例題習(xí)題 計(jì)算機(jī)組成原理

例題解析與練習(xí)第一次2009年11．馮·諾依曼計(jì)算機(jī)中指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中，CPU區(qū)分它們的依據(jù)是（）。A．指令操作碼的譯碼結(jié)果B．指令和數(shù)據(jù)的尋址方式C．指令周期的不同階段D．指令和數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元2010年12．下列選項(xiàng)中，能縮短程序執(zhí)行時(shí)間的措施是（）。Ⅰ．提高CPU時(shí)鐘頻率Ⅱ．優(yōu)化數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)Ⅲ．對(duì)程序進(jìn)行編譯優(yōu)化A．僅Ⅰ和ⅡB．僅Ⅰ和ⅢC．僅Ⅱ和ⅢD．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ2011年12．下列選項(xiàng)中，描述浮點(diǎn)數(shù)操作速度指標(biāo)的是（）。A．MIPSB．CPIC．IPCD．MFLOPS2012年12．假定基準(zhǔn)程序A在某計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行時(shí)間為100秒，其中90秒為CPU時(shí)間，其余為I/O時(shí)間。若CPU速度提高50%，I/O速度不變，則運(yùn)行基準(zhǔn)程序A所耗費(fèi)的時(shí)間是（）。A．55秒B．60秒C．65秒D．70秒2013年12.某計(jì)算機(jī)主頻為1.2GHz，其指令分為4類，它們?cè)诨鶞?zhǔn)程序中所占比例及CPI如下表所示。指令類型所占比例CPIA50%2B20%3C10%4D20%5該機(jī)的MIPS數(shù)是（）A、100B、200C、40015、用海明碼對(duì)長度為8位的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢/糾錯(cuò)時(shí)，若能糾正一位錯(cuò)，則校驗(yàn)位數(shù)至少為（）A、2B、3C、4練習(xí)1、馮·諾依曼機(jī)的工作方式的基本特點(diǎn)是（）A、多指令流單數(shù)據(jù)流B、按地址訪問并順序執(zhí)行指令C、堆棧操作D、存儲(chǔ)器按內(nèi)容選擇地址2、馮·諾依曼機(jī)的基本工作方式為（）A、控制流驅(qū)動(dòng)方式B、多指令流多數(shù)據(jù)流方式C、微程序控制方式D、數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)方式3、下列選項(xiàng)中不是馮·諾依曼機(jī)的最根本特征的是（）A、以運(yùn)算器為中心B、指令并行執(zhí)行C、存儲(chǔ)器按地址訪問D、數(shù)據(jù)以二進(jìn)制編碼，并采用二進(jìn)制運(yùn)算4、以下說法中，正確的是（）A、控制器能理解、解釋并執(zhí)行所有的指令及存儲(chǔ)結(jié)果B、一臺(tái)計(jì)算機(jī)包括輸入、輸出、控制、存儲(chǔ)及算術(shù)邏輯運(yùn)算五個(gè)單元C、所有的數(shù)據(jù)運(yùn)算都在CPU的控制器中完成D、都不對(duì)5、在CPU的組成中不包括（）A、運(yùn)算器B、存儲(chǔ)器C、控制器D、寄存器6、指令流通常是（）A、從主存流向控制器B、從控制器流向主存C、從控制器流向控制器D、從主存流向主存7、數(shù)據(jù)流通常是（）A、從主存流向控制器B、從控制器流向主存C、從控制器流向運(yùn)算器D、在運(yùn)算器和主存之間流動(dòng)8、下列不同進(jìn)制的數(shù)中，最大的是（）A、（0.101）2B、（0.62）10C、（0.52）89、以下數(shù)中最小的為（）A、（101001）2B、（52）8C、（101001）BCD10、“春”字的機(jī)內(nèi)碼為B4BAH，由此可以推算出它在GB2312-80國家標(biāo)準(zhǔn)中所在的區(qū)號(hào)是（）A、19區(qū)B、20區(qū)C、3區(qū)D、35區(qū)11、信息序列16位，若構(gòu)成能糾正一位錯(cuò)發(fā)現(xiàn)兩位錯(cuò)的海明碼，至少需（）位校驗(yàn)位A、4B、5C、612、采用CRC校驗(yàn)碼時(shí)，若生成多項(xiàng)式G(X)=X4+X+1，則對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼為（）A、11000B、10010C、11111D、1001113、采用CRC校驗(yàn)碼時(shí)，若生成多項(xiàng)式G(X)=X4+X+1，其校驗(yàn)位的位數(shù)是（）A、3B、4C14、從用戶觀點(diǎn)看，評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的綜合參數(shù)是（）A、指令系統(tǒng)B、吞吐率C、主存容量D、主頻率第二次2009年12．一個(gè)C語言程序在一臺(tái)32位機(jī)器上運(yùn)行。程序中定義了三個(gè)變量x、y和z，其中x和z為int型，y為short型。當(dāng)x=127，y=-9時(shí)，執(zhí)行賦值語句z=x+y后，x、y和z的值分別是（）。A．x=0000007FH，y=FFF9H，z=00000076HB．x=0000007FH，y=FFF9H，z=FFFF0076HC．x=0000007FH，y=FFF7H，z=FFFF0076HD．x=0000007FH，y=FFF7H，z=00000076H2010年13．假定有4個(gè)整數(shù)用8位補(bǔ)碼分別表示r1=FEH，r2=F2H，r3=90H，r4=F8H，若將運(yùn)算結(jié)果存放在一個(gè)8位寄存器中，則下列運(yùn)算中會(huì)發(fā)生溢出的是（）。