2023年計算機組成與系統(tǒng)結構課程考試試卷

長江大學試卷院（系、部）長江大學試卷院（系、部）班級姓名學號序號…………….…………….密………封………………..…..線……..《計算機組成與系統(tǒng)結構》課程考試試卷(C卷)專業(yè)：年級：考試方式:學分:考試時間:分鐘題號一二三四五六七八總分得分閱卷人得分一、填空題(每小題2分,共２０分)1、計算機的運算精度與機器的①有關，為解決精度與硬件成本的矛盾,大多數計算機使用__②。答:①字長②變字長運算2、若[x１]補=101１0111,［ｘ２]原=1.01１0１，則數x1的十進制數真值是①,x2的十進制數真值是②。答:①－73②-０.7１875（給的答案仿佛有問題，掌握方法即可)3、在浮點運算過程中，假如運算結果的尾數部分不是①形式，則需要進行規(guī)格化解決。設尾數采用補碼表達形式，當運算結果②時,需要進行右規(guī)操作;當運算結果③時，需要進行左規(guī)操作。答：①規(guī)格化②溢出③不是規(guī)格化數4、將兩個842１BCＤ碼相加,為了得到對的的十進制運算結果,需要對結果進行修正，其修正方法是①。答：①兩個8421碼相加后，若相加的和數<1０,則不需修正，按二進制規(guī)則相加的結果就是對的的８421碼的和數；若相加的和數≥10,則需在二進制相加的結果上加“011０”進行修正。5、Ｃaｃｈe使用的是①存儲芯片,主存使用的是②存儲芯片。答:①SＲＡＭ②DRAM6、衡量非格式化硬盤的一個磁表面存儲容量的兩個指標是①和②。答:①道密度②位密度7、在鏈式查詢和獨立請求兩種總線控制判優(yōu)方式中，響應時間最快的是①方式;對電路故障最敏感的是②方式。答:①獨立請求②鏈式查詢8、在程序執(zhí)行過程中,控制器控制計算機的運營總是處在①、分析指令和②的循環(huán)之中。答：①取指令②執(zhí)行指令9、顯示器的刷新存儲器(或稱顯示緩沖存儲器)的容量是由①、②決定的。答：①分辨率②灰度級或色彩數1０、I/O通道是一個特殊功能的①,它有自己的②,專門負責數據輸入輸出的傳輸控制，CＰＵ只負責③功能。答:①Ｉ/O控制器②指令執(zhí)行部件③啟、停Ｉ/Ｏ通道,查詢通道及I/Ｏ設備狀態(tài),控制I/O通道進行某些操作閱卷人得分二、單選題(每小題2分，共30分）1、計算機系統(tǒng)中，硬件可以直接辨認的指令是Ａ。Ａ.機器指令B.匯編語言指令Ｃ．高級語言指令D.特權指令２、指令系統(tǒng)中采用不同的尋址方式的重要目的是B。A.增長內存的容量Ｂ.縮短指令長度，擴大尋址范圍C.提高訪問內存的速度Ｄ．簡化指令譯碼電路3、在相對尋址方式中,若指令中地址碼為X，則操作數的地址為B。Ａ.XB.（PＣ)＋ＸC．X+段基址Ｄ.變址寄存器+X4、在堆棧中，保持不變的是C。A.棧頂B.堆棧指針C.棧底D.棧中的數據5、在變址寄存器尋址方式中,若變址寄存器的內容是4E3ＣＨ,給出的偏移量是63H則它相應的有效地址是D。A．63HB.４D9ＦHＣ.4E3CHD．4E9FH6、設[x]補=１.ｘ１x2x3x4x5x6x７x8,當滿足A時,x>-１/２成立。Ａ.x1=1，x2～x8至少有一個為1B．x1=0,x2～x8至少有一個為1C.x1=1,ｘ2～x8任意D.x1＝0，ｘ2~x8任意7、動態(tài)RＡM與靜態(tài)ＲAM相比，其優(yōu)點是＿__C___。A．動態(tài)RＡM的存儲速度快。B.動態(tài)RAM不易丟失數據。C.在工藝上,比靜態(tài)RAM的存儲密度高。D.控制比靜態(tài)RAM簡樸。8、下面敘述不對的的是_＿_C___。A．半導體存儲器可隨時存取信息，掉電后信息丟失。B.在訪問存儲器時,訪問時間與單元的物理位置無關。C．內存儲器中存儲的信息均是不可改變的。D.存儲器和只讀存儲器可以統(tǒng)一編址。9、某５1２×8位RAM芯片采用一位讀/寫線控制讀寫，該芯片的引腳至少有___C___。A.1７條Ｂ.１9條C.21條D.５２2條10、程序計數器的功能是___D___。A.存放微指令地址B．計算程序長度C.存放指令D．