2023年本科生計算機(jī)組成原理題庫期末試卷及答案

本科生期末試卷八一．選擇題（每小題1分，共10分）1．某寄存器中的值有時是地址，因此只有計算機(jī)的______才干辨認(rèn)它。A譯碼器B判斷程序C指令D時序信號2．用16位字長（其中1位符號位）表達(dá)定點整數(shù)時，所能表達(dá)的數(shù)值范圍是______。A[0，216–1]B[0，215–1]C[0，214–1]D[0，215]3．在定點運算器中，無論采用雙符號位還是單符號位，必須有______，它一般用______來實現(xiàn)。A譯碼電路，與非門；B編碼電路，或非門；C溢出判斷電路，異或門；D移位電路，與或非門；4．某SRAM芯片，其容量為512×8位，涉及電源端和接地端，該芯片引出線的最小數(shù)目應(yīng)為______。A23B25C50D195．以下四種類型的半導(dǎo)體存儲器中，以傳輸同樣多的字為比較條件，則讀出數(shù)據(jù)傳輸率最高的是______。ADRAMBSRAMC閃速存儲器DEPROM6．指令的尋址方式有順序和跳躍兩種方式，采用跳躍尋址方式，可以實現(xiàn)______。A堆棧尋址；B程序的條件轉(zhuǎn)移；C程序的無條件轉(zhuǎn)移；D程序的條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移；7．異步控制常用于______作為其重要控制方式。A在單總線結(jié)構(gòu)計算機(jī)中訪問主存與外圍設(shè)備時；B微型機(jī)的CPU中；C硬布線控制器中；D微程序控制器中；8．多總線結(jié)構(gòu)的計算機(jī)系統(tǒng)，采用______方法，對提高系統(tǒng)的吞吐率最有效。A多端口存貯器；B提高主存的速度；C交叉編址多模塊存貯器；D高速緩沖存貯器；9．磁盤驅(qū)動器向盤片磁層記錄數(shù)據(jù)時采用______方式寫入。A并行B串行C并行—串行D串行—并行10．IEEE1394所以能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的實時性，是由于______。A除異步傳送外，還提供等步傳送方式；B提高了時鐘頻率；C除優(yōu)先權(quán)仲裁外，還提供均等仲裁，緊急仲裁兩種總線仲裁方式；二．填空題（每小題3分，共15分）RISCCPU是克服CISC機(jī)器缺陷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它具有的三個基本要素是：（1）一個有限的A.______；（2）CPU配備大量的B.______；（3）強調(diào)C.______的優(yōu)化?？偩€仲裁部件通過采用A.______策略或B.______策略，選擇其中一個主設(shè)備作為總線的下一次主方，接管C.______。3.重寫型光盤分A.______和B.______兩種，用戶可對這類光盤進(jìn)行C.______信息。4．多個用戶公享主存時，系統(tǒng)應(yīng)提供A.______。通常采用的方法是B.______保護(hù)和C.______保護(hù)，并用硬件來實現(xiàn)。5．在計算機(jī)系統(tǒng)中，多個系統(tǒng)部件之間信息傳送的公共通路稱為A.______。就其所傳送信息的性質(zhì)而言，在公共通路上傳送的信息涉及數(shù)據(jù)、B.______、C.______信息。三．(9分)設(shè)[x]補=x0.x1x2…xn，求證：0,1>x≥0[x]補=2x0+x，其中x0=1,0>x>-1四．（9分）如圖B8.1表達(dá)用快表（頁表）的虛實地址轉(zhuǎn)換條件，快表放在相聯(lián)存貯器中，其容量為8個存貯單元，問：（1）當(dāng)CPU按虛地址1去訪問主存時主存的實地址碼是多少？（2）當(dāng)CPU按虛地址2去訪問主存時主存的實地址碼是多少？（3）當(dāng)CPU按虛地址3去訪問主存時主存的實地址碼是多少？頁號該頁在主存中的起始地址虛擬地址頁號頁內(nèi)地址332576415530420233800096000600004000080000500007000012315032470128480516圖B8.1某微機(jī)的指令格式如下所示：15109870操作碼XDD:位移量X:尋址特性位X=00：直接尋址；X=01：用變址寄存器X1進(jìn)行變址；X=10：用變址寄存器X2進(jìn)行變址；X=11：相對尋址設(shè)（PC）=1234H,(X1)=0037H,(X2)=1122H(H代表十六進(jìn)制數(shù))，請擬定下列指令的有效地址。=1\*GB3①4420H=2\*GB3②2244H=3\*GB3③1322H=4\*GB3④3521H=5\*GB3⑤6723H（10分）圖B8.2給出了微程序控制的部分微指令序列，圖中每一框代表一條微指令。分支點a由指令寄存器IR5，IR6兩位決定，分支點b由條件碼標(biāo)志c決定。現(xiàn)采用斷定方式實現(xiàn)微程序的程序控制，已知微地址寄存器長度為8位，規(guī)定：設(shè)計實現(xiàn)該微指令序列的微指令字順序控制字段的格式。畫出微地址轉(zhuǎn)移邏輯圖。圖B8.2（9分）某磁盤存貯器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個記錄面，每毫米5道，每道記錄信息為12288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm，共有275道。問：磁盤存貯器的容量是多少？最高位密度與最低位密度是多少？磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少？平均等待時間是多少？給出一個磁盤地址格式方案。（9分）畫出程序中斷方式基本接口示意圖，簡要說明IM,IR,EI,RD,BS五個觸發(fā)器的作用。(10分)。（9分）。

