華南農業(yè)大學計算機組成原理試卷（附答案)匯總

1、華南農業(yè)大學2008-2009學年第一學期 選擇題（下列每題有且僅有一個正確答案，每小題2分，共20分）1 通用寄存器屬于_部分。A運算器 B控制器C存儲器 DI/O接口2 關于數(shù)據表示和編碼，下列說確的是_。A. 奇偶校驗碼是一種功能很強的檢錯糾錯碼B. 在計算機中用無符號數(shù)來表示存地址C. 原碼、補碼和移碼的符號編碼規(guī)則相同D. 用拼音從鍵盤上敲入漢字時，使用的拼音碼是漢字的字模碼3 若x補=0.1101010，則x原=_。A1.0010101 B1.0010110C0.0010110 D0.11010104 在cache的下列映射方式中，無需考慮替換策略的是_。A. 全相聯(lián)映射 B. 組

2、相聯(lián)映射C. 段相聯(lián)映射 D. 直接映射5 以下四種類型的二地址指令中，執(zhí)行時間最短的是_。A. RR型 B. RS型 C. SS型 D. SR型6 下列關于立即尋址方式操作數(shù)所在位置的說確的是_。A. 操作數(shù)在指令中 B. 操作數(shù)在寄存器中C. 操作數(shù)地址在寄存器 D. 操作數(shù)地址（主存）在指令中7 微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是_。A每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行B一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行C每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行D一條微指令由若干條機器指令組成8 下面有關總線的敘述，正確的是_。A. 單總線結構中，訪存和訪問外設主要是通過地址來區(qū)分

3、的B. 對電路故障最敏感的仲裁方式是獨立請求方式C. 系統(tǒng)總線連接CPU和存，而PCI總線則連接各種低速I/O設備D. 同步定時適用于各功能模塊存取時間相差很大的情況9 若磁盤的轉速提高一倍，則_。A平均存取時間減半B平均找道時間減半C 平均等待時間減半D存儲密度可以提高一倍10為了便于實現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用_。A. 通用寄存器 B. 堆棧C. 存儲器 D. 外存二 填空題（下列每小題2分，共20分）1計算機系統(tǒng)是一個由硬件、軟件組成的多級層次結構，它通常由 、一般機器級、 、匯編語言級和高級語言級組成。2有一字長為64位的浮點數(shù)，符號位1位；階碼11位，用移碼表示；尾數(shù)

4、52位，用補碼表示，則它所能表示的最小規(guī)格化負數(shù)為 。3某采用交叉方式編址的存儲器容量為32字，存儲模塊數(shù)為4，存儲周期為200ns，總線傳送周期為50ns，某程序需要連續(xù)讀出地址為10001011的4個字，則所需時間為 。4在相對尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于 的容加上指令中的形式地址D。5不同的計算機有不同的指令系統(tǒng)，“RISC”表示的意思是 。6某CPU微程序控制器控存容量為512×20位，需要分別根據OP字段和ZF條件碼進行分支轉移，則P字段和后繼地址字段應分別為 和 位。7CPU從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時間叫做 ，它常常用若干個 來表示，而后者又包含有若干個時鐘周

5、期。8總線是構成計算機系統(tǒng)的互聯(lián)機構，是多個 之間進行 的公共通路。9菊花鏈式查詢方式的主要缺點是，離中央仲裁器越遠的設備，獲得總線控制權的幾率就越 。10DMA采用三種傳送方式：即： 方式、周期挪用方式和 方式。三 計算題（共27分）1 （9分）已知X=0.1001和Y=0.1111, 用變形補碼計算X+Y和X-Y, 同時指出運算結果是否溢出。2 （9分）CPU執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數(shù)為3800次，主存完成存取的次數(shù)為200,已知cache存取周期為50ns,主存為250ns,求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時間。3 （9分）某指令流水線有取指（IF）、譯碼（ID）、執(zhí)

6、行（EX）、訪存（MEM）和寫回寄存器堆（WB）5個過程段，各功能段所用的時間分別為120ns、80ns、90ns、100ns和60ns。今有40條指令流過此流水線，試求流水線的時鐘周期和加速比。四 問答題（共12分）1 （6分）. 諾依曼型計算機的主要設計思想是什么？它包括哪些主要組成部分？2 （6分）計算機浮點加減運算的基本步驟。五 綜合題（共21分）1 （12分）有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，由256K×8位DRAM芯片構成。問1） 該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？2） 總共需要多少DRAM芯片？需要多少位地址作芯片選擇？3） 畫出該存儲器的組成邏輯框圖。2 （9分

