鄭州大學(xué)組成原理試卷A

計(jì)算機(jī)組成原理課程試題（A卷）題號(hào)—二三四五六七總分分?jǐn)?shù)合分人： 復(fù)查人： 一、填空題：（每空1分，共一、填空題：（每空1分，共20分）第3代計(jì)算機(jī)的邏輯器件，采用的是是 32 位的微計(jì)算機(jī)。分?jǐn)?shù)評(píng)卷人。以8086微處理器為CPU的微機(jī)對(duì)于碼值FFH（單符號(hào)位，此處H代表16進(jìn)制），若該編碼表示真值127,則為 TOC\o"1-5"\h\z碼；若該編碼表示真值-1（負(fù)數(shù)：-1），則為 碼。字符“A”的ASCII碼為41H（16進(jìn)制表示），若采用奇校驗(yàn)，則字符“F”的校驗(yàn)位是 。若[X1]=1110B,[X2]=1110B,[X3]=1110B,[X4]=1110B,（均是單符號(hào)位，此處B原反補(bǔ)移代表二進(jìn)制）則在X1,X2,X3,X4中最小的是 。在Cache容量相等的情況下，直接映像方式比組映像方式的命中率 ..硬布線控制器中,時(shí)序信號(hào)采用 三級(jí)體制；在微程序控制器中,一般采用 二級(jí)體制。RISC的三個(gè)基本要素是：一個(gè)有限的簡(jiǎn)單的指令集；CPU配備大量的通用寄存器；在下列常用術(shù)語(yǔ)后面,寫(xiě)出相應(yīng)的中文名稱(chēng)：TOC\o"1-5"\h\zCISC 、BCD 、DMA 、ROM 。CPU的基本功能包括四個(gè)方面：指令控制、 某總線在一個(gè)總線周期中并行傳送32位數(shù)據(jù),假設(shè)一個(gè)總線周期等于一個(gè)總線時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為33MHz,則總線帶寬是 。在磁記錄方式PM、NRZ1、FM、MFM中,沒(méi)有自同步能力的記錄方式有

分?jǐn)?shù)評(píng)卷人12.假設(shè)顯示器采用1024X768分辨率顯示一幅具有256級(jí)灰度的圖像，則保存該圖像的存儲(chǔ)器容量最少是 字節(jié)。二、單選題：（每題2分，共20分）（說(shuō)明：將認(rèn)為正確答案的字母填寫(xiě)在每小題后面的 上）在浮點(diǎn)數(shù)編碼表示中， 在機(jī)器數(shù)中不出現(xiàn)，是隱含的A.階碼B.尾數(shù)C.符號(hào)D.基數(shù)2．定點(diǎn)數(shù)做補(bǔ)碼加減運(yùn)算時(shí)，其符號(hào)位是 。與數(shù)位分開(kāi)進(jìn)行運(yùn)算C.與數(shù)位分開(kāi)進(jìn)行運(yùn)算C.符號(hào)位單獨(dú)做加減運(yùn)算與數(shù)位一起參加運(yùn)算D.兩數(shù)符號(hào)位做異或運(yùn)算3．在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，表征系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的部件是 程序狀態(tài)寄存器 B.指令寄存器C.程序計(jì)數(shù)器 D.中斷寄存器在定點(diǎn)運(yùn)算器中，無(wú)論采用雙符號(hào)位還是單符號(hào)位，必須有 ，它一般用 來(lái)實(shí)現(xiàn)。A.譯碼電路，與非門(mén) B.編碼電路，或非門(mén)溢出判斷電路，異或門(mén) D.移位電路，與或非門(mén)5．補(bǔ)碼10100算術(shù)右移一位后，其結(jié)果為 。A.01001B.11010C.01010D.10010某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16位，其存儲(chǔ)容量為2MB,若按半字編址，它的尋址范圍是 A.0—8M B.0—4MC.0—2M D.0—1MTOC\o"1-5"\h\z采用虛擬存儲(chǔ)器的主要目的是 。A.提高主存儲(chǔ)器的存取速度 B.擴(kuò)大存儲(chǔ)器空間，并能進(jìn)行自動(dòng)管理C.提高外存儲(chǔ)器的存取速度 D.擴(kuò)大外存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間動(dòng)態(tài)RAM的特點(diǎn)是 。A.不斷電的情況下，信息不會(huì)自動(dòng)消失 B.信息在斷電后仍能保持C.信息必須在不斷再生的幫助下才能保持D.信息不能隨便修改微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是 。每一條機(jī)器指令由一組微指令編成的微程序來(lái)解釋執(zhí)行每一條機(jī)器指令由一條微指令來(lái)執(zhí)行