A．r1×r2B．r2×r3C．r1×r4D．r2×r42011年43．（11分）假定在一個(gè)8位字長的計(jì)算機(jī)中運(yùn)行如下C程序段：unsignedintx=134;unsignedinty=246;intm=x;intn=y;unsignedintz1=x-y;unsignedintz2=x+y;intk1=m-n;intk2=m+n;若編譯器編譯時(shí)將8個(gè)8位寄存器R1～R8分別分配給變量x、y、m、n、z1、z2、k1和k2。請(qǐng)回答下列問題。（提示：帶符號(hào)整數(shù)用補(bǔ)碼表示。）（1）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（用十六進(jìn)制表示）？（2）執(zhí)行上述程序段后，變量m和k1的值分別是多少（用十進(jìn)制表示）？（3）上述程序段涉及帶符號(hào)整數(shù)加/減、無符號(hào)整數(shù)加/減運(yùn)算，這四種運(yùn)算能否利用同一個(gè)加法器輔助電路實(shí)現(xiàn)？簡述理由。（4）計(jì)算機(jī)內(nèi)部如何判斷帶符號(hào)整數(shù)加/減運(yùn)算的結(jié)果是否發(fā)生溢出？上述程序段中，哪些帶符號(hào)整數(shù)運(yùn)算語句的執(zhí)行結(jié)果會(huì)發(fā)生溢出？2012年13．假定編譯器規(guī)定int和short型長度分別為32位和16位，執(zhí)行下列C語言語句：unsignedshortx=65530;unsignedinty=x;得到y(tǒng)的機(jī)器數(shù)為（）。A．00007FFAHB．0000FFFAHC．FFFF7FFAHD．FFFFFFFAH2013年14、某字長為8位的計(jì)算機(jī)中，已知整型變量x，y的機(jī)器數(shù)分別為[x]補(bǔ)=11110100，[y]補(bǔ)=10110000。若整型變量z=2*x+y/2，則z的機(jī)器數(shù)為（）A、11000000B、00100100C、10101010D、溢出練習(xí)1、[x]補(bǔ)=x0.x1x2…xn（n為整數(shù)），它的模是（）A、2n-1B、2nC、1D、22、[x]補(bǔ)=x0x1x2…xn（n為整數(shù)），它的模是（）A、2n+1B、2nC、2n+1D、2n-13、下列為8位移碼機(jī)器數(shù)[x]移，當(dāng)求[-x]移時(shí)，（）將會(huì)發(fā)生溢出A、11111111B、00000000C4、設(shè)[x]補(bǔ)=1.x1x2x3x4，當(dāng)滿足（）時(shí)，x<-1/2成立A、x1必須為1，x2x3x4至少有一個(gè)為1B、x1必須為1，x2x3x4任意C、x1必須為0，x2x3x4至少有一個(gè)為1D、x1必須為0，x2x3x4任意5、設(shè)[x]補(bǔ)=1.x1x2x3x4，當(dāng)滿足（）時(shí)，x>-1/2成立A、x1必須為1，x2x3x4至少有一個(gè)為1B、x1必須為1，x2x3x4任意C、x1必須為0，x2x3x4至少有一個(gè)為1D、x1必須為0，x2x3x4任意6、若[x]補(bǔ)=1x1x2x3x4x5x6，其中xi（1≤i≤6）取0或1，若要x>-32，應(yīng)當(dāng)滿足（）A、x1為0，其他各位任意B、x1為1，x2……x6中至少有一位為1C、x1為1，其他各位任意D、x1為0，x2……x6中至少有一位為17、下列說法中正確的是（）A、采用變形補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算可以避免溢出B、只有定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算才有可能溢出，浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算不會(huì)產(chǎn)生溢出C、定點(diǎn)數(shù)補(bǔ)碼減法中兩個(gè)正數(shù)相減不會(huì)產(chǎn)生溢出D、只有將兩個(gè)正數(shù)相加時(shí)才有可能產(chǎn)生溢出8、x，y為定點(diǎn)整數(shù)，其格式為1位符號(hào)位，n位數(shù)值位，若采用補(bǔ)碼一位乘法實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，則最多需要（）次加法運(yùn)算A、n-1B、nC、n+1D、n+29、在定點(diǎn)補(bǔ)碼除法中，當(dāng)（）時(shí)商上1A、余數(shù)為正B、余數(shù)的符號(hào)與除數(shù)的符號(hào)不同C、余數(shù)的符號(hào)與除數(shù)的符號(hào)相同D、余數(shù)的符號(hào)與被除數(shù)的符號(hào)相同10、假設(shè)有兩個(gè)整數(shù)x和y，x=-68，y=-80，采用補(bǔ)碼形式（含1位符號(hào)位）表示，x和y分別存放在寄存器A和B中。另外還有兩個(gè)寄存器C和D。A、B、C、D都是8位的寄存器。請(qǐng)回答下列問題（要求最終用十六進(jìn)制表示二進(jìn)制序列）：（1）寄存器A和B中的內(nèi)容分別是什么？（2）x和y相加后的結(jié)果存放在寄存器C中，寄存器C中的內(nèi)容是什么？此時(shí)，溢出標(biāo)志位OF是什么？符號(hào)標(biāo)志位SF是什么？進(jìn)位標(biāo)志位CF是什么？（3）x和y相減后的結(jié)果存放在D寄存器中，寄存器D中的內(nèi)容是什么？此時(shí)，溢出標(biāo)志位OF是什么？符號(hào)標(biāo)志位SF是什么？進(jìn)位標(biāo)志位CF是什么？