7、）指出下面程序中是否有數(shù)據相關？如果有請指出是何種數(shù)據相關，并作簡要說明。1） I1 SUB R1，R2，R3 ；（R2）-（R3）R1I2 ADD R5，R4，R1；（R4）+（R1）R52） I3 MUL R3，R1，R2 ；（R1）×（R2）R3I4 ADD R3，R1，R2 ；（R1）+（R2） R33） I5 STO A，R1 ； R1M（A），M（A）是存儲器單元I6 ADD R4，R3，R2；（R2）+（R3）R44） I7 LAD R1，B ； M（B）R1，M（B）是存儲器單元I8 MUL R1，R2，R3 ；（R2）×（R3） R12009-2010學年

8、第一學期 六 名詞解釋題（每小題4分，共20分）1 先行進位2 RISC3 CPU周期4 系統(tǒng)總線5 DMA七 填空題（下列每空2分，共28分）1按照.諾伊曼的思想，將解決問題的指令序列存放到存儲器中，這叫 。2用8位（含符號位）補碼表示整數(shù)，能表示的最大正整數(shù)和最小負整數(shù)分別是 和 。3打印或顯示漢字時所需要的碼叫 。4在浮點數(shù)運算時，尾數(shù)結果要規(guī)格化，則規(guī)格化的補碼負尾數(shù)應為形如 的形式。5某采用多模塊交叉方式編址的存儲器容量為32字，存儲模塊數(shù)為4，則地址為10110的字位于第 _號模塊的第_號字（模塊號和字號都是從0開始編號的）。 6主存有256個數(shù)據塊，cache有8行，若采用直接映

9、射方式，則主存第222塊可映射到cache第_ 行（行從0開始編號）。7線性k級指令流水線，有n條指令流過，加速比為 。8在總線的三種集中式仲裁方式中，響應速度最快的是 。9磁盤的最小尋址單位是 。某顯示器分辨率為1024×1024，顏色深度為256，則刷新存儲器的容量應為 。激光打印機中，表面涂有一層感光材料的記錄裝置是 。10為了使CPU能受理新的中斷源發(fā)出中斷請求，中斷服務子程序在返回前一定要執(zhí)行 指令。在中斷接口電路中，控制是否允許設備發(fā)出中斷請求的觸發(fā)器是 。八 計算題（共32分）1 （9分）已知X = 0.1101和Y = 0.1011，分別用單符號和雙符號法計算X +

10、Y和XY，并指出運算結果是否產生了溢出，如果有溢出，是上溢還是下溢。2 （8分）某16位機器的一種RS型指令格式如下： 6位 4位 1位 2位 16位OP通用寄存器IX偏移量D尋址方式IX有效地址EA算法說明直接尋址（1）基址尋址（2）間接尋址（3）000110000110110011EA = DEA = （PC）+ D（4）EA = （R2）（5）EA = （R3）+ DPC為程序計數(shù)器R1為基址寄存器R3為變址寄存器1） 指出該指令的格式類型。2） 填補上（1）（5）的空白。3 （6分）CPU執(zhí)行某段程序，其中在cache中完成存取的次數(shù)為6600次，在主存中完成存取的次數(shù)為400，已知c

11、ache和主存的存取周期分別為60ns、300ns，求cache的命中率和平均訪問時間。4 （9分）判斷下列三組指令中各存在哪種類型的數(shù)據相關。1） I1 LDA R1，A ； M（A） R1，M(A)是存儲器單元I2 ADD R2，R1；（R2）+（R1） R22） I3 ADD R3，R4；（R3）+（R4） R3I4 MUL R4，R5；（R4）×（R5） R43） I5 LDA R6，B； M（B） R6，M（B）是存儲器單元I6 MUL R6，R7；（R6）×（R7） R6九 綜合題（共20分）1 （12分）有一個具有22位地址和16位字長的存儲器，由512K&#

12、215;4位DRAM芯片構成。問1） 該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？2） 總共需要多少DRAM芯片？需要多少位地址作芯片選擇？3） 還有其它的辦法擴充字容量嗎，和上面的方法有什么區(qū)別？2 （8分）某微程序控制器控存容量為512×48位，微程序可在整個控存中實現(xiàn)轉移，轉移條件共4個，微指令采用水平型格式，后繼微指令地址采用斷定方式。1） 微程序控制器通常由哪幾部分組成，各起什么作用？2） 微指令的三個字段分別應為多少位？2009 - 2010學年第 2 學期 得分一、選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）3 下列是用補碼表示的機器數(shù)，真值最大的是（）。A001011 B101

