存儲(chǔ)器M、結(jié)果寫回寄存器WB，流水線采用“按序發(fā)射，按序完成”方式，沒(méi)有采用轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)處理數(shù)據(jù)相關(guān)，并且同一寄存器的讀和寫操作不能在同一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。若int型變量x-513RI中，則執(zhí)行指令"SHRRI”后，R1的內(nèi)容是多少？要求用十六進(jìn)制表示。若某個(gè)時(shí)間段中，有連續(xù)的4條指令進(jìn)入流水線，在其執(zhí)行過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生任何指令段阻塞，則執(zhí)行這4條指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)為多少？3）x=a+b.x、abint型變量，它們的存儲(chǔ)單元地址分別為[x]、[a]和[b]。該語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的指令序列如下，其在指令流水線中的執(zhí)行過(guò)程見表這4條指令執(zhí)行過(guò)程中，13的ID段和14的IF段被阻塞的原因各是什么？4）若高級(jí)語(yǔ)言程序中某賦值語(yǔ)句為x=2*x+a，x和a均為unsignedint型變量，它們的存儲(chǔ)單元地址分別表示為[xJ、[a]。執(zhí)行這條語(yǔ)句至少需要多少個(gè)時(shí)鐘周期？要求模仿表畫出這條語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的指令序列及其在流水線中的執(zhí)行過(guò)程示意圖。39、某16位機(jī)器所使用的指令格式和尋址方式如圖所示，該機(jī)器有兩個(gè)20位基址寄存器，4個(gè)16位變址寄存器，16個(gè)16位通用寄存器。指令匯編格式中的S（源）、D（目標(biāo)）都是通用寄存器，M是主存的一個(gè)單元，3種指令的操作碼分別是MOV（OP）=（A）H、STA（OP）=（1B）H、LDA（OP）=（3C）H。其中，MOV是傳送指令，STA為寫數(shù)指令，LDA為讀數(shù)指令。試分析3種指令的指令格式和尋址方式特點(diǎn)。處理器完成哪一種操作所花時(shí)間最短？完成哪一種操作所花時(shí)間最長(zhǎng)？第2指令的執(zhí)行時(shí)間有時(shí)會(huì)等于第3種指令的執(zhí)行時(shí)間嗎？下列情況中，每個(gè)十六進(jìn)制指令字分別代表什么操作？簡(jiǎn)述此指令的作用。①（FOFl）H/（3CD2）H：②（2856）H參考答案一、選擇題、D、C、D、A、B、A、C、D、C、D、D、C13、D1XIX的話那就變成了寄存器間接尋址了14、B、15、B二、填空題16、程序地址17、210 23018、便攜式固態(tài)盤19、帶寬處理器20、1萬(wàn)億神威美國(guó)、日本21、并行串行復(fù)用22、瞬時(shí)啟動(dòng)固態(tài)盤23、指令系統(tǒng)CISC24、先行陣列流水線25、控制器運(yùn)算器三、名詞解釋題26、原碼：帶符號(hào)數(shù)據(jù)表示方法之一，一個(gè)符號(hào)位表示數(shù)據(jù)的正負(fù)，0代表正號(hào)，2代表負(fù)號(hào)，其余的代表數(shù)據(jù)的絕對(duì)值。27、中斷向量方式：是指發(fā)生中斷請(qǐng)求的外圍設(shè)備通過(guò)輸入輸出總線主動(dòng)向CPU發(fā)出一個(gè)識(shí)別代碼，CPU根據(jù)這個(gè)代碼就可以識(shí)別出請(qǐng)求中斷的外圍設(shè)備的中斷方式。28、匯編語(yǔ)言：采用文字方式（助記符）表示的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其中大部分指令和機(jī)器語(yǔ)言中的指令一一對(duì)應(yīng)，但是不能被計(jì)算機(jī)的硬件直接識(shí)別。29、指令周期：從一條指令的啟動(dòng)到下一條指令的啟動(dòng)的間隔時(shí)間。四、簡(jiǎn)答題30CPUI/0工作效率不高程序中CPUDMACPU的資源利用率，31、答：是一種按先進(jìn)后出的順序進(jìn)行存取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或存儲(chǔ)區(qū)域。Sp是用來(lái)存放最后進(jìn)堆棧的位置的寄存器；32DRAM定期進(jìn)行的全部重寫過(guò)程；刷新原因：因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰減需要及時(shí)補(bǔ)充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三種：集中式、分散式、異步式。集中式：在最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)，集中安排一段時(shí)間進(jìn)行CPU/訪存死時(shí)間。異步式：是集中式和分散式的折衷。33、答：時(shí)間上講，取指令事件發(fā)生在“取指周期”，取數(shù)據(jù)事件發(fā)生在“執(zhí)行周期”。從空間上講，從內(nèi)存讀出的指令流流向控制器（指令寄存器）。從內(nèi)存讀出的數(shù)據(jù)流流向運(yùn)算器（通用寄存器）。