(完整版)本科生-計算機組成原理題庫-期末試卷(13)及答案

1、本科生期末試卷十三一、選擇題（每小題1 分，共 10 分）1 計算機硬件能直接執(zhí)行的只有_。a.符號語言 b 機器語言 c 匯編語言 d 機器語言和匯編語言2 假定下列字符碼中有奇偶校驗位，但沒有數(shù)據(jù)錯誤， 采用偶校驗的字符碼是_。a.11001011 b.11010110 c.11000001 d.1100100 3 運算器的主要功能是進行_。a.邏輯運算b.算術(shù)運算c.邏輯運算與算術(shù)運算d.初等函數(shù)的運算4 某計算機字長16 位，它的存貯容量是64k，若按字編址，那么它的尋址范圍是_。a.64k b.32k c.64kb d.32kb 5 主存貯器和cpu 之間增加cache的目的是 _。

2、a.解決 cpu 和主存之間的速度匹配問題b.擴大主存貯器的容量c.擴大 cpu 中通用寄存器的數(shù)量d.擴大外存的容量6 用于對某個寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為_尋址。a.直接b.間接c.寄存器直接d.寄存器間接7 異步控制常用于_作為其主要控制方式。a.在單總線結(jié)構(gòu)計算機中訪問主存與外圍設(shè)備時b.微型機的cpu 中c 硬布線控制器中d.微程序控制器中8 系統(tǒng)總線中地址線的功能是_。a.選擇主存單元地址b.選擇進行信息傳輸?shù)脑O(shè)備c.選擇外存地址d.指定主存和i/o 設(shè)備接口電路的地址9 在微型機系統(tǒng)中，外圍設(shè)備通過_與主板的系統(tǒng)總線相連接。a.適配器b.設(shè)備控制器c.計數(shù)器d.寄存器10發(fā)生中

3、斷請求的條件是_。a.一條指令執(zhí)行結(jié)束b.一次 i/o 操作結(jié)束c.機器內(nèi)部發(fā)生故障d.一次 dma 操作結(jié)束二、填空題（每小題3 分，共 15 分）1表示法主要用于表示a_數(shù)的階碼e，以利于比較兩個b_數(shù)的大小和 c_操作。2存儲器的技術(shù)指標有a_、b_、c_和存儲器帶寬。3尋址方式根據(jù)操作數(shù)的a_位置不同，多使用b_型和 c_型。4當今的cpu 芯片，除了包括定點運算器和控制器外，還包括a_，b_ 運算器和c_管理等部件。5pci 總線采用 a_協(xié)議和 b_仲裁策略，具有c_能力。三、 （10 分）已知 x=20100. 11011011，y=2100（ - 0. 10101100） ，求

4、 x+y。四、 （9 分）某加法器進位鏈小組信號為c4c3c2c1，低位來的進位信號為c0，請分別按下述兩種方式寫出c4c3c2c1的邏輯表達式。（1）串行進位方式（2）并行進位方式五、 （9 分）一臺處理機具有如下指令格式：。6 位2 位3 位3 位op x 源寄存器目標寄存器地址其格式表明有8 個通用寄存器（長度16 位） ， x 為指定的尋址模式，主存最大容量為 256 k 字1） 假設(shè)不用通用寄存器也能直接訪問主存的每一個操作數(shù)，并假設(shè)操作碼域op=6位，請問地址碼域應(yīng)該分配多少位？指令字長度應(yīng)有多少位？2） 假設(shè) x=11 時，指定的那個通用寄存器用作基址寄存器，請?zhí)岢鲆粋€硬件設(shè)計規(guī)

5、則，使得被指定的通用寄存器能訪問1m 的主存空間中的每一個單元。六、 （10 分）假設(shè)某計算機的運算器框圖如圖b13.1 所示，其中alu 為 16 位的加法器（高電平工作） ，sa 、sb為 16 位鎖存器， 4 個通用寄存器由d 觸發(fā)器組成， q 端輸出，其讀寫控制如下表所示：讀控制寫控制rra0ra1 選擇wwa0wa1 選擇1 1 1 1 0 0 0 1 1 x 0 1 0 1 x r0 r1 r2 r3 不讀出1 1 1 1 0 0 0 1 1 x 0 1 0 1 x r0 r1 r2 r3 不寫入圖 b13.1 要求： （ 1）設(shè)計微指令格式。（ 2）畫出 add ， sub 兩條

6、微指令程序流程圖（不編碼）。八、 （9 分）cpu 執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數(shù)為5000 次，主存完成存取的sbalu 16 ldsb r w 寫選擇讀選擇ra0ra1 wa0wa1 alu sa sb 4 個通用寄存器ldsa sb alu clr 次數(shù)為 200 次。已知cache存取周期為40ns，主存存取周期為160ns。求：1cache 命中率 h。2cache/主存系統(tǒng)的訪問效率e。3平均訪問時間ta。十、 （9 分）用定量分析方法證明交叉存儲器帶寬大于順序存儲器帶寬。本科生期末試卷十三答案一、選擇題1b 2d 3c 4b 5a 6c 7 a 8d 9a 10b c

7、d 二、填空題1a浮點b指c對階2a存儲容量b存取時間c存儲周期3a物理brr crs 4acache b浮點c存儲管理5a同步定時b集中式c自動配置三、解：根據(jù)傳輸速率，磁盤優(yōu)先權(quán)最高，磁帶次之，打印機最低。如下圖：、解：為了便于直觀理解， 假設(shè)兩數(shù)均以補碼表示，階碼采用雙符號位，尾數(shù)采用單符號位，則它們的浮點表示分別為： x 浮= 00010 ， 0. 11011011 y 浮= 00100 ， 1.01010000 （1） 求階差并對階：e = ex ey = ex補 + - ey補 = 00010 + 11100 = 11110 即 e為 2，x 的階碼小，應(yīng)使mx右移 2 位， ex

