中北大學(xué) 計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)2010期末考試試題

1、 2010/2011 學(xué)年 第 一 學(xué)期末考試試題（A卷） 課程名稱 計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu) 使用班級(jí)： 08060343,08060344,08060345,08060346 總分得分 一、 單項(xiàng)選擇題（共20分，每小題 2 分，答案必須寫到下表中，否則不計(jì)分）題號(hào)12345678910答案1、設(shè)X=-0.101101，則X補(bǔ)為_。A.1.101111 B.1.010011 C.1.010010 D.1.1001112、定點(diǎn)32位字長的字，采用補(bǔ)碼形式表示時(shí),一個(gè)字所能表示的整數(shù)范圍是_。A.-231 +（231 -1） B.-（231 1） +（231 1） C.-（231 + 1） +23

2、1 D.-231 +231 3、 某機(jī)字長16位，其中1位符號(hào)位，15位數(shù)值位。若用定點(diǎn)小數(shù)表示，則最大正小數(shù)為_。A.+（1 2-16） B.+（1 2-15） C.2-16 D.2-154、（1997）10化成十六進(jìn)制數(shù)是_。A（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7F0）165、下列數(shù)中最小的數(shù)是_。A（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（312）10 6、若浮點(diǎn)數(shù)用補(bǔ)碼表示，則判斷運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)的方法是_。A.階符與數(shù)符相同為規(guī)格化數(shù)B.階符與數(shù)符相異為規(guī)格化數(shù)C.數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相異為規(guī)格化數(shù)D.數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)

3、后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化數(shù)7、微程序存放在( )A.堆棧中B.主存中C.控制存儲(chǔ)器中D.磁盤中8、比較硬布線控制器和微程序控制器，下列說法正確的是( )A.硬布線控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)整B.硬布線控制器執(zhí)行速度慢C.微程序控制器執(zhí)行速度快D.微程序控制器容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜指令控制9、 算術(shù) / 邏輯運(yùn)算單元74181ALU可完成_。A.16種算術(shù)運(yùn)算功能B.16種邏輯運(yùn)算功能C.16種算術(shù)運(yùn)算功能和16種邏輯運(yùn)算功能D.4位乘法運(yùn)算和除法運(yùn)算功能10、某SRAM芯片，存儲(chǔ)容量為16K×8位，該芯片的地址線和數(shù)據(jù)線數(shù)目為_。A.64，8 B.16，64 C.14，8 D.16，8 。 得分二、填空

4、（共40分，每小題2分）1、假設(shè)將系統(tǒng)中某一部件的處理速度加快到10倍，該部件的原處理時(shí)間僅為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的40%，則采用加快措施后能使整個(gè)系統(tǒng)的性能提高_(dá)。2、若浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼在前，尾數(shù)在后，階碼長度q =4，尾數(shù)長度p =12(均包括符號(hào)位且都用補(bǔ)碼表示)，rm=2。則該格式浮點(diǎn)數(shù)所表示的正的最大值為_，正的最小值為_，負(fù)的最大值為_，負(fù)的最小值為_。3、微指令由_字段和_字段組成。4、接口中一般包括數(shù)據(jù)端口，_端口和_端口。5、現(xiàn)有RAM芯片8K×4的若干，若要求構(gòu)成一個(gè)16K×8的RAM陣列，需_個(gè)這樣的芯片，若該RAM陣列的起始地址為8000H，則結(jié)束地

5、址為_。6、通道控制方式典型的四級(jí)結(jié)構(gòu)為主機(jī)、_、_和_。7、用74181和74182構(gòu)成16位先行進(jìn)位運(yùn)算器，需要74181_片，74182_片。8、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義是_。9、使用一個(gè)4段浮點(diǎn)加法流水線（每段時(shí)間均為t）完成運(yùn)算X1+ X2+ X3+ X4+ X5+ X6+ X7+ X8(其中X1X8均為浮點(diǎn)數(shù))，則完成此運(yùn)算所需時(shí)間為 ，該流水線的吞吐率為 ，加速比為 。得分三、（8分）已知X=0.100001，Y=­0.100101，用原碼一位乘法計(jì)算X×Y。（要求寫出詳細(xì)計(jì)算過程）得分四、（8分）若某機(jī)指令字長為12位，每個(gè)地址碼長為3位，指令中包括三地址指令，