11、運(yùn)算器在運(yùn)算的過程當(dāng)中，得到的標(biāo)志位中沒有（）A、進(jìn)位標(biāo)志位B、溢出標(biāo)志位C、零標(biāo)志位D、正數(shù)標(biāo)志位12、二進(jìn)制整數(shù)采用機(jī)器碼表示時(shí)，（）的表示范圍最大A、原碼B、補(bǔ)碼C、反碼D、BCD碼13、針對(duì)8位二進(jìn)制數(shù)，下列說法中正確的是（）A、-127的補(bǔ)碼為10000000B、-127的反碼等于0的移碼C、+1的移碼等于-127的反碼D、0的補(bǔ)碼等于-1的反碼第三次2009年13．浮點(diǎn)數(shù)加、減運(yùn)算過程一般包括對(duì)階、尾數(shù)運(yùn)算、規(guī)格化、舍入和判溢出等步驟。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5位和7位（均含2位符號(hào)位）。若有兩個(gè)數(shù)X=27×29/32，Y=25×5/8，則用浮點(diǎn)加法計(jì)算X+Y的最終結(jié)果是（）。A．001111100010B．001110100010C．010000010001D．發(fā)生溢出2010年14．假定變量i、f和d的數(shù)據(jù)類型分別為int、float和double（int用補(bǔ)碼表示，float和double分別用IEEE754單精度和雙精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示），已知i=785，f=1.5678e3，d=1.5e100。若在32位機(jī)器中執(zhí)行下列關(guān)系表達(dá)式，則結(jié)果為“真”的是（）。Ⅰ．i==(int)(float)iⅡ．f==(float)(int)fⅢ．f==(float)(double)fⅣ．(d+f)-d==fA．僅Ⅰ和ⅡB．僅Ⅰ和ⅢC．僅Ⅱ和ⅢD．僅Ⅲ和Ⅳ2011年13．float型數(shù)據(jù)通常用IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示。若編譯器將float型變量x分配到一個(gè)32位浮點(diǎn)寄存器FR1中，且x=-8.25，則FR1的內(nèi)容是（）。A．C1040000HB．C2420000HC．C1840000HD．C1C20000H2012年14．float類型（即IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式）能表示的最大正整數(shù)是（）。A．2126-2103B．2127-2104C．2127-2103D．21282013年13、某數(shù)采用IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示為C6400000H，則該數(shù)的值是（）A、-1.5×213B、-1.5×212C、-0.5×213D、-0.5×練習(xí)1、假定采用IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示一個(gè)數(shù)為45100000H，則該數(shù)為（）A、（+1.125）10×210B、（+1.125）10×211C、（+0.125）10×211D、（+0.125）10×2102、設(shè)某浮點(diǎn)數(shù)共12位，其中階碼含1位符號(hào)共4位，以2為底，補(bǔ)碼表示；尾數(shù)含1位符號(hào)共8位，補(bǔ)碼表示，規(guī)格化，則能表示的最大正數(shù)是（）A、27B、28C、28-1D、23、IBM370的短浮點(diǎn)數(shù)格式中，總位數(shù)為32位，左邊第一位（b0）為數(shù)符，隨后7位（b1~b7）為階碼，用移碼表示，偏置常數(shù)為64，右邊24位（b8~b31）為6位十六進(jìn)制原碼小數(shù)表示的尾數(shù)（意思即采用16為基數(shù)），采用規(guī)格化形式表示，不帶隱藏位。若將十進(jìn)制數(shù)-265.625用該浮點(diǎn)數(shù)格式表示，則應(yīng)表示為（）A、C3109A00HB、43109A00HC、83109A00HD、03109A00H4、IBM370的短浮點(diǎn)數(shù)格式同上題，則十進(jìn)制數(shù)-260.125用該浮點(diǎn)數(shù)格式表示為什么（用十六進(jìn)制形式表示）？5、IBM370短浮點(diǎn)數(shù)格式下，45100110H對(duì)應(yīng)的真值是多少？6、已知兩個(gè)實(shí)數(shù)x=-68，y=-8.25，它們?cè)贑語言中定義為float型變量，分別存放在寄存器A和B中，另外還有兩個(gè)寄存器C和D。A、B、C、D都是32位的寄存器。請(qǐng)回答下列問題（用十六進(jìn)制表示二進(jìn)制序列）。（1）寄存器A和B中的內(nèi)容分別是什么？（2）x和y相加后的結(jié)果放在C寄存器中，寄存器C中的內(nèi)容是什么？（3）x和y相減后的結(jié)果放在D寄存器中，寄存器D中的內(nèi)容是什么？第四次2009年15．某計(jì)算機(jī)主存容量為64KB，其中ROM區(qū)為4KB，其余為RAM區(qū)，按字節(jié)編址。現(xiàn)要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片來設(shè)計(jì)該存儲(chǔ)器，則需要上述規(guī)格的ROM芯片數(shù)和RAM芯片數(shù)分別是（）。A．1、15B．2、15C．1、30D．2、302010年15．假定用若干個(gè)2K×4位的芯片組成一個(gè)8K×8位的存儲(chǔ)器，則地址0B1FH所在芯片的最小地址是（）。A．0000HB．0600HC．0700HD．0800H16．下列有關(guān)RAM和ROM的敘述中，正確的是（）。Ⅰ．RAM是易失性存儲(chǔ)器，ROM是非易失性存儲(chǔ)器Ⅱ．