8、加 2， x 浮= 00010 ， 0.11011011 （11）其中（ 11）表示 mx右移 2 位后移出的最低兩位數(shù)。（2） 尾數(shù)和0.0 0 1 1 0 1 1 0 （11）1.0 1 0 1 0 1 0 0 2.1 0 0 0 1 0 1 0 （11）（3） 規(guī)格化處理尾數(shù)運算結(jié)果的符號位與最高數(shù)值位為同值，應(yīng)執(zhí)行左規(guī)處理，結(jié)果為1.00010101 （ 10） ，階碼為00 011 。（4） 舍入處理采用 0 舍 1 入法處理，則有1.0 0 0 1 0 1 0 1 + 1 1.0 0 0 1 0 1 1 0 （5） 判溢出階碼符號位為00 ，不溢出，故得最終結(jié)果為 x + y =

9、2011 (-0.11101010)四、解：根據(jù)傳輸速率，磁盤優(yōu)先權(quán)最高，磁帶次之，打印機最低。如下圖：、答：（1）串行進位方式：c1=g1+p1c0 其中： g1=a1b1，p1=a1b1c2=g2+p2c1g2=a2b2，p2=a2b2+ c3=g3+p3c2 g3=a3b3，p3=a3b3c4=g4+p4c3g4=a4b4，p4=a4b4（2）并行進位方式：c1=g1+p1c0c2=g2+p2g1+p2p1c0c3=g3+p3g2+p3p2g1+p3p2p1c0c4=g4+p4g3+p4p3g2+p4p3p2g1+p4p3p2p1c0其中g(shù)1-g4，p1-p4表達式與串行進位方式相同。五

10、、解：根據(jù)傳輸速率，磁盤優(yōu)先權(quán)最高，磁帶次之，打印機最低。如下圖：、解：1） 因為 218=256k 字，地址域 =18 位操作碼域 =6 位指令長度 =18+3+3+6+2=32 位2）此時指定的通用寄存器作為基值寄存器（16）位。但 16 位長度不足以覆蓋1m 字地址空間，為此可將通用寄存器左移4 位，低位補0 形成 20 位基地址，然后與指令字形式地址相加得有效地址，可訪問主存1m 地址空間的任意單元。六、解：微指令字長12 位，微指令格式如下：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ra0ra1 wa0wa1 r w ldsa ldsb sbalu sbalu clr 各字

11、段意義如下：ra0ra1讀 r0r3的選擇控制。wa0wa1寫 r0r3的選擇控制。ldsa打入 sa 的控制信號。ldsb打入 sb 的控制信號。sbalu 傳送 sb的控制信號。sbalu 傳送sb的控制信號。clr 清暫存器sb 為零的信號。 一段微程序結(jié)束，轉(zhuǎn)入取機器指令的控制信號。r 通用寄存器讀命令w通用寄存器寫命令圖 b13.2 (2)流程圖如圖b13.2。七、解：條件：（1）在 cpu 中的中斷屏蔽觸發(fā)器im 必須是開放的。(2）外設(shè)有中斷請求時，中斷請求觸發(fā)器ir 必須處于“ 1”狀態(tài)，保持中斷請求信號。（3）外設(shè)接口中中斷允許觸發(fā)器ei 必須為“ 1” ，這樣才能把外設(shè)中斷

12、請求送至cpu。（4）當上述三個條件具備時，cpu 在現(xiàn)行指令結(jié)束的最后一個機器周期響應(yīng)中斷。流程圖如下：圖 b13.3八、解：命中率 h = nc/（ nc+nm ） = 5000/（5000+2000）=5000/5200=0.96 主存慢于cache 的倍率 r = tm/tc=160ns/40ns=4 訪問效率：（）+（）. . 平均訪問時間. n九、scsi接口的特點有以下幾方面：scsi接口總線由八條數(shù)據(jù)線、一條奇偶校驗線，9 條控制線組成?？偩€時鐘頻率為5mhz ，其中異步傳輸率為2.5mb/s, 同步傳輸數(shù)據(jù)傳輸率為5mb/s scsi接口總線以菊花鏈的方式最多連接8 臺設(shè)備。

13、每臺 scsi 設(shè)備都有自己的唯一的設(shè)備號id0id7。scsi設(shè)備是指連接在scsi總線上的智能設(shè)備即除主適配器hba外，其他scsi設(shè)備實際上是外設(shè)的適配器或控制器。由于 scsi 設(shè)備是智能設(shè)備，對scsi 總線以至主機屏蔽了實際外設(shè)的固有物理屬性，各個 scsi 設(shè)備之間可以用一套標準的命令來進行數(shù)據(jù)傳送，也為設(shè)備的升級或系統(tǒng)的系列化提供了靈活的處理手段。各個設(shè)備之間是對等的關(guān)系，而不是從屬。2） 配置圖如下：pci 主適配器（hba ）cd-rom 掃描儀硬盤id=7 id=3 id=2 id=6 終端器圖 b13.4 十、解：假設(shè)（ 1）存儲器模塊字長等于數(shù)據(jù)總線寬度；（2）模塊存取一個字的存儲周期等于t；（3）總線傳送周期為；（4）交叉存儲器的交叉模塊數(shù)為m.。交叉存儲器為了實現(xiàn)流水線方式存儲，即每通過時間延遲后啟動下一?？?，應(yīng)滿足t = m, (1) 交叉存儲器要求其?？鞌?shù)=m,以保證啟動某模