2004年計(jì)算機(jī)組成原理AWORD

1、南昌大學(xué) 20062007學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷試卷編號(hào)： ( a )卷課程編號(hào)： h61030007 課程名稱(chēng)： 計(jì)算機(jī)組成原理 考試形式： 閉卷 適用班級(jí)： 計(jì)算機(jī)2004級(jí) 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 學(xué)院： 信息工程 專(zhuān)業(yè)： 考試日期： 題號(hào)一二三四五六七八九十總分累分人 簽名題分20203030 100得分考生注意事項(xiàng)：1、本試卷共 5頁(yè)，請(qǐng)查看試卷中是否有缺頁(yè)或破損。如有立即舉手報(bào)告以便更換。 2、考試結(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場(chǎng)。一、 單項(xiàng)選擇題(每題 2 分，共 20 分) 得分評(píng)閱人 1 用n+1位長(zhǎng)度（其中1位符號(hào)位）表示定點(diǎn)整數(shù)時(shí)，所能表示的數(shù)值范圍是：（

2、 ）a. b. c. d.2 若x補(bǔ)=11110011，則-x補(bǔ)=( )a.11110011 b.01110011 c.00001100 d.000011013 主存儲(chǔ)器和cpu之間增加高速緩沖存儲(chǔ)器的目的是( )a.解決cpu和主存之間的速度匹配問(wèn)題 b.擴(kuò)大主存儲(chǔ)器的容量c.擴(kuò)大cpu中寄存器的數(shù)量 d.既擴(kuò)大主存容量又?jǐn)U大cpu寄存器數(shù)量4 單地址指令中為了完成兩個(gè)數(shù)的運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(gè)數(shù)常采用( )a.堆棧尋址方式 b.立即尋址方式c.隱含尋址方式 d.間接尋址方式5 下列因素中，與cache的命中率無(wú)關(guān)的是( )a.主存的存取時(shí)間 b.塊的大小c.cache的組

3、織方式 d.cache的容量6 在總線仲裁中，對(duì)電路故障最敏感的是( )a.菊花鏈方式 b.獨(dú)立請(qǐng)求方式c.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式 d.分布式仲裁7 微程序控制要比硬布線控制速度慢，主要是因?yàn)樵黾恿藦? )讀取指令的時(shí)間a.主存儲(chǔ)器 b.控制存儲(chǔ)器c.高速緩存 d.指令寄存器8 在調(diào)頻制記錄方式中，是利用（ ）來(lái)寫(xiě)0或1。a.電平高低的變化 b.電流幅值的變化c.電流相位的變化 d.電流頻率的變化9 dma方式的數(shù)據(jù)交換不是由cpu 執(zhí)行一段程序來(lái)完成，而是（  ）之間建立一條直接數(shù)據(jù)通路，即由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。a.cpu與主存之間 b.外設(shè)與外設(shè)之間c.外設(shè)與cpu 之

4、間 d.外設(shè)與主存之間10 中斷向量地址是（ ）a.子程序入口地址 b.中斷服務(wù)子程序入口地址c.中斷服務(wù)子程序入口地址指示器 d.剩余程序入口地址二、 填空題(每空 1 分，共 20 分)得分評(píng)閱人 1 i/o系統(tǒng)與cpu交換數(shù)據(jù)的方式有： 、 、 、通道方式和外圍處理機(jī)方式。2 流水線技術(shù)中的主要問(wèn)題是 、 和 。3 形成指令地址的方式稱(chēng)為尋址方式，有 和 兩種。4 一般說(shuō)來(lái)，外圍設(shè)備由 、 和 三個(gè)基本部分組成。5 軟件系統(tǒng)包括 和 。6 按小數(shù)點(diǎn)位置不同，定點(diǎn)數(shù)有 和 兩種形式。7 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器中，虛擬地址分為 和 兩部分。8 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，傳輸信息采用三種方式： 、 和 。三、 簡(jiǎn)