13、100 C110100 D1101014 下列關于寄存器間接尋址方式操作數(shù)所在位置的說確的是（ ）。A. 操作數(shù)在指令中 B. 操作數(shù)在寄存器中C. 操作數(shù)地址在寄存器 D. 操作數(shù)地址（主存）在指令中5 計算機操作的最基本時間單位是（ ）。A. 時鐘周期 B. 指令周期C. CPU周期 D. 微指令周期6 微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是（ ）。A每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行B一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行C每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行D一條微指令由若干條機器指令組成7 下面磁盤存儲器的技術指標與轉速無關的是（ ）。A平均存取時間 B平均等待時間

14、C平均找道時間 D數(shù)據傳輸率得分二、填空題（本大題共15小題，每題2分，共30分）1. 計算機的硬件包括：運算器、 、 、適配器、輸入輸出設備。 2. 有一字長為64位的浮點數(shù)，符號位1位；階碼11位，用移碼表示；尾數(shù)52位，用補碼表示；基數(shù)為2。則它所能表示的最小規(guī)格化正數(shù)為 。3. 若浮點數(shù)據格式中階碼的基數(shù)已確定，且尾數(shù)采用規(guī)格化表示法，則浮點數(shù)表示數(shù)的圍取決于浮點數(shù) 的位數(shù)，而精度則取決于 的位數(shù)。4. 三級存儲系統(tǒng)是由 、 和輔助存儲器組成的。5. DRAM需要進行定期的刷新，其刷新操作有 和 兩種方式，前者會導致CPU在較長一段時間不能訪存。6. 主存有8個數(shù)據塊（編號為07），c

15、ache有4行（編號為04），現(xiàn)采用2路組相聯(lián)地址映射方式，則第4號數(shù)據塊可映射到cache的第 行（若有不止1行需全部列出）。7. cache地址映射方式， 方式命中率最高但比較電路很復雜，而 方式比較電路與cache容量大小無關，適合于大容量cache。8. CPU執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數(shù)為1800次，主存完成存取的次數(shù)為100,已知cache存取周期為50ns,主存為250ns, cache/主存系統(tǒng)的效率為 。9. 某指令格式結構如下所示，操作碼OP可指定 條指令。10. 某CPU微程序控制器控存容量為512×20位，需要分別根據OP字段和ZF條件碼進行分支轉

16、移，則P字段和后繼地址字段應分別為 和 位。11. 總線是構成計算機系統(tǒng)的互聯(lián)機構，是多個 之間進行 的公共通路。12. 某磁盤里，平均找道時間為TS=10毫秒，平均旋轉等待時間TL=5毫秒，數(shù)據傳輸速率為40MB/s。磁盤機上存放著250個文件，每個文件的平均長度為10MB?，F(xiàn)在需將所有文件逐一讀出并檢查更新，然后寫回磁盤機，每個文件平均需要1毫秒的額外處理時間(也即檢查更新時間)。假設一次取出或者寫入所需時間為T=TS+TL+T數(shù)據傳送，則檢查并更新所有文件需要占用的時間為 。13. 接口部件在它動態(tài)聯(lián)結的兩個功能部件間起著 和 的作用，以便實現(xiàn)彼此之間的信息傳送。14. DMA采用三種傳

17、送方式，即：停止CPU訪問存方式、 方式和 方式。15. 通道是一個特殊功能的處理器，CPU只負責 功能，而將 的功能下放給通道。得分三、計算題（本大題共2小題，共24分）1. 存儲器容量為32M字，字長64位，模塊數(shù)m = 8，分別用順序方式和交叉方式進行組織。存儲周期T = 100ns,數(shù)據總線寬度為64位，總線周期= 20ns .問順序存儲器和交叉存儲器的帶寬各是多少？（取讀出8個字為例進行計算）（12分）2. 已知二進制數(shù)X=2010×0.101011 ，Y=2011×(0.110101)，設階為6位（包括2位階符），用補碼表示，尾數(shù)為8位（包括2位數(shù)符），用補碼表

18、示，按浮點運算方法，求X+Y的值。（12分）得分四、綜合題（本大題共3小題，共36分）1. 如下圖所示為雙總線結構機器的數(shù)據通路，IR為指令寄存器，PC為程序計數(shù)器(具有自增功能)，M為主存(受信號控制)，AR為地址寄存器，DR為數(shù)據緩沖寄存器，ALU由加、減控制信號決定完成何種操作，控制信號G控制的是一個門電路。另外，線上標注有控制信號，例如表示y寄存器的輸入控制信號，為寄存器R1的輸出控制信號，未標字符的線為直通線，不受控制?！癆DD （R2），R0”指令完成寄存器R0的容與(R2)為地址的主存單元的數(shù)相加后，結果送至R0中的功能操作，畫出其指令周期流程圖，假設該指令的地址已放入PC中。并