五、計(jì)算題34、解析：字長(zhǎng)為32位，若按半字編址，則每個(gè)存儲(chǔ)單元存放16位；若按字編址，則每個(gè)存儲(chǔ)單元存放32位。若按字節(jié)編址，1MB=220×8bit208位，編址范圍為00000H~FFFFFH。19位，數(shù)據(jù)寄存器為1600000H~7FFFFH。18位，數(shù)據(jù)寄存器為3200000H~3FFFFH。歸納總結(jié)：主存容量確定后，編址單位越大，對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元數(shù)量就越少。因此，隨著編址單位的變大，地址寄存器的位數(shù)減少，數(shù)據(jù)寄存器的位數(shù)增加。其實(shí)這個(gè)可以這么來(lái)理解，醫(yī)院需要放置1000個(gè)床位，每個(gè)房間放的床位多了，需要的房間自然就少了。35、解析：磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000r/min，即50r/s。每轉(zhuǎn)傳送的數(shù)據(jù)為8×1KB=8KB，所以數(shù)據(jù)傳輸率為8KB×50r/s=400KB/s.16位數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間=16位/（400KB/s）=2B/（400KB/s）=5??s。由于5??s遠(yuǎn)小于25s，因此不能采用一條指令執(zhí)行結(jié)束響應(yīng)DMA的請(qǐng)求方案。應(yīng)采用每個(gè)CPU機(jī)器周期末查詢及響應(yīng)DMA的請(qǐng)求方案。36、解析：10-8s，則一個(gè)總線傳輸周期為10-7s，也就是說(shuō)，10-7s可以傳送64×25bit的信息，即200B。故總線的數(shù)據(jù)傳輸率為200B/10-7s=2000MB/s如果將時(shí)鐘頻率減半，可以計(jì)算出時(shí)鐘周期為2×10-8s為2×10-7s，也就是說(shuō)，2×10-7s可以傳送200B的信息，故總線的數(shù)據(jù)傳輸率為200B/2×10-7s=1000MB/s六、綜合題37、解析：所需芯片總數(shù)（64K×32）/（16K×16）=8片，因此存儲(chǔ)器可分為4個(gè)模塊（圖中用橢圓標(biāo)示出來(lái)了），16K×32A15A142-4譯碼38、解析：1）x的值為-513，可求得[x]原=1000001000000001B，除符號(hào)位外，各位取反加1.可以求得[x]補(bǔ)=1111110111111111B.轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制表示為：FDFFH?？梢缘玫剑噶顖?zhí)行前R1中存放的內(nèi)容為：FDFFH。執(zhí)行指令“SHRR1"，表示將寄存器RI的內(nèi)容算術(shù)右移1位，右移1位之后的結(jié)果為：1111111011111111B，將其轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制表示為：FEFFH，所以，執(zhí)行指令“SHRRI”后，R1的內(nèi)容是FEFFH。除了第15個(gè)時(shí)鐘周期輸出結(jié)果外，后面的3鐘周期就可以輸出結(jié)果，所以至少需要5+（4-1）x1=8個(gè)時(shí)鐘周期。各條指令語(yǔ)句的含義如下：I1LOADR1，[a]//將單元中的內(nèi)容取出，送入寄存器R1中I2 LOADR2，[b] //將[b]單元中的內(nèi)容取出，送入寄存器R2中I3 ADDR1，R2 //將R1和R2單元中的內(nèi)容取出，送入寄存器R2I4 STORER2，[x] //將寄存器R2單元中的內(nèi)容取出，送[x]中很明顯，指令I(lǐng)3需要指令I(lǐng)1與指令I(lǐng)2的數(shù)據(jù)，所以存在數(shù)據(jù)相關(guān)，指令I(lǐng)3必須等到指令I(lǐng)1、I2的結(jié)果分別寫回寄存器RI和R2，才能執(zhí)行讀寄存器操作，所以I3的ID段被阻塞。另外，由于指令I(lǐng)3在ID段被阻塞，導(dǎo)致指令I(lǐng)4不能完成取指令操作，因此指令14的IF段被阻塞。該條語(yǔ)句對(duì)應(yīng)的指令序列有兩種情況，因?yàn)?x操作有加法（對(duì)應(yīng)第一種）移（對(duì)，應(yīng)第二種）兩種方法實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的執(zhí)行過(guò)程示意圖見表綜上所述，執(zhí)行這條語(yǔ)句至少需要17個(gè)時(shí)鐘周期。39、解析：第一種指令是單字長(zhǎng)二地址指令，屬于RR型。第二種指令是雙字長(zhǎng)二地址指令，屬于RS型，其中S采用基址尋址或變址尋址，R由源寄存器決定。第三種也是雙字長(zhǎng)二地址指令，屬于RS型，其中R由目標(biāo)寄存器決定，S由20位地址（直接尋址）決定。處理器完成第一種指令所花的時(shí)間最短，因?yàn)槭荝R第二種指令所花的時(shí)間最長(zhǎng)，因?yàn)槭荝S型指令，需要訪問(wèn)存儲(chǔ)器，同時(shí)要進(jìn)行尋址方式的變換運(yùn)算（基址或變址），這也要時(shí)間。第二種指令的執(zhí)行時(shí)間不會(huì)等于第三種指令，因?yàn)榈谌N指令雖然也訪問(wèn)存儲(chǔ)器，但是節(jié)省了求有效地址的時(shí)間開銷。3）根據(jù)已知條件：MOV（OP）=001010：STA（OP）=011011；LDA（OP）=