RAM和ROM都采用隨機(jī)存取方式進(jìn)行信息訪問Ⅲ．RAM和ROM都可用作CacheⅣ．RAM和ROM都需要進(jìn)行刷新A．僅Ⅰ和ⅡB．僅Ⅱ和ⅢC．僅Ⅰ、Ⅱ和ⅣD．僅Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ2011年14．下列各類存儲(chǔ)器中，不采用隨機(jī)存取方式的是（）。A．EPROMB．CDROMC．DRAMD．SRAM15．某計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器按字節(jié)編址，主存地址空間大小為64MB，現(xiàn)用4MB×8位的RAM芯片組成32MB的主存儲(chǔ)器，則存儲(chǔ)器地址寄存器MAR的位數(shù)至少是（）。A．22位B．23位C．25位D．26位2012年15．某計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器按字節(jié)編址，采用小端方式存放數(shù)據(jù)。假定編譯器規(guī)定int型和short型長度分別為32位和16位，并且數(shù)據(jù)按邊界對(duì)齊存儲(chǔ)。某C語言程序段如下：struct{inta;charb;shortc;}record;record.a=273;若record變量的首地址為0xC008，則地址0xC008中內(nèi)容及record.c的地址分別為（）。A.0x00、0xC00DB.0x00、0xC00EC.0x11、0xC00DD.0x11、0xC00E16．下列關(guān)于閃存（FlashMemory）的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A．信息可讀可寫，并且讀、寫速度一樣快B．存儲(chǔ)元由MOS管組成，是一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器C．掉電后信息不丟失，是一種非易失性存儲(chǔ)器D．采用隨機(jī)訪問方式，可替代計(jì)算機(jī)外部存儲(chǔ)器2013年練習(xí)1、以下器件中存取速度最快的是（）A、CacheB、主存C、寄存器D、磁盤2、以下（）表示從主存M中讀出數(shù)據(jù)A、M(MAR)→MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)3、以下（）表示向主存M中寫入數(shù)據(jù)A、M(MAR)→MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)4、以下類型的存儲(chǔ)器中速度最快的是（）A、DRAMB、ROMC、EPROMD、SRAM5、下列說法中正確的是（）A、半導(dǎo)體RAM信息可讀可寫，且斷電后仍能保持記憶B、DRAM是易失性RAM，而SRAM中的存儲(chǔ)信息是不易失的C、半導(dǎo)體RAM是易失性RAM，但只要電源不斷電，所存信息是不丟失的D、半導(dǎo)體RAM是非易失性的RAM6、和靜態(tài)RAM相比，動(dòng)態(tài)RAM具有（）優(yōu)點(diǎn)A、容量能隨應(yīng)用任務(wù)需要?jiǎng)討B(tài)變化B、成本低、功耗低C、掉電后內(nèi)容不會(huì)丟失D、內(nèi)容不需要再生7、若數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中采用以低字節(jié)地址為字地址的存放方式，則十六進(jìn)制數(shù)12345678H的存儲(chǔ)字節(jié)順序按地址從小到大依次是（）A、12345678B、78563412C8、采用四體并行低位交叉存儲(chǔ)器，每個(gè)模塊的容量是32K×16位，存取周期為400ns，在以下說法中，（）是正確的。A、在0.1μs內(nèi)，存儲(chǔ)器能向CPU提供26位二進(jìn)制信息B、在0.1μs內(nèi)，存儲(chǔ)器能向CPU提供16位二進(jìn)制信息C、在0.4μs內(nèi)，存儲(chǔ)器能向CPU提供26位二進(jìn)制信息D、都不對(duì)9、某機(jī)器字長為8位，試用以下所給芯片設(shè)計(jì)一個(gè)容量為10KB的存儲(chǔ)器，其中RAM為高8KB，ROM為低2KB，最低地址為0。選用的RAM芯片類型為4K×8位，ROM芯片類型為2K×4位。回答以下問題：（1）RAM和ROM的地址范圍分別是多少？（2）每種芯片各需要多少片？（3）存儲(chǔ)器的地址線、數(shù)據(jù)線各為多少根？（4）畫出存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)圖及與CPU連接的示意圖。10、在ROM存儲(chǔ)器中必須有（）電路A、數(shù)據(jù)寫入B、再生C、地址譯碼D、刷新11、某微機(jī)的尋址范圍為64K，接有8片8K的存儲(chǔ)器芯片，存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)為CS，試回答下列問題：（1）畫出選片譯碼邏輯電路（可選用74LS138譯碼器）；（2）寫出每片RAM的地址范圍；（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM存入數(shù)據(jù)，以A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與之相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因；（4）若出現(xiàn)譯碼器中的地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上的故障，問后果如何？12、一個(gè)16K×32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是（）A、48B、46C第五次2009年14．