19、列出相應的微操作控制信號序列。（12分）2. 有一個1024K×32位的存儲器，由128K×16位DRAM芯片構成。DRAM芯片有兩個控制端：當有效時，該片選中。當=1時執(zhí)行讀操作，當=0時執(zhí)行寫操作。問1） 總共需要多少DRAM芯片？（3分）2） 需要多少位地址作芯片選擇？（3分）3） 畫出該存儲器的組成邏輯框圖。（6分）3. 今有4級指令流水線，分別完成取指、指令譯碼并且取數(shù)、運算、送結果四步操作。假設完成各步操作的時間依次為15ns，17ns，16ns，15ns。請問：(1) 流水線操作的時鐘周期應設計為多少？（3分）(2) 流水線中有三類可能存在的數(shù)據相關沖突：寫后

20、讀（RAW）相關；讀后寫（WAR）相關；寫后寫（WAW）相關。若相鄰兩條指令I和I+1是：ADD R1，R3和SUB R3，R5。前者完成 (R1)+(R3) R3的操作；后者完成 (R3)- (R5) R5的操作，問是否發(fā)生數(shù)據相關？如果發(fā)生了數(shù)據相關，是哪種類型的數(shù)據相關？假設在硬件上不采取措施，那么第I+1條指令要推遲多少時間進行？（6分）(3) 如果在硬件設計上加以改進，至少需推遲多少時間？（3分）2010 - 2011學年第 1 學期 得分一、選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）8 浮點加法運算中，尾數(shù)求和的結果是01.001100，如下規(guī)格化處理正確的是_。 A. 右規(guī)1

21、位，結果為00.100110B. 左規(guī)1位，結果為11.011010C. 左規(guī)1位，結果為10.011010D. 左規(guī)2位，結果為00.1101009 下列說法不正確的是_。A. 指令周期是指CPU取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間。B. 雙端口存儲器采用了兩套相互獨立的讀寫電路，實現(xiàn)并行存取。C. 在cache中，任意主存塊均可映射到cache中任意一行，該方法稱為全相聯(lián)映射方式。D. 菊花鏈式查詢方式的主要缺點是，離中央仲裁器越遠的設備，獲得總線控制權的幾率越高。10 下列關于寄存器間接尋址方式操作數(shù)所在位置的說確的是_。A. 操作數(shù)在指令中 B. 操作數(shù)在寄存器中C. 操作數(shù)在存中 D.

22、 操作數(shù)地址在指令中11 微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是_。A每一條機器指令由一條微指令來執(zhí)行B一段機器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行C一條微指令由若干條機器指令組成D每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行5為了便于實現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用_。A. 通用寄存器 B. 堆棧C. 存儲器 D. 外存得分二、填空題（本大題每空2分，共26分）1計算機系統(tǒng)是一個由硬件、軟件組成的多級層次結構，它通常由 、一般 機器級、操作系統(tǒng)級、匯編語言級和高級語言級組成。2 有一字長為64位的浮點數(shù)，符號位1位；階碼11位，用移碼表示；尾數(shù)52位，用補碼表示，則它所能表

23、示的最大規(guī)格化正數(shù)為 。3 對存儲器的要容量大，速度快，成本低。為了解決這方面的矛盾，計算機采用多級存儲體系結構，即使用 。4 存儲器的刷新操作有集中式刷新和分散式刷新兩種方式，后者把每一行的刷新插入到正常的讀/寫周期之中，如下圖所示，現(xiàn)有一256K´8位的DRAM芯片，其存儲體結構中，每行256´8個存儲元，如單元刷新間隔不超過8ms，其平均行刷新時間t= 。5 主存有1024個數(shù)據塊（B0B1023），cache有16行（L0L15），現(xiàn)采用2路組相聯(lián)地址映射方式（每組2行），則第200號數(shù)據塊可映射到cache的 行。6 某CPU微程序控制器控存容量為1024