5、答題(每題 10 分，共 30 分)得分評(píng)閱人 1、 簡(jiǎn)述微程序控制器的主要組成部件。2、 請(qǐng)用雙符號(hào)位補(bǔ)碼做下列運(yùn)算，并判斷結(jié)果是否溢出：(1)x=0.11001,y=-0.10001,計(jì)算x+y(2) x=0.11001,y=-0.10101, 計(jì)算x-y(3) x=0.11011,y=0.10011, 計(jì)算x-y3、 假設(shè)一條指令按取指、分析和執(zhí)行三步解釋?zhuān)坎较鄳?yīng)的時(shí)間分別為2ns、2ns、1ns?，F(xiàn)要執(zhí)行100條指令，分別計(jì)算：（1） 順序方式下的執(zhí)行時(shí)間（2） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時(shí)的執(zhí)行時(shí)間（3） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時(shí)的吞吐率四、 應(yīng)用題(每題 15 分，共 30 分)

6、得分評(píng)閱人1、 某64位浮點(diǎn)數(shù)表示格式如下：階碼8位，移碼表示，尾數(shù)55位，規(guī)格化純小數(shù)，尾數(shù)符號(hào)位1位，排列順序?yàn)椋悍?hào)位 階碼 尾數(shù)。求（1） 該格式能表示的最大正數(shù)和最小正數(shù)（2） 該格式能表示的最大負(fù)數(shù)和最小負(fù)數(shù)（3） 把十進(jìn)制數(shù)（-121/256）表示成該格式（4） 把十進(jìn)制數(shù)1241表示成該格式2、 假設(shè)在一個(gè)采用組相聯(lián)映射方式的cache系統(tǒng)中，主存有256字節(jié)，cache有128字節(jié)，字塊大小為32字節(jié)，每組2塊。（1） 畫(huà)出反映主存與cache關(guān)系的框圖（2） 若cpu依次訪問(wèn)主存單元0、1、129、66、32、68、195、196、96、30、221，且采用lru替換算法，

7、求命中率。（3） 假設(shè)主存存取時(shí)間為500ns，cache存取時(shí)間為50ns，求訪問(wèn)效率e和平均存取時(shí)間ta南昌大學(xué) 20062007學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷試卷編號(hào)： ( a )卷課程編號(hào)： h61030007 課程名稱(chēng)： 計(jì)算機(jī)組成原理 考試形式： 閉卷 適用班級(jí)： 計(jì)算機(jī)2004級(jí) 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 學(xué)院： 信息工程 專(zhuān)業(yè)： 考試日期： 題號(hào)一二三四五六七八九十總分累分人 簽名題分20203030 100得分考生注意事項(xiàng)：1、本試卷共 5頁(yè)，請(qǐng)查看試卷中是否有缺頁(yè)或破損。如有立即舉手報(bào)告以便更換。 2、考試結(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場(chǎng)。五、 單項(xiàng)選擇題(每題 2

8、分，共 20 分) 得分評(píng)閱人 11 用n+1位長(zhǎng)度（其中1位符號(hào)位）表示定點(diǎn)整數(shù)時(shí)，所能表示的數(shù)值范圍是：（b）a. b. c. d.12 若x補(bǔ)=11110011，則-x補(bǔ)=(d)a.11110011 b.01110011 c.00001100 d.0000110113 主存儲(chǔ)器和cpu之間增加高速緩沖存儲(chǔ)器的目的是(a)a.解決cpu和主存之間的速度匹配問(wèn)題 b.擴(kuò)大主存儲(chǔ)器的容量c.擴(kuò)大cpu中寄存器的數(shù)量 d.既擴(kuò)大主存容量又?jǐn)U大cpu寄存器數(shù)量14 單地址指令中為了完成兩個(gè)數(shù)的運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另一個(gè)數(shù)常采用©a.堆棧尋址方式 b.立即尋址方式c.隱含尋址