某計(jì)算機(jī)的Cache共有16塊，采用2路組相聯(lián)映射方式（即每組2塊）。每個(gè)主存塊大小為32B，按字節(jié)編址。主存129號(hào)單元所在主存塊應(yīng)裝入到的Cache組號(hào)是（）。A．0B．1C．421．假設(shè)某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由Cache和主存組成，某程序執(zhí)行過程中訪存1000次，其中訪問Cache缺失（未命中）50次，則Cache的命中率是（）。A．5%B．9.5%C．50%D．95%2010年17．下列命中組合情況中，一次訪存過程中不可能發(fā)生的是（）。A．TLB未命中，Cache未命中，Page未命中B．TLB未命中，Cache命中，Page命中C．TLB命中，Cache未命中，Page命中D．TLB命中，Cache命中，Page未命中44、（12分）某計(jì)算機(jī)的主存地址空間大小為256MB，按字節(jié)編址。指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分離，均有8個(gè)Cache行，每個(gè)Cache行大小為64B，數(shù)據(jù)Cache采用直接映射方式?，F(xiàn)有兩個(gè)功能相同的程序A和B，其偽代碼如下：程序A：inta[256][256];……intsum_array1(){inti,j,sum=0;for(i=0;i<256;i++)for(j=0;j<256;j++)sum+=a[i][j];returnsum;}程序B：inta[256][256];……intsum_array2(){inti,j,sum=0;for(j=0;j<256;j++)for(i=0;i<256;i++)sum+=a[i][j];returnsum;}假定int類型數(shù)據(jù)用32位補(bǔ)碼表示，程序編譯時(shí)i，j，sum均分配在寄存器中，數(shù)組a按行優(yōu)先方式存放，其地址為320（十進(jìn)制數(shù)）。請(qǐng)回答下列問題，要求說明理由或給出計(jì)算過程。（1）若不考慮用于Cache一致性維護(hù)和替換算法的控制位，則數(shù)據(jù)Cache的總?cè)萘繛槎嗌?？?）數(shù)組元素a[0][31]和a[1][1]各自所在的主存塊對(duì)應(yīng)的Cache行號(hào)分別是多少（Cache行號(hào)從0開始）？（3）程序A和B的數(shù)據(jù)訪問命中率各是多少？哪個(gè)程序的執(zhí)行時(shí)間更短？2011年44、（12分）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，頁面大小為4KB；Cache采用直接映像方式，共8行；主存與Cache之間交換的塊大小為32B。系統(tǒng)運(yùn)行到某一時(shí)刻時(shí)，頁表的部分內(nèi)容和Cache的部分內(nèi)容分別如圖所示，圖中頁框號(hào)及標(biāo)記字段的內(nèi)容為十六進(jìn)制形式。請(qǐng)回答下列問題：（1）虛擬地址共有幾位？哪幾位表示虛頁號(hào)？物理地址共有幾位，哪些表示頁框號(hào)（物理頁號(hào)）？（2）使用物理地址訪問Cache時(shí)，物理地址應(yīng)劃分成哪幾個(gè)字段？要求說明每個(gè)字段的位數(shù)及在物理地址中的位置。（3）虛擬地址001C60H所在的頁面是否在主存中？若在主存中，則虛擬地址對(duì)應(yīng)的物理地址是什么？訪問該地址時(shí)是否Cache命中？要求說明理由。（4）假設(shè)為該機(jī)配置一個(gè)4路組相聯(lián)的TLB，該TLB共可存放8個(gè)頁表項(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所在的頁面是否在主存中？要求說明理由。2012年17．假設(shè)某計(jì)算機(jī)按字編址，Cache有4個(gè)行，Cache和主存之間交換的塊大小為1個(gè)字。若Cache的內(nèi)容初始為空，采用2路組相聯(lián)映射方式和LRU替換策略。訪問的主存地址依次為0,4,8,2,0,6,8,6,4,8時(shí)，命中Cache的次數(shù)是（）。A.1B.2C.3D.443．（11分）假定某計(jì)算機(jī)的CPU主頻為80MHz，CPI為4，平均每條指令訪存1.5次，主存與Cache之間交換的塊大小為16B，Cache的命中率為99%，存儲(chǔ)器總線寬帶為32位。請(qǐng)回答下列問題。1）該計(jì)算機(jī)的MIPS數(shù)是多少？平均每秒Cache缺失的次數(shù)是多少？在不考慮DMA傳送的情況下，主存帶寬至少達(dá)到多少才能滿足CPU的訪存要求？2）假定在Cache缺失的情況下訪問主存時(shí)，存在0.0005%的缺頁率，則CPU平均每秒產(chǎn)生多少次缺頁異常？若頁面大小為4KB，每次缺頁都需要訪問磁盤，訪問磁盤時(shí)DMA傳送采用周期挪用方式，磁盤I/O接口的數(shù)據(jù)緩沖寄存器為32位，則磁盤I/O接口平均每秒發(fā)出的DMA請(qǐng)求次數(shù)至少是多少？3）CPU和DMA控制器同時(shí)要求使用存儲(chǔ)器總線時(shí)，哪個(gè)優(yōu)先級(jí)更高？為什么？4）為了提高性能，主存采用4體低位交叉存儲(chǔ)模式，工作時(shí)每1/4個(gè)存儲(chǔ)周期啟動(dòng)一個(gè)體。若每個(gè)體的存儲(chǔ)周期為50ns，則該主存能提供的最大帶寬是多少？2013年16、某計(jì)算機(jī)主存地址空間大小為256MB，按字節(jié)編址。虛擬地址空間大小為4GB，采用頁式存儲(chǔ)管理，頁面大小為4KB，TLB（快表）采用全相聯(lián)映射，有4個(gè)頁表項(xiàng)，內(nèi)容如下表所示。