計(jì)算機(jī)組成原理期中測(cè)試題參考答案

1、學(xué)期:課程:使用班級(jí):五邑大學(xué)期中試卷參考答案2014 至 2015 學(xué)年度計(jì)算機(jī)組成原理課程代號(hào):第 1 學(xué)期0800200130801120802、 130803單項(xiàng)選擇題1. 計(jì)算機(jī)各組成部件的相互連接方式，從早期以運(yùn)算器為中心，發(fā)展到現(xiàn)在的以D為中心。A .控制器B.運(yùn)算器2. 下列不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制的數(shù)中，最大的數(shù)是 _A . 2B . 8C . 103. 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在半個(gè)世紀(jì)中雖有很大的進(jìn)步， 家提出的基本原理。他就是_A .牛頓4. 一個(gè)含符號(hào)16A. -215-1 -C. -216-1 -C.存儲(chǔ)器B_。D. 16但至今其運(yùn)行仍遵循著一位科學(xué)D 。B.愛(ài)因斯坦C.愛(ài)迪生位的補(bǔ)碼

2、機(jī)器數(shù)的表示范圍是（B+215-1+2 16-1D.馮諾依曼）。B. -215 -+2 15-1D . -216 -+2 16-1C5. 采用單符號(hào)法判定補(bǔ)碼加減運(yùn)算溢出的法則是A .進(jìn)位是1溢出B.C.符號(hào)位與次高位進(jìn)位狀態(tài)相同無(wú)溢出 溢出6. D 。A .未出現(xiàn)錯(cuò)誤C.出現(xiàn)奇數(shù)位錯(cuò)D .尋址512K X8存儲(chǔ)器所需最少的地址線(xiàn)（_A. 9C . 19靜態(tài)RAM的特點(diǎn)是 ,A.工作時(shí)存儲(chǔ)內(nèi)容不變C.不需刷新 主存到cache的映射不需要替換策略的是（ A ）。A .直接映射方式B.全相聯(lián)映射方式C .組相聯(lián)映射方式D .以上三種映射方式10.用8K X8存儲(chǔ)芯片組成一個(gè)64K X32的存儲(chǔ)系

3、統(tǒng)，需要芯片（ C ）片。A . 8B . 16C . 32D . 64進(jìn)位是0無(wú)溢出D.符號(hào)位與次高位進(jìn)位狀態(tài)相異無(wú)7.8.9.判斷題B.最低位出錯(cuò) 未出現(xiàn)錯(cuò)誤或出現(xiàn)偶數(shù)位錯(cuò)C ）B. 11D . 21B.斷電后存儲(chǔ)內(nèi)容不變D .不需電源提供電流A1 .2、3、4、7.8.9.10 .ALU )。1 . CPU執(zhí)行一段程序時(shí)， 次數(shù)為200次，Cache的命中率h=（2. 一個(gè)五級(jí)的流水處理器，（5 ）o3. 8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示整數(shù)的最大值為（127Cache完成存取的次數(shù)為1800次，主存完成存取的90） % 0當(dāng)任務(wù)飽滿(mǎn)時(shí)，它處理10條指令的加速比是）10，最小值為（-128）10，_由

4、許多部件組成，其核心部分是算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（2 有符號(hào)陣列乘法可用無(wú)符號(hào)陣列乘法和三個(gè)求補(bǔ)器實(shí)現(xiàn)。X 在機(jī)器運(yùn)算中減法通常采用減法器來(lái)實(shí)現(xiàn)。X 采用先行進(jìn)位的加法器比采用行波進(jìn)位的加法器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2 當(dāng)輸入任務(wù)數(shù)為n時(shí)，一個(gè)m級(jí)流水線(xiàn)的加速比是（m Xn）/（m+n-1） o2 主存的存取時(shí)間與Cache的命中率無(wú)關(guān)。雙端口存儲(chǔ)器在左端口與右端口的地址碼相同情況下會(huì)發(fā)生讀寫(xiě)沖突2 相聯(lián)存儲(chǔ)器與傳統(tǒng)存儲(chǔ)器的主要區(qū)別是前者又叫按內(nèi)容尋址的存儲(chǔ)器。2 在程序的執(zhí)行過(guò)程中,Cache與主存的地址映射是由硬件自動(dòng)完成的。X采用交叉存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是連續(xù)地放在一個(gè)存儲(chǔ)模塊中。填空題10 04.在一個(gè)有四個(gè)過(guò)程段的

5、浮點(diǎn)加法器流水線(xiàn)中，假設(shè)四個(gè)過(guò)程段的時(shí)間分別是T1=60ns 、T2=50ns、T3=90ns、T4=80ns o則加法器流水線(xiàn)的時(shí)鐘周期至少為90） ns o某數(shù)在計(jì)算機(jī)中用BCD碼表示為1001 1000 0111 ，其真值為（987）6.一個(gè)16K X32位的存儲(chǔ)器，其地址線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的總和是（46）根。一個(gè)四路組相聯(lián)的Cache共有64塊，主存共有8192塊，每塊32個(gè)字。則10 07.主存地址中的主存字塊標(biāo)記為（9 ）位，組地址為（4 ）位，字塊內(nèi)地址為（5）位。四、機(jī)器碼填表已知一個(gè)數(shù)的真值，原碼，反碼或補(bǔ)碼，寫(xiě)出其余的值及補(bǔ)碼的奇校驗(yàn)位。真值（二進(jìn)制）原碼反碼補(bǔ)碼補(bǔ)碼的奇校驗(yàn)位（1