24、5;48位，需要分別根據OP字段和ZF條件碼進行分支轉移，則P字段和后繼地址字段應分別為2位和 位。7 CPU從主存取出一條指令并執(zhí)行該指令的時間叫做指令周期，它常常用若干個 來表示，而后者又包含有若干個時鐘周期。8 某模型機的數(shù)據通路如下圖所示。R1和R2為通用寄存器，MDR為存數(shù)據寄存器，MAR為存地址寄存器，PC為程序計數(shù)器，IR為指令寄存器。所有的細單線箭頭為控制微命令。請?zhí)顚懴卤碇兄噶钊≈鸽A段T2、T3時鐘周期的功能所對應的有效控制信號。時鐘功能有效控制信號T1MAR<(PC)PC->IB,IB->MART2MDR<MPC<(PC)+1T3IR<(

25、MDR)ALUT1T2R1R2MMARPCMDRIRData BusAddress BusAIBPCIBMDRIBMDRDBDBMDRR1IBDIBIBT1+-IBMDRIBT2IBIRRDWRIBPCR2IBIBR1IBR2IBMARPC+1Internal Bus9 流水線中有三類數(shù)據相關沖突：寫后讀（RAW）相關；讀后寫（WAR）相關；寫后寫（WAW）相關。下面程序中存在 數(shù)據相關。1） I1 SUB R1，R2，R3 ；（R2）-（R3）R12） I2 ADD R1，R4，R1；（R4）+（R1）R110總線是構成計算機系統(tǒng)的 ，是多個系統(tǒng)功能部件之間進行數(shù)據傳送的公共通路。11CPU

26、響應中斷時應保護的兩個關鍵的硬件狀態(tài)是 。12DMA采用三種傳送方式：即：停止CPU訪問存方式、 方式和DMA與CPU交替訪方式。得分三、計算題（本大題共4小題，共33分）1 （8分）設機器字長為8位（運算時為9位），已知二進制數(shù)X101101，Y100110，, 用變形補碼（雙符號位）計算X+Y和X-Y, 同時指出運算結果是否溢出。2 （8分）   已知cache存儲周期40ns，主存存儲周期200ns，cache/主存系統(tǒng)平均訪問時間為50ns，求cache的命中率是多少？并求出該cache/主存系統(tǒng)的效率。3 （8分）  某采用交叉方式編址的存儲器

27、容量為64字，存儲模塊數(shù)為8，每個模塊8個字，起始地址為000000，存儲周期為200ns，總線傳送周期為50ns。問：1） 地址為101000的字在哪一個存儲模塊？2） 某程序需要連續(xù)讀出地址為101000101111的8個字，求所需的時間。4 （9分）考慮一個單片磁盤，它有如下參數(shù)：旋轉速率是7200轉/分，一面上的磁道數(shù)是30000，每道扇區(qū)數(shù)是600，找道時間是每橫越百條磁道花費1ms。1） 平均找道時間是多少？2） 平均旋轉延遲時間是多少？3） 一扇區(qū)的傳送時間是多少？得分四、分析題（本大題共3小題，共31分）1 （8分）某機指令格式結構如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點。2 （

28、14分）有一個512K×16位的存儲器，由128K×8位DRAM芯片構成。DRAM芯片有和信號控制端。CPU的控制信號為R/(讀/寫)。問3） 該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？4） 總共需要多少DRAM芯片？需要多少位地址作芯片選擇？5） 畫出該存儲器同CPU連接的組成邏輯框圖。3 （9分）某指令流水線有取指（IF）、譯碼（ID）、執(zhí)行（EX）、訪存（MEM）和寫回寄存器堆（WB）5個過程段，各功能段所用的時間分別為120ns、80ns、90ns、100ns和60ns。今有40條指令流過此流水線，求流水線的時鐘周期和實際吞吐率（單位時間里執(zhí)行完畢的指令數(shù)）。2010-201

29、1學年第 2學期 一、選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）12 下列關于直接尋址方式操作數(shù)所在位置的說確的是_。A. 操作數(shù)在指令中 B. 操作數(shù)在寄存器中C. 操作數(shù)在存中 D. 操作數(shù)地址在存中13 某CPU微程序控制器控存容量為256×20位，分別根據OP字段、ZF條件碼和C條件碼進行分支轉移，OP字段有4位，則P字段和后繼地址字段應分別為_位。A. 3和8 B. 6和9 C. 3和9 D. 6和814 程序計數(shù)器屬于_部分。A. 控制器B. 運算器C. 存儲器 D. I/O接口15 CPU在每個_周期后響應DMA請求。A.時鐘 B.指令 C.存儲 D.總線16 下列

