2022年廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)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)

2022年廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)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13264m=4，采用低位交叉方式。存儲(chǔ)周期T=200ns64r=50ns。該交叉存儲(chǔ)器的帶寬是（）。A.32×107bit/s B.8×107bit/s C.73×107bit/s 2Cache的論述中，正確的是（）。Cache是一種介于主存和輔存之間的存儲(chǔ)器，用于主存和輔存之間的緩沖存儲(chǔ)CacheCache中最近訪問(wèn)過(guò)的字節(jié)Cache90%以上Cache3、計(jì)算機(jī)中表示地址時(shí)，采用（）。原碼 B.補(bǔ)碼 移碼 無(wú)符號(hào)數(shù)4、串行運(yùn)算器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其運(yùn)算規(guī)律是（）A.由低位到高位先行進(jìn)行進(jìn)位運(yùn)算C.由低位到高位逐位運(yùn)算D.由高位到低位逐位運(yùn)算516位，用定點(diǎn)補(bǔ)碼小數(shù)表示時(shí)，一個(gè)字所能表示的范圍是（）。A.0~（1-2-15）B.-（1-2-15）~（1-2-15）C.-1~1（）6、總線寬度與下列（）有關(guān)。A.控制線根數(shù) 數(shù)據(jù)線根數(shù) C.地址線根數(shù) 以上都不對(duì)7、某總線共有88根信號(hào)線，其中數(shù)據(jù)總線為32根，地址總線為20根，控制總線36根，總線工作頻率為66MHz、則總線寬度為（），傳輸速率為（）A.32bit264MB/s B.20bit254MB/s C.20bit264MB/sD.32bit254MB/s8、指令寄存器的位數(shù)取決（）。A.C.9、（）可區(qū)分存儲(chǔ)單元中在放的是指令還是數(shù)據(jù)。A.存儲(chǔ)器運(yùn)算C.用戶控制器10、依賴硬件的數(shù)據(jù)傳送方式是（）。A.程序控制B.程序中斷 C.DMA D.無(wú)1110000r/min6ms20MB/s，0.2ms4KB的扇區(qū)所需平均時(shí)間約為（）。A.9ms B.9.4ms C.12ms D.12.4ms12、在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，CPU內(nèi)部包括程序計(jì)數(shù)器（PC）、存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）、指令寄存器（IR）和存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR）等。若CPU要執(zhí)行的指令為MOVRO，#100（即將數(shù)值100傳送到寄存器R0中），則CPU首先要完成的操作是（）。A.100RO B.100→MDR C.PC→MAR D.PC→IR13、下列部件中不屬于控制部件的是（）。指令寄存器B.操作控制器C.程序計(jì)數(shù)器D.狀態(tài)條件寄存器14、用二地址指令來(lái)完成算術(shù)運(yùn)算時(shí)，其結(jié)果一般存放在（）A.其中一個(gè)地址碼提供的地址中棧頂累加器（ACC）D.以上都不對(duì)15、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+IX二、填空題16、存儲(chǔ)器和CPU連接時(shí)，要完的連接的連接和 的連接，方能常工作。17、微程序設(shè)計(jì)技術(shù)是利方法設(shè)計(jì) 的一門(mén)技術(shù)。18、堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)尋址方式，它采原理。按結(jié)構(gòu)不同，分 堆棧和 堆棧。19、字節(jié)多路通道可允許多個(gè)設(shè)備進(jìn)型操作，數(shù)據(jù)傳送單位 20、CPU能直接訪和 但不能直接訪問(wèn)磁盤(pán)和光盤(pán)。21、漢字、 、 是計(jì)算機(jī)用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出三種不用途的編碼。22、一位十進(jìn)制數(shù)，用BCD碼表示需位二進(jìn)制碼，用ASCII碼表示需要 位二進(jìn)制碼。23、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)傳輸方式可采用： 傳送、 傳送和 、傳送。24、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。25、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。三、名詞解釋題26、海明距離：27、主設(shè)備：28、音頻識(shí)別：29、全相聯(lián)映象：四、簡(jiǎn)答題30、一個(gè)較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括哪幾類？