存放下條機器指令的地址11、在中斷響應過程中，保護程序計數器的作用是B。Ａ.使CPU能找到中斷解決程序的入口地址B.使中斷返回后,能回到斷點處繼續(xù)原程序的執(zhí)行C.使ＣPU和外圍設備能并行工作Ｄ．為了實現中斷嵌套12、下面哪種情況會提出中斷請求?B。A.產生存儲周期竊取B．一次I/O操作結束C.兩個數相加D.上述三種情況都發(fā)生1３、若顯示器的灰度級為１6，則每個像素的顯示數據位數至少是___A＿__。A.４位B.8位Ｃ.16位D．24位14、總線中地址總線的作用是C。A．用于選擇存儲器單元B．用于選擇I／O設備C.用于指定存儲器單元和I/O設備接口寄存器的地址D.決定數據總線上數據的傳輸方向１5、補碼加法運算的規(guī)則是B。Ａ.操作數用補碼表達，符號位單獨解決B.操作數用補碼表達,連同符號位一起相加C．操作數用補碼表達,將加數變補，然后相加D.操作數用補碼表達,將被加數變補,然后相加閱卷人得分三、判斷題(每小題1分,共10分)1、ＳＲAＭ每個單元的規(guī)模大于DＲＡM的。√2、計算機使用總線結構的重要優(yōu)點是便于實現模塊化,同時減少了信息傳輸線的數目?！蹋场渭壷袛嗯c多級中斷的區(qū)別是單級中斷只能實現單中斷,而多級中斷可以實現多重中斷或中斷嵌套?！?、采用DMA方式進行數據傳送的設備，比不采用DMA方式進行數據傳送的設備優(yōu)先級要高?！?、在計算機的指令系統(tǒng)中，真正必需的指令種類并不多，很多指令都是為了提高機器速度和便于編程而引入的?！?、一個通道可以連接多個外圍設備控制器,一個外圍設備控制器可以管理一臺或多臺外圍設備。√7、通道程序是由通道控制字組成的，通道控制字也稱通道指令?！?、運算器的重要功能是進行加法運算。×９、在規(guī)格化浮點表達中,保持其他方面不變，只是將階碼部分由移碼表達改為補碼表達,則會使該浮點表達的數據表達范圍增大?！?0、在生成CRC校驗碼時，采用不同的生成多項式，所得到CRＣ校驗碼的校錯能力是相同的?！灵喚砣说梅炙?、簡述題(每小題５分，共15分)1、試述組合邏輯控制器與微程序控制器的組成差別?答：組合邏輯控制器采用組合邏輯技術實現,其微操作信號發(fā)生器是由門電路組成的復雜樹形網絡構成的。微程序控制器采用存儲邏輯實現，將微操作控制信號以編碼字(即微指令）的形式存放在控制存儲器中。執(zhí)行指令時,通過依次讀取一條條微指令,產生一組組操作控制信號,控制有關功能部件完畢一組組微操作。微程序控制器的設計思想和組合邏輯設計思想截然不同。它具有設計規(guī)整，調試、維修以及更改、擴充指令方便的優(yōu)點,易于實現自動化設計。但是，由于它增長了一級控制存儲器,所以指令的執(zhí)行速度比組合邏輯控制器慢。2、馮·諾依曼計算機的基本思想是什么?答:馮·諾依曼計算機的基本思想包含三個方面:1)計算機由輸入設備、輸出設備、運算器、存儲器和控制器五大部件組成。2）采用二進制形式表達數據和指令。3）采用存儲程序方式。３、試述指令周期、ＣPU周期、節(jié)拍周期三者的關系。答：指令周期是指從取指令、分析指令到執(zhí)行完該指令所需的所有時間。機器周期又稱ＣPU周期，是指令執(zhí)行過程中的相對獨立的階段。把一個機器周期等提成若干個時間區(qū)間,每一時間區(qū)間稱為一個節(jié)拍,一個節(jié)拍相應一個電位信號，控制一個或幾個微操作的執(zhí)行。由于各種指令的操作功能不同，繁簡限度不同,因此各種指令的指令周期也不盡相同。一條指令的執(zhí)行過程(即指令周期）由若干個機器周期所組成,每個機器周期完畢一個基本操作。一個機器周期中包含若干節(jié)拍。閱卷人得分五、計算題(25分)１、已知x＝２-011×0．101100,y＝2-010×（－0.01１1０0)，按機器補碼浮點運算環(huán)節(jié)，計算[ｘ±ｙ]補。(6分）解：先將x、y轉換成機器數形式:[ｘ］補=1，101;0.１011０0,[y］補＝1,１１0;１.1001００［Ex]補=1,１01,[y]補=1,１１0，[Mｘ］補=0.10１100,[Ｍy］補=１.１00100