一段機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來(lái)執(zhí)行一條微指令由若干條機(jī)器指令組成10．如果有多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生，系統(tǒng)將根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求。若要調(diào)整中斷的響應(yīng)順序，可以利用 。A.中斷嵌套B.中斷向量C.中斷響應(yīng)D.中斷屏蔽11某單片機(jī)字長(zhǎng)32位，其存儲(chǔ)容量為4MB。若按字編址，它的尋址范圍是A）。分?jǐn)?shù)評(píng)卷人A1MB4MBC4MD1MB三、判斷題：（每題1分，共10分））（說(shuō)明：認(rèn)為陳述正確的在括號(hào)內(nèi)打“丁”否則在括號(hào)內(nèi)打“X”）（ ）在邏輯代數(shù)中，0和1表示兩個(gè)對(duì)立的邏輯狀態(tài)，不是數(shù)值0和1。（ ）馮氏計(jì)算機(jī)是通過(guò)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置來(lái)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)的。（ ）CPU訪問(wèn)內(nèi)存的時(shí)間和內(nèi)存的容量相關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)存容量越大，訪問(wèn)時(shí)間越長(zhǎng)。（ ）一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求可以中斷另一個(gè)中斷處理程序的執(zhí)行。（ ）觸發(fā)器是有記憶功能的邏輯部件。輸出狀態(tài)不只與現(xiàn)時(shí)的輸入有關(guān)，還與原來(lái)的輸出狀態(tài)有關(guān)。（ ）一個(gè)用雙符號(hào)位表示的變形補(bǔ)碼01.1001是正數(shù)。（ ）控制存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)取決于微程序設(shè)計(jì)，與主存字長(zhǎng)無(wú)關(guān)。（ ）因?yàn)閯?dòng)態(tài)存儲(chǔ)器是破壞性讀出，因此，必須不斷刷新。（ ）頁(yè)式虛存中，頁(yè)面失效中斷發(fā)生的頻率主要取決于主存容量。分?jǐn)?shù)評(píng)卷人（ ）流水線中相關(guān)問(wèn)題，主要包括資源相關(guān)、指令相關(guān)和控制相關(guān)。四、簡(jiǎn)答題：（每題5分，共20分）馮氏計(jì)算機(jī)的基本思想是什么？控制器同步控制方式和異步控制方式的含義是什么，各有什么特點(diǎn)？

針對(duì)定點(diǎn)小數(shù)加法運(yùn)算，分析產(chǎn)生溢出的原因，并給出兩種判斷溢出的方法。分?jǐn)?shù)評(píng)卷人根據(jù)通道的工作方式，通道有哪些類(lèi)型？通道控制方式和DMA方式有何主要區(qū)別?五、應(yīng)用題：（每題10分，共30分）1．（10分）有一主存/Cache層次的存儲(chǔ)器，其主存容量1MB，Cache容量64KB，每個(gè)數(shù)據(jù)塊（塊或行）的大小為16B，若采用兩路組相聯(lián)映射方式，請(qǐng)問(wèn)：內(nèi)存地址是多少位？?jī)?nèi)存空間可以劃分為多少塊？Cache可以劃分為多少行？?jī)?nèi)存地址的標(biāo)志字段tag、組號(hào)字段和字字段各是多少位？主存地址為10161H,問(wèn)它在主存的哪一塊？