31、寬體存儲(chǔ)器有什么特點(diǎn)？32、在計(jì)算機(jī)中，CPU管理外圍設(shè)備有幾種方式？33、CPU對(duì)DMA請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間是否相同？為什么？五、計(jì)算題34、一個(gè)16K×16lK×4位的DRAM64×64構(gòu)成，試問(wèn)：采用異步刷新方式，如果最大刷新間隔為2ms間隔是多少？如果采用集中刷新方式，則存儲(chǔ)器刷新一遍最少用多少個(gè)存儲(chǔ)周期？設(shè)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)周期為0.5us，“死區(qū)”占多少時(shí)間？“死時(shí)間率”為多少（期為2ms）？35、設(shè)浮點(diǎn)數(shù)字長(zhǎng)為16位，其中階碼5位（含一位階符），尾數(shù)11位（含一位數(shù)符），將十進(jìn)制數(shù)+13/128寫(xiě)成：二進(jìn)制定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)，并分別寫(xiě)出它在定點(diǎn)機(jī)和浮點(diǎn)機(jī)中的機(jī)器數(shù)形式。36、假設(shè)指令字長(zhǎng)為16位，操作數(shù)的地址碼為6位，指令有零地址、一地址和二地址3種格式。設(shè)操作碼固定，若零地址指令有M種，一地址指令有N有多少種？采用擴(kuò)展操作碼技術(shù)，二地址指令最多有多少種？采用擴(kuò)展操作碼技術(shù)，若二地址指令有P條，零地址指令有Q令最多有幾種？六、綜合題37、設(shè)某機(jī)有4個(gè)中斷源A、B、C、D.其硬件排隊(duì)優(yōu)先順序?yàn)锳>B>C>D，現(xiàn)要求將中斷處理順序改為D>A>C>B。寫(xiě)出每個(gè)中斷源對(duì)應(yīng)的屏蔽字。按圖所示的時(shí)間軸給出的4個(gè)中斷源的請(qǐng)求時(shí)刻，畫(huà)出CPU跡。設(shè)每個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序時(shí)間均為20s。38、某計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器按字節(jié)編址，虛擬（邏輯）地址空間大小為16MB，主存（物理》地址空間大小為1MB，頁(yè)面大小為4KB；Cache采用直接映射方式，共8行；主存與Cache之閘交換的塊大小為32B。系統(tǒng)運(yùn)行到某一時(shí)刻時(shí)，頁(yè)表的部分內(nèi)容和Cache的部分的容如圖3-50和圖3-51所示，圖中頁(yè)框號(hào)及標(biāo)記字段的內(nèi)容為十六進(jìn)制形式。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：虛擬地址共有幾位，哪幾位表示虛頁(yè)號(hào)？物理地址共有幾位？哪幾位表示頁(yè)框號(hào)（物人理頁(yè)號(hào)）？使用物理地址訪問(wèn)Cache段的位數(shù)及在物理地址中的位置。001C60H所在的頁(yè)面是否在主存中？若在主存中，則該虛擬地址對(duì)應(yīng)的物理地址是什么？訪問(wèn)該地址時(shí)是否Cache命中？要求說(shuō)明理由。假定為該機(jī)配置一個(gè)4路組相連的TLB，該TLB共可存放8個(gè)頁(yè)表項(xiàng)，若其當(dāng)前內(nèi)容（十六進(jìn)制）如圖所示，則此時(shí)虛擬地址024BACH所在的頁(yè)面是否在主存中？要求說(shuō)明理由。39、某機(jī)器采用一地址格式的指令系統(tǒng)，允許直接和間接尋址（機(jī)器按字尋址）機(jī)器配有如下硬件：ACC、MAR、MDR、PC、X、MQ、IR以及變址寄存器R。和基址寄存器Ra，均為16位。若采用單字長(zhǎng)指令，共能完成105一次間接尋址的范圍又是多少？是多少？畫(huà)出其指令格式并說(shuō)明各字段的含義。若存儲(chǔ)字長(zhǎng)不變，可采用什么方法訪問(wèn)容量為8MB的主存？需增設(shè)哪些硬件？參考答案一、選擇題、C、C、D、C、D、B、A、B9、D、C、B、C、D、A15、D1XIX的話那就變成了寄存器間接尋址了二、填空題16、順序?qū)ぶ贩绞教S尋址方式17、軟件操作控制器18、先進(jìn)后出寄存器存儲(chǔ)器19、傳輸字節(jié)20、cache主存21、輸入編碼（或輸入碼）內(nèi)碼（或機(jī)內(nèi)碼）字模碼22、4 723、并行串行復(fù)用24、瞬時(shí)啟動(dòng)固態(tài)盤(pán)25、帶寬處理器三、名詞解釋題26、海明距離：在信息編碼中，兩個(gè)合法代碼對(duì)應(yīng)位上編碼不同的位數(shù)。27、主設(shè)備：獲得總線控制權(quán)的設(shè)備28、音頻識(shí)別：一個(gè)對(duì)于音頻信息提煉和壓縮的過(guò)程，如將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)化成文字信息以便于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和處理。29、全相聯(lián)映象：cache的一種地址映象方式，一個(gè)主存塊可映象到任何cache塊。