計算機組成原理試卷2及答案.doc

哈工大 年 秋 季學期班號姓名計算機組成原理 試 題題號一二三四五六七八九十總分分數(shù)一、 填空題（24分）1DMA的數(shù)據(jù)塊傳送可分為 、 和 階段。2設(shè) n = 16 （不包括符號位），機器完成一次加和移位各需100ns，則原碼一位乘最多需 ns,補碼Booth算法最多需 ns。3設(shè)相對尋址的轉(zhuǎn)移指令占2個字節(jié)，第一字節(jié)為操作碼，第二字節(jié)是位移量（用補碼表示），每當CPU從存儲器取出一個字節(jié)時，即自動完成（pc）+ 1 pc。設(shè)當前指令地址為3008H，要求轉(zhuǎn)移到300FH，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容應為 。若當前指令地址為300FH，要求轉(zhuǎn)移到3004H，則該轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容為 。4設(shè)浮點數(shù)階碼為8位（含1位階符），用移碼表示，尾數(shù)為24位（含1位數(shù)符），用補碼規(guī)格化表示，則對應其最大正數(shù)的機器數(shù)形式為 ，真值為 （十進制表示）；對應其絕對值最小負數(shù)的機器數(shù)形式為 ，真值為 （十進制表示）。 5利用 指令進行輸入輸出操作的I/O編址方式為統(tǒng)一編址。第 1 頁 （共 7 頁）試 題：計算機組成原理 班號： 姓名：6一個組相聯(lián)映像的Cache，有128塊，每組4塊，主存共有16384塊，每塊64個字，則主存地址共 位，其中主存字塊標記應為 位，組地址應為 位，Cache地址共 位。7 和 組成存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。8在總線集中式判優(yōu)控制中， 方式對故障很敏感， 方式速度最快。對于同步通信而言，影響其效率的主要因素是 ，它一般用于 場合。二、解釋下列概念（20分）1機器周期和時鐘周期2周期挪用和向量地址3中斷隱指令及其功能4雙重分組跳躍進位第 2 頁 （共 7 頁）試 題：計算機組成原理 班號： 姓名：5水平型微指令6超標量和超流水線三、（6分）已知x = 0.1001 y = 0.1101 計算 （機器數(shù)形式自定）。 第 3 頁 （共 7 頁）試 題：計算機組成原理 班號： 姓名：四、（6分）某模型機共有64種操作，操作碼位數(shù)固定，且具有以下特點：（1） 采用一地址或二地址格式；（2） 有寄存器尋址、直接尋址和相對尋址（位移量為-128 127）三種尋址方式；（3） 有16個通用寄存器，算術(shù)運算和邏輯運算指令的操作數(shù)均在寄存器中，結(jié)果也在寄存器中；（4） 取數(shù)/存數(shù)指令在通用寄存器和存儲器之間傳送；（5） 存儲器容量為1MB、按字節(jié)編址。要求設(shè)計：算邏指令，取數(shù)/存數(shù)指令和相對轉(zhuǎn)移指令的格式，并簡述理由。 第 4 頁 （共 7 頁）試 題：計算機組成原理 班號： 姓名：138譯碼器五（10分）設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用IO/ M作訪存控制信號，用R/W作讀寫命令信號，現(xiàn)有下列存儲芯片及138譯碼器和各種門電路（自定）。RAM 2K8位， 4K4位， 8K8位ROM 2K8位， 4K8位， 8K8位 畫出CPU與存儲器的連接圖，要求（1） 最小8K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，與其相鄰的4K地址空間為用戶程序區(qū)；（2） 合理選用上述存儲芯片，并寫出每片存儲芯片的地址范圍；（3） 詳細畫出存儲芯片的片選邏輯。第 5 頁 （共 7 頁）試 題：計算機組成原理 班號： 姓名：第 6 頁 （共 7 頁）試 題：計算機組成原理 班號： 姓名：六、（14分）（1）畫出主機框圖（要求畫到寄存器級）； （2）若存儲器容量為64K32位，指出圖中各寄存器的位數(shù)； （3）寫出組合邏輯控制器完成 STA X （X為主存地址）指令發(fā)出的全部微操作命令及節(jié)拍安排； （4）若采用微程序控制，還需增加哪些微操作？第 7 頁 （共 7 頁）哈工大 學年 秋 季學期 計算機組成原理 試 題 答 案一、填空（24分）1預處理；數(shù)據(jù)傳送；后處理。23200；3300。305H；F3H。41,1111111;0.111（23個1）；2127(1-2-23)；0,0000000;1.011（22個1）；-2-128(2-1+2-23)。5訪存。620；9；5；13。7Cache-主存；主存-輔存。8鏈式查詢；獨立請求；以最慢速度的部件設(shè)計公共時鐘；各部件存取時間比較一致的。二、名詞解釋(20分)1機器周期和時鐘周期答：機器周期：基準，存取周期。時鐘周期：節(jié)拍，時鐘頻率的倒數(shù)，機器基本操作的最小單位。2周期挪用和向量地址答：周期挪用：DMA方式中由DMA接口向CPU申請占用總線，占用一個存取周期。向量地址：中斷方式中由硬件產(chǎn)生向量地址，即中斷入口地址。3中斷隱指令及其功能答：中斷隱指令是在機器指令系統(tǒng)中沒有的指令，它是CPU在中斷周期內(nèi)由硬件自動完成的一條指令，其功能包括保護程序斷點、尋找中斷服務(wù)程序的入口地址、關(guān)中斷等功能。4雙重分組跳躍進位答：n位全加器分成若干大組，大組內(nèi)又分成若干小組，大組中小組的最高進位同時產(chǎn)生，大組與大組間的進位串行傳送。5水平型微指令答：水平型微指令的特點是一次能定義并執(zhí)行多個并行操作的微命令。從編碼方式看，直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼以及直接和字段混合編碼都屬水平型微指令。其中直接編碼速度最快，字段編碼要經(jīng)過譯碼，故速度受影響。6超標量和超流水線答：超標量（Super scalar）技術(shù)是指在每個時鐘周期內(nèi)可同時并發(fā)多條獨立指令，即以并行操作方式將兩條或兩條以上指令編譯并執(zhí)行。超流水線（Super pipe lining）技術(shù)是將一些流水線寄存器插入到流水線段中，好比將流水線再分道。三、計算題（6分）X補=0.1001，Y補=1.0011，X/Y補=10101，X/Y= 0.1011，-Y補=0.1101，補碼：0.1001+1.00111.110011.10001 +0.11010.0101100.101010 +1.00111.11011011.1010101 +0.11010.011110100.111010101原碼：X原=0.1001，Y原=1.1101，0.1001+1.00111.110001.10000 +0.11010.0101010.101001 +1.00111.11010101.1010010 +0.11010.011101010.11100101 +1.00110.000101011四、（6分）答：6244算邏指令OP尋址RR628相對轉(zhuǎn)移指令OP尋址相對位移量-1281276244取數(shù)/存數(shù)指令雙字長指令直接尋址20OP尋址RR16五、（10分）答：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000000000000000004KX8 ROM兩片00001111111111110001000000000000000111111111111100100000000000004KX4RAM兩片0010111111111111六、（14分）（2）ACCMQALUXIRMDRPCMAR323232323232