30、各項中，_是同步傳輸?shù)奶攸c。A.需要應答信號 B.各部件的存取時間比較接近C.總線長度較長 D.總線周期長度可變二、填空題（本大題共13小題，每小題2分，共26分）1. 計算機系統(tǒng)是一個由硬件、軟件組成的多級層次結構，它通常由 、 、操作系統(tǒng)級、匯編語言級和高級語言級組成。2數(shù)的真值變成機器碼時有四種表示方法，分別是_。3. 定點8位字長的字，采用補碼形式表示8位的二進制整數(shù)，可表示的數(shù)圍為_。4. 對存儲器的要容量大，速度快，成本低。為了解決這方面的矛盾，計算機采用多級存儲體系結構，即使用 、主存儲器和 。5. 假定用若干個1K´4位DARM芯片組成一個8K´8位存儲器，

31、總共需要_片DRAM芯片；地址線中需要_位作為芯片的選擇。6. 已知條件同上題，地址為(0B1F)16的存儲單元所在DRAM芯片的所有存儲單元中，最小地址是_。7. 某計算機的存儲器系統(tǒng)采用L1、L2 Cache和主存3級分層結構，訪問第一級命中率95，訪問第二級時命中率50，其余50訪問主存，假定訪問L1 Cache需要1個時鐘周期，訪問L2 Cache和主存分別需要10個和100個時鐘周期。平均需要_個時鐘周期。8. 主存有1024個數(shù)據塊（B0B1023），cache有8行（L0L7），現(xiàn)采用全相聯(lián)的地址映射方式，則第200號數(shù)據塊可映射到cache的 行。9. 運算器的數(shù)據通路如下圖所

32、示，該運算器中存在多組相斥性的微操作，指出其中任意的兩組：_ 和_。10. 在總線的三種集中式仲裁方式中，響應速度最快的是_；對詢問鏈的電路故障很敏感的是_。11. 一個磁盤系統(tǒng)定義如下參數(shù)：Ts為磁頭定位到磁道上的平均找道時間；r為磁盤的旋轉速度(單位:轉/分鐘)；n為每個扇區(qū)的位數(shù)；N為一條磁道的容量(單位:位)。則存取一個扇區(qū)的時間Ta=_。12. 如下圖所示，這是一個二維中斷系統(tǒng)，中斷屏蔽觸發(fā)器(IM)標志為“1”時，表示CPU對該級的所有設備的中斷請求進行屏蔽。若CPU現(xiàn)執(zhí)行設備C的中斷服務程序，IM2、IM1、IM0的狀態(tài)_；如果CPU執(zhí)行設備H的中斷服務程序，IM2、IM1、IM

33、0的狀態(tài)是_。13. 在DMA控制器與CPU分時使用存的三種方法中，_方法具有控制簡單的優(yōu)點，適用于數(shù)據傳輸率很高的設備進行成組傳送，但在這種DMA傳送過程中，CPU基本處于不工作狀態(tài)，在外圍設備傳送兩個數(shù)據的間隔中空閑出的許多存儲周期不能被CPU利用。三、計算題（本大題共3小題，每小題10分，共30分）1. 已知二進制數(shù)X=2-10×(-0.100011)，Y=2-11×(-0.110101)，設階為5位（包括2位階符），用補碼表示，尾數(shù)為8位（包括2位尾符），用補碼表示，按浮點運算方法，求X-Y的值，運算過程階和尾數(shù)均用雙符號進行，舍入采用0舍1入法。2. 設存儲器容量

34、為64M字，字長128位，模塊數(shù)m8，采用交叉方式進行組織。存儲周期T160ns，數(shù)據總線寬度為128位，總線傳送周期40ns。假設連續(xù)讀取8個字。(1)交叉存儲器的帶寬是多少？(2)如果其它條件不變，總線傳送周期提速到10ns，則交叉存儲器的帶寬是多少？3. 一臺有3個盤片的磁盤組，共有4個記錄面，轉速為6000轉/分，盤面有效記錄區(qū)域的外直徑為30cm，直徑為20cm，層位密度為300位/mm，磁道密度為8道/mm，盤面分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)有1024個字節(jié)。計算盤組的非格式化容量和格式化容量。1.5CM四、分析題（本大題共3小題，共34分）1(12分)某16位機器所使用的指令格式和尋址