四、簡(jiǎn)答題30、答：包括：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、程序控制指令、輸入輸出指令、堆棧指令、字符串指令、特權(quán)指令等。31、答：寬體存儲(chǔ)器將存儲(chǔ)的位數(shù)擴(kuò)到多個(gè)字的寬度，訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)可以同時(shí)對(duì)多個(gè)字進(jìn)行訪問(wèn)，從而提高數(shù)據(jù)的吞吐率。32、答：CPU管理外圍設(shè)備有五種方式：（1）程序查詢方式（2）程序中斷方式（3）直接內(nèi)存訪問(wèn)（DMA）方式（4）通道方式（5）外圍處理機(jī)方式33、答：CPUDMA請(qǐng)求和中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間不相同，因?yàn)閮煞N方式的交換速度相CPUDMA請(qǐng)求（一個(gè)存取周期末）五、計(jì)算題34、解析：不論采用何種刷新方式，刷新都是從單個(gè)芯片的存儲(chǔ)容量著手。采用異步刷新方式，在2ms時(shí)間內(nèi)把芯片的64新間隔=2ms/64=31.25??s，可取的刷新間隔為31??s。如果采用集中刷新方式，則存儲(chǔ)器刷新一遍最少用64的存儲(chǔ)周期為0.5??s，則“死區(qū)”=0.5??s×64=32??s，“死時(shí)間率”=32??s/2000??s×100%=l.6%。35、解析：假設(shè)x=+13/128其二進(jìn)制形式可以表示為：x=0.0001101000。定點(diǎn)數(shù)表示：x=0.0001101000。浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化表示：0×。定點(diǎn)機(jī)中：[x]=[x]=[x]=0.0001101000。原 補(bǔ) 反浮點(diǎn)機(jī)中：[x]原=1，0011；0.1101000000。[x]補(bǔ)=1，1101；0.1101000000。[x]反=1，1100；0.1101000000。36、解析：由于操作數(shù)的地址碼為6位，因此二地址指令中操作碼的位數(shù)為16-6-6=4位，即操作碼只占4位。又由于操作碼固定，因此零地址指令、一地址指令、二地址指令的總和不能超過(guò)16?，F(xiàn)已知零地址指令有M種，一地址指令有N種，所有二地址指令最多有16-M-N種。在1）4位，即最多有20=16能取16。如果取了16，就不能擴(kuò)展成一地址指令和零地址指令了。因此，二地址指令最多只能有15條。由于操作碼位數(shù)可變，且二地址指令、一地址指令和零地址指令的操作碼長(zhǎng)度分別為4位、10位、位，因此二地址指令每減少一條，就可以多出26條一地址指令；一地址指令每減少一條，就可以多出26條零地址指令。根據(jù)以上分析，假設(shè)一地址指令有X條，則一地址指令最多有（24-P）×26條，零地址指令就應(yīng)該最多有[（24-P）×26-R]×26條。根據(jù)題中給出的零地址指令有Q條，則可以得出一個(gè)公式，如下：Q=[（24-P）×26-R]×26可解得：R=（24-P）×26-Q×2-6六、綜合題37、解析：在中斷處理順序改為D>A>C>B后，每個(gè)中斷源新的屏蔽字如圖所示。根據(jù)新的處理順序，CPU執(zhí)行程序的軌跡如圖所示。38、解析：1）由于虛擬地址空間大小為16MB，且按字節(jié)編址，因此虛擬地址共有24位（24=16M）。由于頁(yè)面大小為4KB（212=4K），因此虛頁(yè)號(hào)為前12位。由于主存（物理）地址空間大小為1MB，因此物理地址共有20位（220=lM）。由于頁(yè)內(nèi)地址有12位，因此20-12=8，即前8位為頁(yè)框號(hào)。Cache3個(gè)字段，如下：分析：由于塊大小為32B，因此字塊內(nèi)地址占5位。又由于Cache共8行，因此字塊標(biāo)記占3位。綜上所述，主存字塊標(biāo)記占20-5-3=12位。虛擬地址001C60H的虛頁(yè)號(hào)為前12001H=1。查表可知，其有效位為1，故在內(nèi)存中。虛頁(yè)號(hào)為l對(duì)應(yīng)頁(yè)框號(hào)為04H，故物理地址為04C60H。由于采用的是直接映射方式，因此對(duì)應(yīng)Cache行號(hào)為3。盡管有效位為1，但是由于標(biāo)記位04CH#105H，故不命中。由于采用了4TLB被分為2組，每組4行。因此，虛地址應(yīng)劃分成3個(gè)字段，如下：將024BACH轉(zhuǎn)成二進(jìn)制為000000100100101110101100，可以看出組號(hào)為0。標(biāo)記為00000010010，換成十六進(jìn)制為000000010010（高位補(bǔ)一個(gè)0），即012H，從圖3-51中的0組可以看出，標(biāo)記為012H頁(yè)面的頁(yè)框號(hào)為1F，故虛擬地址024BACH所在的頁(yè)面在主存中。39、解析：首先，由于MDR為1616位。又由于采用了單字長(zhǎng)指令，因此指令字長(zhǎng)為161057位。從題意可以看出，需要實(shí)現(xiàn)直接尋址、間接尋址、變址尋址、基址尋址這4種尋址方式，故取兩位尋址特征位，最后得指令格式為其中，操作碼占7位，可完成105種操作