本科生期末試卷八答案選擇題1C2B3C4D5C6D7A8A9B10C填空題1.A.簡樸指令系統(tǒng)B.通用寄存器C.指令流水線2.A.優(yōu)先級B.公平C.總線控制權(quán)3.A.磁光盤B.相變盤C.隨機(jī)寫入、擦除或重寫4.A.存儲保護(hù)B.存儲區(qū)域C.訪問方式5.A.總線B.地址C.控制證明：當(dāng)1>x≥0時，即x為正小數(shù)，則1>[x]補=x≥0由于正數(shù)的補碼等于正數(shù)自身，所以1>x0.x1x2…xn≥0，x0=0當(dāng)1>x>-1時，即x為負(fù)小數(shù)，根據(jù)補碼定義有：2>[x]補=2+x>1（mod2）即2>x0.x1x2…xn>1，xn=1所以正數(shù)：符號位x0=0負(fù)數(shù)：符號位x0=1{若1>x≥0，x0=0，則[x]補=2x0+x=x若-1<x<0，x0=1，則[x]補=2x0+x=2+x0,1>x≥0所以有[x]補=2x0+x，x0=1,0>x>-1解：（1）用虛擬地址為1的頁號15作為快表檢索項，查得頁號為15的頁在主存中的起始地址為80000，故將80000與虛擬地址中的頁內(nèi)地址碼0324相加，求得主存實地址碼為80324。主存實地址碼=96000+0128=96128虛擬地址3的頁號為48，當(dāng)用48作檢索項在快表中檢索時，沒有檢索到頁號為48的頁面，此時操作系統(tǒng)暫停用戶作業(yè)程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行查頁表程序。如該頁面在主存中，則將該頁號及該頁在主存中的起始地址寫入主存；如該頁面不存在，則操作系統(tǒng)要將該頁面從外存調(diào)入主存，然后將頁號及其在主存中的起始地址寫入快表。五.解:1）X=00,D=20H,有效地址E=20H2)X=10,D=44H,有效地址E=1122H+44H=1166H3)X=11,D=22H,有效地址E=1234H+22H=1256H4)X=01,D=21H,有效地址E=0037H+21H=0058H5）X=11,D=23H,有效地址E=1234H+23H=1257H六．解：（1）已知微地址寄存器長度為8位，故推知控存容量為256單元。所給條件中微程序有兩處分支轉(zhuǎn)移。如不考慮他分支轉(zhuǎn)移，則需要判別測試位P1，P2（直接控制），故順序控制字段共10位，其格式如下,AI表達(dá)微地址寄存器：P1P2A1,A2…A8判別字段下地址字段判別字段下地址字段（2）轉(zhuǎn)移邏輯表達(dá)式如下：A8=P1·IR6·T4A7=P1·IR5·T4A6=P2·C0·T4其中T4為節(jié)拍脈沖信號。在P1條件下，當(dāng)IR6=1時，T4脈沖到來時微地址寄存器的第8位A8將置“1”，從而將該位由“0”修改為“1”。假如IR6=0，則A8的“0”狀態(tài)保持不變，A7，A6的修改也類似。根據(jù)轉(zhuǎn)移邏輯表達(dá)式，很容易畫出轉(zhuǎn)移邏輯電路圖，可用觸發(fā)器強制端實現(xiàn)。圖B8.3解：每道記錄信息容量=12288字節(jié)每個記錄面信息容量=275×12288字節(jié)共有4個記錄面，所以磁盤存儲器總?cè)萘繛椋?×275×12288字節(jié)=13516800字節(jié)最高位密度D1按最小磁道半徑R1計算（R1=115mm）：D1=12288字節(jié)/2πR1=17字節(jié)/mm最低位密度D2按最大磁道半徑R2計算：R2=R1+（275÷5）=115+55=170mmD2=12288字節(jié)/2πR2=11.5字節(jié)/mm(3)磁盤傳輸率C=r·Nr=3000/60=50周/秒N=12288字節(jié)（信道信息容量）C=r·N=50×12288=614400字節(jié)/秒（4）平均等待時間=1/2r=1/(2×50)=10毫秒（5）磁盤存貯器假定只有一臺，所以可不考慮臺號地址。有4個記錄面，每個記錄面有275個磁道。假定每個扇區(qū)記錄1024個字節(jié)，則需要12288÷1024字節(jié)=12個扇區(qū)。由此可得如下地址格式：柱面（磁道）號盤面（磁頭）號扇區(qū)號1465430柱面（磁道）號盤面（磁頭）號扇區(qū)號圖B8.4解：五個觸發(fā)器的作用：中斷屏蔽觸發(fā)器（Im）：CPU是否受理中斷或批準(zhǔn)中斷的標(biāo)志。Im標(biāo)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