35、方式如下所示，該機有兩個20位基址寄存器，四個16位變址寄存器，十六個16位通用寄存器，指令匯編格式中的S（源），D（目標）都是通用寄存器，M是主存中的一個單元。三種指令的操作碼分別是MOV（OP）（A）16 ，STO（OP）（1B）16，LAD（OP）（3C）16。三種指令的操作碼字段OP都可以指定64條指令。MOV是傳送指令，STO為寫數(shù)指令，LAD為讀數(shù)指令。其中MOV指令是單字長二地址指令，STO和LAD為雙字長二地址指令。 (1) MOV指令為RR型指令，源寄存器和目標寄存器都分別可指定16個通用寄存器，畫出MOV指令的指令格式圖。(6分) (2) 某指令編碼為(6EF1)16(3C

36、D2)16，分析其為題目中三種指令中的哪種指令？(6分)2. (10分)如圖1所示為雙總線結構機器的數(shù)據通路，IR為指令寄存器，PC為程序計數(shù)器(具有自增功能)，M為主存(受信號控制)，AR為地址寄存器，DR為數(shù)據緩沖寄存器，ALU由加、減控制信號決定完成何種操作，控制信號G控制的是一個門電路。另外，線上標注有控制信號，例如表示y寄存器的輸入控制信號，為寄存器R1的輸出控制信號，未標字符的線為直通線，不受控制。假設該模型機規(guī)定所有寄存器的數(shù)據打入都只能在一個CPU周期的最后一個時鐘周期完成。(1) 畫出指令周期中取指階段的流程圖，假設指令的地址已放入PC中。并在每一個CPU周期右邊列出相應的微

37、操作控制信號序列。(6分)(2) 為了縮短指令周期，將存儲器M分設為指令存儲器M1和數(shù)據存儲器M2，修改的數(shù)據通路如圖2所示。畫出修改通路后，指令周期中取指階段的流程圖，假設指令的地址已放入PC中。并在每一個CPU周期右邊列出相應的微操作控制信號序列。(4分)3.(12分) 設某處理器具有四段指令流水線：IF（取指令）、ID（指令譯碼及取操作數(shù)）、EXE（ALU執(zhí)行）和WB（結果寫回）。現(xiàn)處理器執(zhí)行如下指令序列：ADD R3，R2，R5；R3R2R5SUB R4，R3，2 ；R4R32ADD R5，R2，R3；R5R2R3(1) 流水線中有三類可能存在的數(shù)據相關沖突：寫后讀（RAW）相關；讀后

38、寫（WAR）相關；寫后寫（WAW）相關。指出3條指令間存在哪些類型的數(shù)據相關。(6分)(2) 如果流水線采用推遲相關指令執(zhí)行的方法，畫出時空圖，并根據時空圖指出處理器執(zhí)行這3條指令需要占用多少時鐘周期。(3分)(3) 采用哪種技術在硬件上進行改進，可以使流水線不發(fā)生停頓，從而進一步提高執(zhí)行速度？(3分)華南農業(yè)大學期末考試答案（A卷）2008-2009學年第一學期 考試科目：計算機組成原理考試類型：（閉卷） 考試時間： 120 分鐘學號 年級專業(yè)_題號一二三四五總分得分評閱人十 選擇題（下列每題有且僅有一個正確答案，每小題2分，共20分）12345678910ABDDAACACB十一 填空題（

39、下列每小題2分，共28分）1 _微程序設計級_，_操作系統(tǒng)級_ 2 _3 _350ns_4_PC_5_精簡指令系統(tǒng)計算機_6_2_，_9_7_指令周期_，_CPU周期_8_系統(tǒng)功能部件_，_數(shù)據傳送_9_小_10_停止CPU訪問存_，_DMA與CPU交替訪_十二 計算題（共27分）1 解：x=0.1001 y=0.1111X補00.1001, Y補11.0001, -Y補00.1111 X+Y補00.1001+11.000111.1010 無溢出 X+Y-0.0110 X-Y補00.1001+00.111101.1000 溢出 X-Y+1.1000 > 12 （1）83.3%， （2）6

40、0ns3 流水線的時鐘周期T=max120，80，90，100，60=120ns 加速比C=（40×5）/（5+40-1）=50/11十三 問答題（共12分）1 解：. 諾依曼型計算機的主要設計思想是：存儲程序和程序控制。存儲程序：將解題的程序（指令序列）存放到存儲器中；程序控制：控制器順序執(zhí)行存儲的程序，按指令功能控制全機協(xié)調地完成運算任務。主要組成部分有：控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備。2 解：計算機浮點加減運算的基本步驟分為：1. 0 操作數(shù)的檢查； 2. 比較階碼大小并完成對階； 3. 尾數(shù)進行加或減運算； 4. 結果規(guī)格化并進行舍入處理。十四 分析題（共21分）