9、方式 d.間接尋址方式15 下列因素中，與cache的命中率無(wú)關(guān)的是(a)a.主存的存取時(shí)間 b.塊的大小c.cache的組織方式 d.cache的容量16 在總線仲裁中，對(duì)電路故障最敏感的是(a)a.菊花鏈方式 b.獨(dú)立請(qǐng)求方式c.計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式 d.分布式仲裁17 微程序控制要比硬布線控制速度慢，主要是因?yàn)樵黾恿藦?b)讀取指令的時(shí)間a.主存儲(chǔ)器 b.控制存儲(chǔ)器c.高速緩存 d.指令寄存器18 在調(diào)頻制記錄方式中，是利用（ d）來(lái)寫(xiě)0或1。a.電平高低的變化 b.電流幅值的變化c.電流相位的變化 d.電流頻率的變化19 dma方式的數(shù)據(jù)交換不是由cpu 執(zhí)行一段程序來(lái)完成，而

10、是（ d）之間建立一條直接數(shù)據(jù)通路，即由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。a.cpu與主存之間 b.外設(shè)與外設(shè)之間c.外設(shè)與cpu 之間 d.外設(shè)與主存之間20 中斷向量地址是（c）a.子程序入口地址 b.中斷服務(wù)子程序入口地址c.中斷服務(wù)子程序入口地址指示器 d.剩余程序入口地址六、 填空題(每空 1 分，共 20 分)得分評(píng)閱人 9 i/o系統(tǒng)與cpu交換數(shù)據(jù)的方式有：程序查詢方式、程序中斷方式、dma方式、通道方式和外圍處理機(jī)方式。10 流水線技術(shù)中的主要問(wèn)題是資源相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)。11 形成指令地址的方式稱(chēng)為尋址方式，有順序?qū)ぶ贩绞胶吞S尋址方式兩種。12 一般說(shuō)來(lái)，外圍設(shè)備由

11、存儲(chǔ)介質(zhì)、驅(qū)動(dòng)裝置和控制電路三個(gè)基本部分組成。13 軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。14 按小數(shù)點(diǎn)位置不同，定點(diǎn)數(shù)有純小數(shù)和純整數(shù)兩種形式。15 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器中，虛擬地址分為邏輯頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址兩部分。16 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，傳輸信息采用三種方式：串行傳送、并行傳送和分時(shí)傳送。七、 簡(jiǎn)答題(每題 10 分，共 30 分)得分評(píng)閱人 1、 簡(jiǎn)述微程序控制器的主要組成部件。答：（1）控制存儲(chǔ)器：用來(lái)存放實(shí)現(xiàn)全部指令系統(tǒng)的微程序，由只讀存儲(chǔ)器構(gòu)成。（2）微指令寄存器：用來(lái)存放由控制存儲(chǔ)器讀出的一條微指令信息。它又可分為微地址寄存器和微命令寄存器，其中微地址寄存器決定將要訪問(wèn)的下一條微指令的地址，微命令寄

12、存器保存一條微指令的操作控制字段和判別測(cè)試字段的信息。（3）地址轉(zhuǎn)移邏輯：當(dāng)微程序的執(zhí)行出現(xiàn)轉(zhuǎn)移時(shí)，由地址轉(zhuǎn)移邏輯負(fù)責(zé)修改微地址寄存器的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)微程序的正確執(zhí)行。2、 請(qǐng)用雙符號(hào)位補(bǔ)碼做下列運(yùn)算，并判斷結(jié)果是否溢出：(1)x=0.11001,y=-0.10001,計(jì)算x+y(2) x=0.11001,y=-0.10101, 計(jì)算x-y(3) x=0.11011,y=0.10011, 計(jì)算x-y答：（1）（x）補(bǔ)=00.11001,(y) 補(bǔ)=11.01111,則（x+y）補(bǔ)=00.01000,即x+y=0.10000,無(wú)溢出 （2）（x）補(bǔ)=00.11001,(y) 補(bǔ)=11.01011,