按照這種組相聯(lián)映射方式，主存地址10161H被映射到Cache的哪一組?2. （10分）設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)2. （10分）設(shè)有兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)x=2ExXS，xSy=（-0.1011）2。若尾數(shù)4位，數(shù)符1位,y=2EyXSy,Ex=(-10)2，Sx=(+0.1001)2,Ey=(+01)2,階碼2位，階符1位，共8位。尾數(shù)和階碼均采用補(bǔ)碼表示。采用0舍1入法進(jìn)行舍入處理，求x+y=?并寫(xiě)出運(yùn)算步驟及結(jié)果。3．（10分）請(qǐng)描述中斷的工作過(guò)程，并且說(shuō)明中斷和子程序調(diào)用的異同。一、 填空（每空1分，20個(gè)空，共20分）1．中小規(guī)模集成電路、162.移碼、補(bǔ)碼3．14.X15．低6.主狀態(tài)周期-節(jié)拍電位-節(jié)拍脈沖，節(jié)拍電位-節(jié)拍脈沖7．強(qiáng)調(diào)對(duì)指令流水線的優(yōu)化8．復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)、二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)、直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)、只讀存儲(chǔ)器9．?dāng)?shù)據(jù)加工，操作控制（或時(shí)間控制），時(shí)間控制（或操作控制）10.132MB/s11.NRZ112.768KB二、單項(xiàng)選擇題（10個(gè)小題，每題2分，共20分）1D2B3A4C5B6C7B8C9A10D三、判斷題（每空1分，共10分）1．正確2.錯(cuò)誤3.錯(cuò)誤4.錯(cuò)誤5.正確6.錯(cuò)誤7.正確8.錯(cuò)誤9.正確10.錯(cuò)誤四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1．答：（1）采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成；（2）將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)從存儲(chǔ)器取出指令加以執(zhí)行，自動(dòng)完成計(jì)算任務(wù)。這就是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制（”簡(jiǎn)稱(chēng)存儲(chǔ)程序控制）的概念；（3）指令的執(zhí)行是順序的，即一般按照指令在存儲(chǔ)器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實(shí)現(xiàn)。（4） 計(jì)算機(jī)由存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成，并規(guī)定了5部分的基本功能（如果答出第（2）個(gè)要點(diǎn)，即“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”，則給3分，其他情況對(duì)一條加1分，最多滿(mǎn)分5分）答：（1）同步控制方式?含義：又稱(chēng)為固定時(shí)序控制方式或無(wú)應(yīng)答控制方式。任何指令的執(zhí)行或指令中每個(gè)微操作的執(zhí)行都受事先安排好的時(shí)序信號(hào)的控制。?特點(diǎn)：每個(gè)周期狀態(tài)中產(chǎn)生統(tǒng)一數(shù)目的節(jié)拍電位及時(shí)標(biāo)工作脈沖。以最復(fù)雜指令的實(shí)現(xiàn)為基準(zhǔn)。?優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作控制容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：效率低。（2）異步控制方式?含義：可變時(shí)序控制方式或應(yīng)答控制方式。