有效位標(biāo)記頁框號(hào)0FF180H0002H13FFF1H0035H002FF3H0351H103FFFH0153H則對(duì)虛擬地址03FFF180H進(jìn)行虛實(shí)地址變換的結(jié)果是（）A、0153180HB、0035180HC、TLB缺失D、缺頁練習(xí)1、下面關(guān)于地址映像的敘述，錯(cuò)誤的是（）A、任意邏輯頁能夠映像到主存中任意頁面位置稱為全相聯(lián)映像B、直接映像方式規(guī)定每個(gè)邏輯頁只能映像到一個(gè)特定物理頁面C、全相聯(lián)映像容易導(dǎo)致存儲(chǔ)頁面“抖動(dòng)”D、組相聯(lián)映像是全相聯(lián)映像和直接映像方法的結(jié)合2、在Cache和主存構(gòu)成的兩級(jí)存儲(chǔ)體系中，Cache的存取時(shí)間是100ns，主存的存取時(shí)間是1000ns，如果希望有效（平均）存取時(shí)間不超過Cache存取時(shí)間的15%，則Cache的命中率至少應(yīng)為（）A、90%B、98%C、95%D、99%3、高速緩沖存儲(chǔ)器Cache一般采用（）A、隨機(jī)存取方式B、順序存取方式C、半順序存取方式D、只讀不寫方式4、以下有關(guān)虛存的敘述中，正確的是（）A、對(duì)應(yīng)用程序員透明，對(duì)系統(tǒng)程序員不透明B、對(duì)應(yīng)用程序員不透明，對(duì)系統(tǒng)程序員透明C、對(duì)應(yīng)用程序員、系統(tǒng)程序員都不透明D、對(duì)應(yīng)用程序員、系統(tǒng)程序員都透明5、下列因素中，與Cache的命中率無關(guān)的是（）A、Cache塊的大小B、Cache的容量C、主存的存取時(shí)間D、以上都無關(guān)6、下列說法中，正確的是（）A、Cache與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間是主存地址空間的一部分B、主存儲(chǔ)器只由易失性的隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器構(gòu)成C、單體多字存儲(chǔ)器主要解決訪存速度的問題D、以上都不正確7、在虛存中頁表分為快表和慢表，以下關(guān)于頁表的敘述中正確的是（）A、快表和慢表都存儲(chǔ)在主存中，但快表比慢表容量小B、快表采用了優(yōu)化搜索算法，因此查找速度快C、快表比慢表的命中率高，因此快表可以得到更多的搜索結(jié)果D、快表采用快速存儲(chǔ)器器件組成，按照查找內(nèi)容訪問，因此比慢表查找速度快8、假設(shè)機(jī)器周期為10ns，Cache訪問時(shí)間為1個(gè)周期，主存訪問時(shí)間是20個(gè)周期，回答以下問題：（1）設(shè)命中率為95%，求平均訪問時(shí)間。（2）如果Cache容量增加一倍而使命中率提高到97%，然而因此使機(jī)器周期延長到12ns，這樣的改動(dòng)方案是否值得采取？9、設(shè)有一個(gè)直接映射的Cache，其容量為8KB，每塊內(nèi)有16B，主存的容量為512KB，求：（1）主存有多少個(gè)塊？有多少個(gè)區(qū)？（2）該Cache可容納多少個(gè)塊？Cache字地址有多少位？塊號(hào)和塊內(nèi)地址各多少位？（3）主存字地址有多少位？區(qū)號(hào)、區(qū)內(nèi)塊號(hào)和塊內(nèi)地址各多少位？（4）主存中的第j塊映像到Cache中哪一個(gè)塊？（5）將主存中的第513塊調(diào)入Cache，則Cache的塊號(hào)為多少？它的區(qū)號(hào)為多少？（6）在上一步的基礎(chǔ)上，送出的主存地址為04011H時(shí)是否命中？第六次2009年16．某機(jī)器字長為16位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址，由兩個(gè)字節(jié)組成，第一字節(jié)為操作碼字段，第二字節(jié)為相對(duì)位移量字段。假定取指令時(shí)，每取一個(gè)字節(jié)PC自動(dòng)加1。若某轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為2000H，相對(duì)位移量字段的內(nèi)容為06H，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)移后的目標(biāo)地址是（）。A．2006HB．2007HC．2008HD．2009H17．下列關(guān)于RISC的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A．RISC普遍采用微程序控制器B．RISC大多數(shù)指令在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成C．RISC的內(nèi)部通用寄存器數(shù)量相對(duì)CISC多D．RISC的指令數(shù)、尋址方式和指令格式種類相對(duì)CISC少2010年43．（11分）某計(jì)算機(jī)字長為16位，主存地址空間大小為128KB，按字編址。采用單字長指令格式，指令各字段定義如圖B-4所示。轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址方式，相對(duì)偏移量用補(bǔ)碼表示，尋址方式定義見表B-1。請(qǐng)回答下列問題：（1）該指令系統(tǒng)最多可有多少條指令？該計(jì)算機(jī)最多有多少個(gè)通用寄存器？存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR）和存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）至少各需要多少位？