計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程考試試卷

《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程考試試卷《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程考試試卷2013—2014學(xué)年第二學(xué)期號(hào)序《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程考試試卷號(hào)序《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程考試試卷（C卷）題號(hào)——一~二—四五六七八總分得分專業(yè):年級(jí)：考試方式：學(xué)分：考試時(shí)間：分鐘號(hào)學(xué)閱卷人得分一、填空題（每小題2分，共20分）名姓1、計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度與機(jī)器的①有關(guān)，為解決精度與硬件成本的矛盾，大多數(shù)計(jì)算機(jī)使用—②。答：①字長(zhǎng)②變字長(zhǎng)運(yùn)算2、若［x1］補(bǔ)=10110111,［x2］原=1.01101，則數(shù)x1的十進(jìn)制數(shù)真值是①，x2的十進(jìn)制數(shù)真值是②。答：①-73②-0.71875（號(hào)學(xué)閱卷人得分一、填空題（每小題2分，共20分）名姓1、計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度與機(jī)器的①有關(guān)，為解決精度與硬件成本的矛盾，大多數(shù)計(jì)算機(jī)使用—②。答：①字長(zhǎng)②變字長(zhǎng)運(yùn)算2、若［x1］補(bǔ)=10110111,［x2］原=1.01101，則數(shù)x1的十進(jìn)制數(shù)真值是①，x2的十進(jìn)制數(shù)真值是②。答：①-73②-0.71875（給的答案好像有問(wèn)題，掌握方法即可）級(jí)班3、在浮點(diǎn)運(yùn)算過(guò)程中，如果運(yùn)算結(jié)果的尾數(shù)部分不是①形式，則需要進(jìn)行規(guī)格化處理。設(shè)尾數(shù)采用補(bǔ)碼表示形式，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果②時(shí)，需要進(jìn)行右規(guī)操作；當(dāng)運(yùn)算結(jié)果③時(shí)，需要進(jìn)行左規(guī)操作。答：①規(guī)格化②溢出③不是規(guī)格化數(shù)4、將兩個(gè)8421BCD碼相加，為了得到正確的十進(jìn)制運(yùn)算結(jié)果，需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正,其修正方法是①。>部、系{院卷試學(xué)大江長(zhǎng)答：①兩個(gè)8421碼相加后，若相加的和數(shù)＜10，則不需修正，按二進(jìn)制規(guī)則相加的結(jié)果就是正確的8421碼的和數(shù)；若相加的和數(shù)N10，則需在二進(jìn)制相加的結(jié)果上加“0110”進(jìn)行修正。5、Cache使用的是①存儲(chǔ)芯片，主存使用的是②存儲(chǔ)芯片。答：①SRAM②DRAM6、衡量非格式化硬盤(pán)的一個(gè)磁表面存儲(chǔ)容量的兩個(gè)指標(biāo)是①和②。1/8《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程考試試卷《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程考試試卷#/87、 通道程序是由通道控制字組成的，通道控制字也稱通道指令。V8、 運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)行加法運(yùn)算。X9、 在規(guī)格化浮點(diǎn)表示中，保持其他方面不變，只是將階碼部分由移碼表示改為補(bǔ)碼表示,則會(huì)使該浮點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)表示范圍增大。X10、 在生成CRC校驗(yàn)碼時(shí)，采用不同的生成多項(xiàng)式，所得到CRC校驗(yàn)碼的校錯(cuò)能力是相同的。X閱卷人得分 四、簡(jiǎn)述題（每小題5分，共15分）1、 試述組合邏輯控制器與微程序控制器的組成差別？答：組合邏輯控制器采用組合邏輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其微操作信號(hào)發(fā)生器是由門(mén)電路組成的復(fù)雜樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的。微程序控制器采用存儲(chǔ)邏輯實(shí)現(xiàn)，將微操作控制信號(hào)以編碼字（即微指令）的形式存放在控制存儲(chǔ)器中。執(zhí)行指令時(shí)，通過(guò)依次讀取一條條微指令，產(chǎn)生一組組操作控制信號(hào)，控制有關(guān)功能部件完成一組組微操作。微程序控制器的設(shè)計(jì)思想和組合邏輯設(shè)計(jì)思想截然不同。它具有設(shè)計(jì)規(guī)整，調(diào)試、維修以及更改、擴(kuò)充指令方便的優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)。但是，由于它增加了一級(jí)控制存儲(chǔ)器，所以指令的執(zhí)行速度比組合邏輯控制器慢。2、 馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想是什么？答：馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想包含三個(gè)方面：1） 計(jì)算機(jī)由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器五大部件組成。