執(zhí)行一條指令需要多少節(jié)拍，不作統(tǒng)一的規(guī)定，而是根據(jù)每條指令的具體情況而定，需要多少，控制器就產(chǎn)生多少時(shí)標(biāo)信號(hào)。?特點(diǎn)：每一條指令執(zhí)行完畢后都必須向控制時(shí)序部件發(fā)回一個(gè)回答信號(hào)，控制器收到回答信號(hào)后，才開(kāi)始下一條指令的執(zhí)行。?優(yōu)點(diǎn)：指令的運(yùn)行效率高；缺點(diǎn)：控制線路比較復(fù)雜。全對(duì)5分，含義、特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)錯(cuò)一條或少答一條扣0.5分）答：（1）產(chǎn)生“溢出”的原因： （1分）當(dāng)最高有效數(shù)值位的運(yùn)算進(jìn)位與符號(hào)位的運(yùn)算進(jìn)位不一致時(shí)，將產(chǎn)生運(yùn)算“溢出”當(dāng)最高有效位產(chǎn)生進(jìn)位而符號(hào)位無(wú)進(jìn)位時(shí)，產(chǎn)生上溢；

當(dāng)最高有效位無(wú)進(jìn)位而符號(hào)位有進(jìn)位時(shí)，產(chǎn)生下溢。（2）“溢出”檢測(cè)方法：為了判斷“溢出”是否發(fā)生,可采用兩種檢測(cè)的方法。第一種方法：采用雙符號(hào)位法,稱(chēng)為“變形補(bǔ)碼”或“模4補(bǔ)碼”，可使模2補(bǔ)碼所能表示的數(shù)的范圍擴(kuò)大一倍（2分）第二種溢出檢測(cè)方法：采用“單符號(hào)位法”（2分）當(dāng)最高有效位產(chǎn)生進(jìn)位而符號(hào)位無(wú)進(jìn)位時(shí)，產(chǎn)生上溢；4．答：分為三類(lèi)：（1）選擇通道（1分）（2）數(shù)組（或成組）多路通道（1分）（3）字節(jié)多路通道（1分）主要的不同之處在于：（1） DMA與通道的工作原理不同。DMA通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的硬件控制邏輯來(lái)控制數(shù)據(jù)交換的過(guò)程；而通道則是一個(gè)具有特殊功能的處理器，它具有自己的指令和程序，通過(guò)執(zhí)行通道程序來(lái)控制數(shù)據(jù)交換的過(guò)程。 （1分）（2） DMA與通道所控制的外設(shè)類(lèi)型不同。DMA只能控制速度較快，類(lèi)型單一的外設(shè)；而通道則可以支持多種類(lèi)型的外設(shè)。 （1分）五、應(yīng)用題（3個(gè)小題，每題10分，共30分）1．1．解10分）解：因?yàn)?M=22O所以?xún)?nèi)存地址20位 （2分）內(nèi)存可以劃分1M/16=64K塊 （2分）Cache可以劃分為64K/16=4K行 （1分）內(nèi)存地址格式： （2分）標(biāo)記tag（5位）組號(hào)（11位）字（4位）主存地址為10161H在主存的第1016H塊或第（4118）10塊（1分）主存地址10161H被映射到Cache的第16H組或第22組（2分）2．（10分）解：（1）對(duì)階 （3分）［Ex］補(bǔ)=110［Ey］補(bǔ)=001［-Ey］補(bǔ)=111［Ex-Ey］補(bǔ)二［Ex］補(bǔ)+［-Ey］補(bǔ)=101所以Ex〈Ey則Sx右移3位，Sx右移3位后SX=0.0001001,經(jīng)過(guò)舍入后SX=0.0001，經(jīng)過(guò)對(duì)階、舍入后,XXX=2（+°1）2X（0.0001）“2（2）尾數(shù)求和 （3分）［Sx］補(bǔ)=0.0001［Sy］補(bǔ)=1.0101貝J［SX+SY］補(bǔ)XY0．0001+1．01011．0110TOC\o"1-5"\h\z（3）結(jié)果為規(guī)格化 （3分）所以［x+y］補(bǔ)=1.OllOX200iX+Y=-0.1010X2（+°i）2（4）結(jié)果沒(méi)有溢出 （1分）3.（10分）解：中斷過(guò)程描述：（1）中斷請(qǐng)求 （1分）（2）中斷判優(yōu) （1分）（3）中斷響應(yīng) （1分）（4）中斷識(shí)別 （1分）（5）中斷服務(wù) （1分）（6）中斷