41、1 解：（1） 220= 1M， 該存儲器能存儲的信息為：1M×32/8=4MB 。（2）（1024K/256K）×（32/8）= 16（片）； 1024K/256K=4，故需要2位地址作為芯片選擇。（3）該存儲器的組成邏輯框圖為 ：2 解：第（1）組指令中，I1指令運算結果應先寫入R1，然后在I2指令中讀出R1容。由于I2指令進入流水線，變成I2指令在I1指令寫入R1前就讀出R1容，發(fā)生寫后讀（RAW）相關。第（2）組指令中，如果I4指令的加法運算完成時間早于I3指令的乘法運算時間，變成指令I4在指令I3寫入前就寫入R3，導致R3的容錯誤，發(fā)生寫后寫（WAW）相關。第（3

42、）組指令中，I7指令和I8指令沒有涉及到相同的寄存器，所以沒有發(fā)生數(shù)據相關。 第（4）組指令中，I7指令和I8指令都要寫入R1，發(fā)生了寫后寫（WAW）相關。只要I8的完成在I7之后，就不會出錯。華南農業(yè)大學期末考試參考答案（A卷）2009-2010學年第一學期 考試科目：計算機組成原理考試類型：（閉卷） 考試時間： 120 分鐘學號 年級專業(yè)_題號一二三四總分得分評閱人十五 名詞解釋題（下列每題4分，共20分）1 每一位全加器的進位輸入不依賴于低一位的進位輸出，而直接與加數(shù)和最低位進位輸入有關。2 精簡指令系統(tǒng)計算機。3 通常把讀取一個指令字的最短時間規(guī)定為一個CPU周期，若干個CPU周期組成

43、指令周期。4 就是外部總線，連接CPU和其他功能部件如存儲器、通道等的總線。5 直接存訪問，數(shù)據交換不經過CPU，而直接在存和I/O設備之間進行。十六 填空題（下列每空2分，共28分）1 存儲程序2 127，-1283 字模碼41 .0×××52，5667nk/n+k-18獨立請求方式9扇區(qū)，1MB，硒鼓10開中斷，EI十七 計算題（共32分）1 解：X補11.0011, Y補11.0101, -Y補00.1011 X+Y補11.0011+11.010110.1000 下溢（單符號法：最高數(shù)位無進位，符號位有進位） X -Y補11.0011+00.101111.1

44、110 X - Y-0.00102 （1）雙字長二地址，（2）相對尋址，寄存器間接尋址，變址尋址，EA = （R1）+ D，（D） 3（1）h = 6600 /（6600+400）=94 % （2）ta = (6600 x 60+400 x 300) / 7000 = 73.71ns4第（1）I1指令運算結果應先寫入R1，然后在I2指令中讀出R1容。發(fā)生寫后讀（RAW）相關。第（2）I3指令和I4指令存在讀后寫（WAR）相關。第（3）組指令中，I5指令和I6指令存在寫后寫（WAW）相關。十八 綜合題（共20分）1 解：（1）該存儲器能存儲的信息為：222 x 16 / 8= 8MB 。（2）（

45、222/ 512K）×（16 / 4）= 32（片）； 采用字位同時擴展，222/ 512K =8，故需要3位地址作為芯片選擇。（3）擴大字容量還可以采用低位交叉（多體交叉）的辦法，這樣擴充的優(yōu)點是，可以使連續(xù)地址的字分布于不同的模塊中，從而可對這些字并行訪問，提高速度。2 解：（1）控制存儲器：存放微指令微地址寄存器：存放微指令的后繼地址微命令寄存器：存放微命令和P字段地址轉移邏輯：在有分支轉移時形成新的后繼地址（2） 48 4 9 = 35 4 9微命令P后繼地址華南農業(yè)大學期末考試參考答案（A卷）2010- 2011學年第1 學期 考試科目：計算機組成原理考試類型：（閉卷）考試

46、 考試時間：120分鐘學號 年級專業(yè) 題號一二三四總分得分評閱人得分一、 選擇題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）12345ADCDB得分二、填空題（本大題每空2分，共26分）16. 微程序級 。17. 。18. 高速緩沖存儲器、存儲器和輔助存儲器。19. 7.8ms(或者取0.5 ms的整數(shù)倍 7.5ms )。20. 0或者1 。21. 10 。22. CPU周期（或機器周期）。23. RD,DB->MDR,PC+1 。24. MDR->IB，IB->IR 。25. 寫后讀、寫后寫 。26. 互聯(lián)機構 。27. PC和PSW 。28. 周期挪用 。得分三、計算題（本大題