6、二地址指令，單地址指令和零地址指令?，F(xiàn)要求設(shè)計(jì)：三地址指令4條，二地址指令31條，單地址指令7條，零地址指令8條。請(qǐng)用擴(kuò)展編碼法為其編碼。得分五、（14分）基于程序訪問的局部性原理，建立了存儲(chǔ)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)?；卮鹣旅鎲栴}：（1）什么是存儲(chǔ)系統(tǒng)？（2）有一主存-CACHE層次的存儲(chǔ)器，其主存容量為1MB，CACHE容量為16KB，每塊8B，CACHE每組包括4塊，若采用組相連映像方式，請(qǐng)問主存的地址格式。（3）若CPU發(fā)出的主存地址為13245H，問該單元位于主存的哪一塊？映像到CACHE的哪一塊？（4）若CACHE的存取周期為20ns，命中率為0.90，希望采用CACHE后的加速比大于10，那

7、么要求主存儲(chǔ)器的存取周期應(yīng)滿足什么條件？得分六、（10分）（1）簡(jiǎn)述機(jī)器語言指令和微指令之間的關(guān)系。（2在基本模型機(jī)的實(shí)驗(yàn)中，機(jī)器語言指令存放在哪？微指令存放在哪？（3）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中基本模型機(jī)的數(shù)據(jù)通路如下，用方框圖描述加法指令(R0+R0R0)從取指令開始到執(zhí)行完的全部過程。2010/2011 學(xué)年 第 一 學(xué)期末考試試題（A卷）答案 課程名稱 計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu) 使用班級(jí)： 08060343,08060344,08060345,08060346 二、 單項(xiàng)選擇題（共20分，每小題 2 分，答案必須寫到下表中，否則不計(jì)分）題號(hào)12345678910答案BABABCCDCC二、填空（共40分，

8、每空2分）1、 1.562、（1-2-11）27,2-12-8,-(2-1+2-11)2-8,-273、操作控制，順序控制（或下址）4、控制，狀態(tài)5、4，BFFFH6、通道，設(shè)備控制器，設(shè)備7、4,18、程序員所看到的計(jì)算機(jī)的基本屬性。9、15t,7/15t,28/15三、解答：當(dāng)成兩正數(shù)去做，X=0.100001 Y=0.100101部分積乘數(shù)說明00.0000000.100101乘數(shù)低位為1,+X右移一位+00.10000100.10000100.01000010.10010乘數(shù)低位為0,右移一位00.001000010.1001乘數(shù)低位為1, +X右移一位+00.10000100.101

9、00100.0101001010.100乘數(shù)低位為0,右移一位00.00101001010.10乘數(shù)低位為0,右移一位00.000101001010.1乘數(shù)低位為1, +X右移一位+00.10000100.10011000.0100110001010 （6分）所以X×Y 原=（01）.，即X×Y=-0.（8分）四、解答：操作碼A3A2A1000A3A2A1011100000A2A1100111101000A2A1101111110000A2A1110111111000A2A1111110111111000A1111111110111111111000111111111111（8分）五、（14分）（1）存儲(chǔ)系統(tǒng)是將兩個(gè)或兩個(gè)以上具有不同容量，不同速度，不同價(jià)格的存儲(chǔ)器，按照硬件，軟件或硬件和軟件結(jié)合的方式構(gòu)成的系統(tǒng)。 （2分）（2）主存每組內(nèi)的塊數(shù)=CACHE分組數(shù)=16KB/(4*8B)=29，所以組內(nèi)塊號(hào)9位主存組號(hào)（8位）組內(nèi)塊號(hào)(9位)塊內(nèi)地址（3位）（6分）（10分）（4）若主存的的存取周期為tns,主存儲(chǔ)器的存取