（2）轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址范圍是多少？（3）若操作碼0010B表示加法操作（助記符為add），寄存器R4和R5的編號(hào)分別為100B和101B，R4的內(nèi)容為1234H，R5的內(nèi)容為5678H，地址1234H中的內(nèi)容為5678H，地址5678H中的內(nèi)容為1234H，則匯編語言為“add(R4),(R5)+”（逗號(hào)前為源操作數(shù)，逗號(hào)后為目的操作數(shù)）對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼是什么（用十六進(jìn)制表示）？該指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容會(huì)改變？改變后的內(nèi)容是什么？2011年16．偏移尋址通過將某個(gè)寄存器內(nèi)容與一個(gè)形式地址相加而生成有效地址。下列尋址方式中，不屬于偏移尋址方式的是（）。A．間接尋址B．基址尋址C．相對(duì)尋址D．變址尋址17．某機(jī)器有一個(gè)標(biāo)志寄存器，其中有進(jìn)位/借位標(biāo)志CF、零標(biāo)志ZF、符號(hào)標(biāo)志SF和溢出標(biāo)志OF，條件轉(zhuǎn)移指令bgt（無符號(hào)整數(shù)比較大于時(shí)轉(zhuǎn)移）的轉(zhuǎn)移條件是（）。A．CF+OF=1B．+ZF=1C．=1D．=12012年2013年17、假設(shè)變址寄存器R的內(nèi)容為1000H，指令中的形式地址為2000H，地址1000H中的內(nèi)容為2000H，地址2000H中的內(nèi)容為3000H，地址3000H中的內(nèi)容為4000H，則變址尋址方式下訪問到的操作數(shù)是（）A、1000HB、2000HC、3000HD、4000H44、練習(xí)1、直接尋址的無條件轉(zhuǎn)移指令功能是將指令中的地址碼送入（）A、PCB、地址寄存器C、累加器D、ALU2、以下有關(guān)指令系統(tǒng)的說法中，錯(cuò)誤的是（）A、指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)B、指令系統(tǒng)是表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)功能的重要因素C、指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)軟件、硬件的界面D、指令系統(tǒng)和機(jī)器語言無關(guān)3、以下有關(guān)指令系統(tǒng)的說法中錯(cuò)誤的是（）A、指令系統(tǒng)是一臺(tái)機(jī)器硬件能執(zhí)行的指令全體B、任何程序運(yùn)行前都要先轉(zhuǎn)化為機(jī)器語言程序C、指令系統(tǒng)只和軟件設(shè)計(jì)有關(guān)，而與機(jī)器硬件設(shè)計(jì)無關(guān)D、指令系統(tǒng)在某種意義上，反映一臺(tái)計(jì)算機(jī)硬件的功能4、某指令系統(tǒng)指令長為8位，每一個(gè)地址碼3位，用擴(kuò)展操作碼技術(shù)。若指令系統(tǒng)具有2條二地址指令，10條零地址指令，則最多有（）條一地址指令A(yù)、20B、14C5、以下說法中正確的是（）A、尋址方式是指令如何給出操作數(shù)或操作數(shù)地址B、所有指令的尋址方式都相同C、所有指令都有操作碼和地址碼D、指令的功能與尋址方式無關(guān)6、以下幾種尋址方式中，（）方式取操作數(shù)最快A、直接尋址B、寄存器尋址C、相對(duì)尋址D、變址尋址7、設(shè)指令中的地址碼為A，變址寄存器為X，基址寄存器為B，程序計(jì)數(shù)器為PC，則變址加間接尋址方式的操作數(shù)有效地址EA為（）A、（X）+（A）B、（X+B）C、（（X）+A）D、（A）+（PC）8、如果指令中的地址碼為A，變址寄存器為X，基址寄存器為B，則間接變址尋址方式的操作數(shù)有效地址EA為（）A、（X+（A））B、（X）+（A）C、（B+X）+AD、（A+X）+B9、采用相對(duì)尋址方式的轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一字節(jié)是操作碼，第二字節(jié)是相對(duì)位移量（用補(bǔ)碼表示）。每次CPU從存儲(chǔ)器取出一個(gè)字節(jié)，并自動(dòng)完成（PC）+1→PC。假設(shè)執(zhí)行到該轉(zhuǎn)移指令時(shí)PC的內(nèi)容為2003H，要求轉(zhuǎn)移到200AH地址，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容應(yīng)為（）A、05HB、08HC、F8HD、F5H10、假設(shè)某條指令的一個(gè)操作數(shù)采用變址尋址方式，變址寄存器的內(nèi)容為8H，指令中給出的形式地址為1200H，地址為1200H的內(nèi)存單元中內(nèi)容為12FCH，地址為12FCH的內(nèi)存單元的內(nèi)容為38B8H，則該操作數(shù)的有效地址為（）A、1200HB、1208HC、12FCHD、38B8H11、假設(shè)某條指令的一個(gè)操作數(shù)采用一次間址尋址方式，指令中給出的形式地址為1200H，地址為1200H的內(nèi)存單元中內(nèi)容為12FCH，地址為12FCH的內(nèi)存單元的內(nèi)容為38B8H，而38B8H單元的內(nèi)容為88F9H，則該操作數(shù)的有效地址為（）A、1200HB、12FCHC、88F9HD、38B8H12、假設(shè)某條指令的一個(gè)操作數(shù)采用兩次間址尋址方式，指令中給出的地址碼為1200H，地址為1200H的內(nèi)存單元中的內(nèi)容為12FCH，地址為12FCH的內(nèi)存單元的內(nèi)容為38B8H，而38B8H單元的內(nèi)容為88F9H，則該操作數(shù)的有效地址為（）A、1200HB、12FCHC、38B8HD、88F9H13、假設(shè)某條指令的一個(gè)操作數(shù)采用寄存器間接尋址方式，假定指令中給出的寄存器編號(hào)為8，8號(hào)寄存器的內(nèi)容為1200H，地址為1200H的內(nèi)存單元中的內(nèi)容為12FCH，地址為12FCH的內(nèi)存單元的內(nèi)容為38B8H，而38B8H單元的內(nèi)容為88F9H，則該操作數(shù)的有效地址為（）A、1200HB、12FCHC、38B8HD、88F9H第七、八次2009年18．