13、 (-y) 補(bǔ)=00.10101則（x+y）補(bǔ)=01.01110,有溢出 (3) （x）補(bǔ)=00.11011,(y) 補(bǔ)=00。10011, (-y) 補(bǔ)=11.01101則（x+y）補(bǔ)=01.01110,有溢出3、 假設(shè)一條指令按取指、分析和執(zhí)行三步解釋?zhuān)坎较鄳?yīng)的時(shí)間分別為2ns、2ns、1ns?，F(xiàn)要執(zhí)行100條指令，分別計(jì)算：（1） 順序方式下的執(zhí)行時(shí)間（2） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時(shí)的執(zhí)行時(shí)間（3） 取指、分析和執(zhí)行重疊執(zhí)行時(shí)的吞吐率答：（1）(2+2+1)*100=500ns（2）第1條指令在第5ns結(jié)束，以后每隔2ns結(jié)束1條指令，則總時(shí)間為5+（100-1）*2=203ns（3

14、）吞吐率=總執(zhí)行時(shí)間/總指令數(shù)=203/100=2.03八、 應(yīng)用題(每題 15 分，共 30 分)得分評(píng)閱人1、 某64位浮點(diǎn)數(shù)表示格式如下：階碼8位，移碼表示，尾數(shù)55位，規(guī)格化純小數(shù)，尾數(shù)符號(hào)位1位，排列順序?yàn)椋悍?hào)位 階碼 尾數(shù)。求（1） 該格式能表示的最大正數(shù)和最小正數(shù)（2） 該格式能表示的最大負(fù)數(shù)和最小負(fù)數(shù)（3） 把十進(jìn)制數(shù)（-121/256）表示成該格式（4） 把十進(jìn)制數(shù)1241表示成該格式答：尾數(shù)最大值為（1-2-55），最小值為0.5階碼最大值為127，最小值為-128（1）最大正數(shù)為（1-2-55）*2127，最小正數(shù)為0.5*2-128（2）最大正數(shù)為0.5*2-128，

15、最小負(fù)數(shù)為-（1-2-55）*2127（3）241/256化成二進(jìn)制為0.01111001=0.1111001*2-1,則尾數(shù)為：-0.1111001,并在后面補(bǔ)足48個(gè)0（因?yàn)槲矓?shù)長(zhǎng)度為55位）階碼為：-1，表示成移碼為01111111符號(hào)位為：1，表示負(fù)數(shù)所以，表示成該格式為：1 0111111 1111001000000000000000000000000000000000000000000000000（4）1241化成二進(jìn)制為10011011001=0. 10011011001*211,則尾數(shù)為：0. 10011011001,并在后面補(bǔ)足44個(gè)0（因?yàn)槲矓?shù)長(zhǎng)度為55位）階碼為：11，表

16、示成移碼為10001011符號(hào)位為：0，表示正數(shù)所以，表示成該格式為：0 10001011 10011011001000000000000000000000000000000000000000000002、 假設(shè)在一個(gè)采用組相聯(lián)映射方式的cache系統(tǒng)中，主存有256字節(jié)，cache有128字節(jié)，字塊大小為32字節(jié)，每組2塊。（1） 畫(huà)出反映主存與cache關(guān)系的框圖（2） 若cpu依次訪問(wèn)主存單元0、1、129、66、32、68、195、196、96、30、221，且采用lru替換算法，求命中率。（3） 假設(shè)主存存取時(shí)間為500ns，cache存取時(shí)間為50ns，求訪問(wèn)效率e和平均存取時(shí)間ta答：（1）由題可知，主存分為8塊，cache分為4塊，則按照組相聯(lián)映射規(guī)則，主存與cache的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：c0c2c1c3b0b1b2b3b4b5b6b7組0組1組0組1組2組3（2）由題可知，依次訪問(wèn)主