6、位）57/6411001五、機(jī)器定點(diǎn)運(yùn)算題（10分）設(shè)x= - 97，y =55,均采用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示（含1位符號(hào)位），按機(jī)器補(bǔ)碼加 減法規(guī)則計(jì)算x+y和x-y,并根據(jù)雙符號(hào)法判斷計(jì)算結(jié)果是正常、上溢出或下溢出， 對(duì)正常結(jié)果還原成十進(jìn)制數(shù)真值。答案x= -97= - 1100001y= 55=110111x+y補(bǔ)=x+ y補(bǔ)=11 0011111+ 00 0110111=11 101011011 0011111+ ) 00 011011111 1010110雙符號(hào)位為11，故結(jié)果正確，無(wú)溢出，真值=-101010= -42x-y補(bǔ)=x+- y 補(bǔ)=11 0011111+ 11 100100

7、1=11 101011011 0011111+ ) 11 100100110 1101000雙符號(hào)位為10,故結(jié)果不正確，下溢出六、機(jī)器浮點(diǎn)運(yùn)算題已知 x= 2 y= 2求：（1 ）化x,y為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)格式;（2）按機(jī)器浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算 x+y 0 （指數(shù)按實(shí)際指數(shù)計(jì)算，不用按754標(biāo)準(zhǔn)+127 )答案:寫(xiě)出X,y的浮點(diǎn)表達(dá)式：x= 2100 X y=2 101 X 什浮點(diǎn)運(yùn)算對(duì)階：因X階碼小，所以調(diào)整X指數(shù)向y看齊（即階碼+1，尾數(shù)右移一位）x=2 101 X尾數(shù)相加減x+y=2 101 X+ 2 101 X 什=2 101 X規(guī)格化處理x+y=2 011 X溢出檢查-126 Wx+

8、y 的指數(shù)=3 <127 ,沒(méi)有溢出7、某計(jì)算機(jī)主存8MB，分成4096塊。Cache64KB，分成和主存同樣大小的塊,地址映像采用直接映像方式，見(jiàn)下圖。求：（1） Cache有多少塊塊號(hào)為多少位（2） Cache的塊內(nèi)地址為多少位（3）設(shè)Cache中的主存標(biāo)記如圖所示,當(dāng)CPU送出地址為7F1057H 時(shí)，能否在Cache命中若送出地址為000000H 時(shí)，能否在Cache中命中上述兩個(gè)地址若不在 Cache中，應(yīng)映射到Cache中的哪一塊答案:主存塊的容量=8M/4096=8M/4K=8 X1024K/4K=2048 字=2K 主存有 4096 塊=4K=22 X210=212故主存

9、塊號(hào)s=12Cache塊的大小與主存塊相同即2K故 Cache 有 64K/2K=32 行=2 5 （塊）Cache行號(hào)（塊號(hào)）位數(shù)為r=5Cache的塊內(nèi)地址與主存塊內(nèi)地址位數(shù)一致塊的大小=2K=2 X21O=211故塊內(nèi)地址位數(shù)w=11 標(biāo)記位數(shù) tag=s-r=12-5=7按直接英皇社 s-r, r, w三個(gè)段長(zhǎng)展開(kāi)內(nèi)存單元7F1057H的二進(jìn)制地7F1057H=由于該地址映射到1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1中。000Tag即2塊，并且2塊的標(biāo)志區(qū)為111 1111 所以命對(duì)于000000H地址0塊的標(biāo)記不是0000000所以未命中

10、，應(yīng)該將內(nèi)存 0塊映射到Cache的0塊，并且將現(xiàn)在cache 0塊標(biāo)記1101000更換為0000000。000000H=0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0八、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)題（10分）Tag=r=5w=11某機(jī)器中，已知配有一個(gè)地址空間為 0000H仆FFH 的ROM區(qū)域（8K X16 ）。 現(xiàn)在再用RAM芯片（8KX8）形成一個(gè)16K X16的RAM區(qū)域，起始地址為6000H。假設(shè)RAM芯片有片選CS和讀寫(xiě)R/W信號(hào)控制端。CPU地址總線(xiàn)為Ai5A 0，數(shù)據(jù)總線(xiàn)為Di5D0,讀寫(xiě)控制信號(hào)為R/W，要求：(1 )需用幾片RAM 芯片(8K X8)給出ROM 和RAM 的地址空間分布表。(2)將ROM和RAM同CPU連接，畫(huà)出邏輯圖。 解答：(1)存儲(chǔ)芯片數(shù)量計(jì)算對(duì)于系統(tǒng)程序區(qū)ROM型存儲(chǔ)芯片，0000H仆FFH ,采用1片8KX16 ROM對(duì)于數(shù)據(jù)區(qū)RAM型存儲(chǔ)芯片數(shù)量=(16K/8K )X(16/8)=2 (片容量擴(kuò)展)X 2 (片字長(zhǎng)擴(kuò)展)=4 片(2)地址空間分配片內(nèi)地址A0A12，占用13位，高3位A13 , A14,A15，用于譯碼地址空