某計(jì)算機(jī)的指令流水線由四個(gè)功能段組成，指令流經(jīng)各功能段的時(shí)間（忽略各功能段之間的緩存時(shí)間）分別為90ns、80ns、70ns、和60ns，則該計(jì)算機(jī)的CPU時(shí)鐘周期至少是（）。A．90nsB．80nsC．70nsD．60ns19．相對(duì)于微程序控制器，硬布線控制器的特點(diǎn)是（）。A．指令執(zhí)行速度慢，指令功能的修改和擴(kuò)展容易B．指令執(zhí)行速度慢，指令功能的修改和擴(kuò)展難C．指令執(zhí)行速度快，指令功能的修改和擴(kuò)展容易D．指令執(zhí)行速度快，指令功能的修改和擴(kuò)展難44、（13分）2010年18．下列寄存器中，匯編語言程序員可見的是（）。A．存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR）B．程序計(jì)數(shù)器（PC）C．存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）D．指令寄存器（IR）19．下列選項(xiàng)中，不會(huì)引起指令流水線阻塞的是（）。A．?dāng)?shù)據(jù)旁路（轉(zhuǎn)發(fā)）B．?dāng)?shù)據(jù)相關(guān)C．條件轉(zhuǎn)移D．資源沖突2011年18．下列給出的指令系統(tǒng)特點(diǎn)中，有利于實(shí)現(xiàn)指令流水線的是（）。Ⅰ．指令格式規(guī)整且長度一致Ⅱ．指令和數(shù)據(jù)按邊界對(duì)齊存放Ⅲ．只有Load/Store指令才能對(duì)操作數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)訪問A．僅Ⅰ、ⅡB．僅Ⅱ、ⅢC．僅Ⅰ、ⅢD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ19．假定不采用Cache和指令預(yù)取技術(shù)，且機(jī)器處于“開中斷”狀態(tài)，則在下列有關(guān)指令執(zhí)行的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A．每個(gè)指令周期中CPU都至少訪問內(nèi)存一次B．每個(gè)指令周期一定大于或等于一個(gè)CPU時(shí)鐘周期C．空操作指令的指令周期中任何寄存器的內(nèi)容都不會(huì)被改變D．當(dāng)前程序在每條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)都可能被外部中斷打斷2012年18．某計(jì)算機(jī)的控制器采用微程序控制方式，微指令中的操作控制字段采用字段直接編碼法，共有33個(gè)微命令，構(gòu)成5個(gè)互斥類，分別包含7、3、12、5和6個(gè)微命令，則操作控制字段至少有（）。A.5位B.6位C.15位D.33位44、（12分）2013年18、某CPU主頻為1.03GHz，采用4級(jí)指令流水線，每個(gè)流水線的執(zhí)行需要1個(gè)時(shí)鐘周期。假定CPU執(zhí)行了100條指令，在其執(zhí)行過程中，沒有發(fā)生任何流水線阻塞，此時(shí)流水線的吞吐率為（）A、0.25×109條指令/秒B、0.97×109條指令/秒C、1.0×109條指令/秒D、1.03×109條指令/秒練習(xí)1、CPU中的譯碼器主要用于（）A、地址譯碼B、指令譯碼D、選擇多路數(shù)據(jù)到ALUD、數(shù)據(jù)譯碼2、下列敘述中（）是錯(cuò)誤的A、采用微程序控制器的處理器稱為微處理器B、在微指令編碼中，編碼效率最低的是直接編碼方式C、在各種微地址形成方式中，增量計(jì)數(shù)器法需要的順序控制字段較短D、CMAR是控制器中存儲(chǔ)地址寄存器第九、十次2009年20．假設(shè)某系統(tǒng)總線在一個(gè)總線周期中并行傳輸4B信息，一個(gè)總線周期占用2個(gè)時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為10MHz，則總線帶寬是（）。A．10MB/sB．20MB/sC．40MB/sD．80MB/s22．下列選項(xiàng)中，能引起外部中斷的事件是（）。A．鍵盤輸入B．除數(shù)為0C．浮點(diǎn)運(yùn)算下溢D．訪存缺頁43．（8分）某計(jì)算機(jī)的CPU主頻為500MHz，CPI為5（即執(zhí)行每條指令平均需5個(gè)時(shí)鐘周期）。假定某外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率為0.5MB/s，采用中斷方式與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，以32位為傳輸單位，對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序包含18條指令，中斷服務(wù)的其他開銷相當(dāng)于2條指令的執(zhí)行時(shí)間。請(qǐng)回答下列問題，要求給出計(jì)算過程。（1）在中斷方式下，CPU用于該外設(shè)I/O的時(shí)間占整個(gè)C