2） 采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。3） 采用存儲(chǔ)程序方式。3、 試述指令周期、CPU周期、節(jié)拍周期三者的關(guān)系。答：指令周期是指從取指令、分析指令到執(zhí)行完該指令所需的全部時(shí)間。機(jī)器周期又稱CPU周期，是指令執(zhí)行過(guò)程中的相對(duì)獨(dú)立的階段。把一個(gè)機(jī)器周期等分成若干個(gè)時(shí)間區(qū)間，每一時(shí)間區(qū)間稱為一個(gè)節(jié)拍，一個(gè)節(jié)拍對(duì)應(yīng)一個(gè)電位信號(hào)，控制一個(gè)或幾個(gè)微操作的執(zhí)行。由于各種指令的操作功能不同，繁簡(jiǎn)程度不同，因此各種指令的指令周期也不盡相同。一條指令的執(zhí)行過(guò)程（即指令周期）由若干個(gè)機(jī)器周期所組成，每個(gè)機(jī)器周期完成一個(gè)基本操作。一個(gè)機(jī)器周期中包含若干節(jié)拍。閱卷人得分 五、計(jì)算題（25分）1、已知x=2-011x0.101100，y=2-010x（-0.011100），按機(jī)器補(bǔ)碼浮點(diǎn)運(yùn)算步驟，計(jì)算［x±y］補(bǔ)。（6分）解：先將x、y轉(zhuǎn)換成機(jī)器數(shù)形式：［x］補(bǔ)=1,101；0.101100,［y］補(bǔ)=1,110；1.100100［Ex］補(bǔ)=1,101,［y］補(bǔ)=1,110,［Mx］補(bǔ)=0.101100,［My］補(bǔ)=1.1001001）對(duì)階：［AE］補(bǔ)二壓乂］補(bǔ)+［-Ey］補(bǔ)=11,101+00,010=11,111<0，應(yīng)Ex向Ey對(duì)齊，則：［Ex］補(bǔ)+1=11,101+00，001=11，110=［Ey］補(bǔ)［x］補(bǔ)=1,110；0.0101102）尾數(shù)運(yùn)算：［Mx］補(bǔ)+［My］補(bǔ)=0.010110+11.100100=11.111010［Mx］補(bǔ)+［-My］補(bǔ)=0.010110+00.011100=00.1100103）結(jié)果規(guī)格化：［x+y］補(bǔ)=11，110；11.111010=11，011；11.010000（尾數(shù)左規(guī)3次,階碼減3）［x-y］補(bǔ)=11,110；00.110010,已是規(guī)格化數(shù)。4） 舍入：無(wú)5） 溢出：無(wú)則：x+y=2-101x(-0.110000)x-y=2-010x0.1100102、 設(shè)機(jī)器A的主頻為8MHz,機(jī)器周期含4個(gè)時(shí)鐘周期，且該機(jī)的平均指令執(zhí)行速度是0.4MIPS,試求該機(jī)的平均指令周期和機(jī)器周期，每個(gè)指令周期中含幾個(gè)機(jī)器周期？如果機(jī)器B的主頻為12MHz,且機(jī)器周期也含4個(gè)時(shí)鐘周期，試問(wèn)B機(jī)的平均指令執(zhí)行速度為多少M(fèi)IPS?(5分)解：先通過(guò)A機(jī)的平均指令執(zhí)行速度求出其平均指令周期，再通過(guò)主頻求出時(shí)鐘周期，然后進(jìn)一步求出機(jī)器周期。B機(jī)參數(shù)的算法與A機(jī)類似。計(jì)算如下：A機(jī)平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5卩sA機(jī)時(shí)鐘周期=l/8MHz=125nsA機(jī)機(jī)器周期=125nsX4=500ns=0.5卩sA機(jī)每個(gè)指令周期中含機(jī)器周期個(gè)數(shù)二2.5卩s4-0.5us=5個(gè)B機(jī)時(shí)鐘周期=1/12MHz83nsB機(jī)機(jī)器周期=83nsX4=332ns設(shè)B機(jī)每個(gè)指令周期也含5個(gè)機(jī)器周期，則：B機(jī)平均指令周期=332nsX5=1.66usB機(jī)平均指令執(zhí)行速度=1/1.66卩s=0.6MIPS結(jié)論：主頻的提高有利于機(jī)器執(zhí)行速度的提高。3、 假設(shè)某存儲(chǔ)器地址長(zhǎng)為22位，存儲(chǔ)器字長(zhǎng)為16位，試問(wèn)：該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息？(2分)若用64KX4位的DRAM芯片組織該存儲(chǔ)器，則需多少片芯片？(2分)在該存儲(chǔ)器的22位地址中，多少位用于選片尋址？多少位用于片內(nèi)尋址？(2分)解：(1)該存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)222X2=223=8MB的信息。需要芯片222X16/64X210X4=28=25622位地址中，16位用于片內(nèi)尋址，6位用于選片尋址。4、某磁盤(pán)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄盤(pán)面，每毫米5道，每道記錄信息12288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm，共有275道，求：（1） 磁盤(pán)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量；（1分）（2） 最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；（2分）（3） 磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率；（2分）（4） 平均等待時(shí)間。（1分）解：（1）存儲(chǔ)容量=275道X12288B/道X4面=13516800B（2） 最高位密度=12288B/230€^17B/mm^136位/mm（向下取整）最大磁道直徑=230mm+275道/5道X2=230mm+110mm=340mm最低位密度=12288B/340€^11B/mm^92位/mm（向下取整）（3） 磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率=12288BX3000轉(zhuǎn)/分=12288B