1）對階:［E]補=[Ｅx]補+[-Ey]補=１1,101+０0，010=11，111<0，應Ex向Ey對齊,則：[Ex]補+1=11,10１＋00，001＝１1，11０＝[Ey]補[x]補=1，110；0.01０1１02)尾數運算:

[Mx]補+[My]補＝0.0101１０+11.10０100＝11.11101０[Mx]補＋[-Mｙ]補=0.010110＋０0.011１00=０0．１１０0103）結果規(guī)格化：

[ｘ+y]補＝11,110;11.1１１０10=11,０1１；1１.0１0000（尾數左規(guī)3次,階碼減３)

［ｘ－y]補=11，11０;00.１10０10,已是規(guī)格化數。4)舍入：無5）溢出:無則：x＋y＝2-101×（-0.11００00）x-ｙ=2-01０×０.1100１02、設機器Ａ的主頻為8MHｚ,機器周期含4個時鐘周期,且該機的平均指令執(zhí)行速度是0.4MIPＳ,試求該機的平均指令周期和機器周期，每個指令周期中含幾個機器周期?假如機器B的主頻為12ＭＨz，且機器周期也含４個時鐘周期,試問B機的平均指令執(zhí)行速度為多少MIPS？(5分)解：先通過A機的平均指令執(zhí)行速度求出其平均指令周期,再通過主頻求出時鐘周期,然后進一步求出機器周期。Ｂ機參數的算法與A機類似。計算如下:A機平均指令周期=１／0．4MIPS＝2．5μｓA機時鐘周期＝1/8MHｚ=１25ｎｓA機機器周期=125ns×4=50０ｎs=0.5μsＡ機每個指令周期中含機器周期個數＝2.5μs÷0.5μs=5個B機時鐘周期=１/12MHz８３nsB機機器周期＝83ns×4=332ns設B機每個指令周期也含5個機器周期,則：B機平均指令周期=332ns×5=1．66μsＢ機平均指令執(zhí)行速度=1/１.６6μs=0.６ＭIＰS結論:主頻的提高有助于機器執(zhí)行速度的提高。3、假設某存儲器地址長為22位,存儲器字長為16位，試問：(1)該存儲器能存儲多少字節(jié)信息？（2分）(２）若用64K×4位的ＤRAM芯片組織該存儲器,則需多少片芯片？（2分)（３）在該存儲器的２２位地址中,多少位用于選片尋址？多少位用于片內尋址？（２分)解:(1)該存儲器可存儲222×2＝２2３＝8MＢ的信息。(2)需要芯片222×1６/64×210×４＝２８=25６（3)2２位地址中，16位用于片內尋址，6位用于選片尋址。4、某磁盤存儲器轉速為3000轉/分，共有4個記錄盤面，每毫米5道,每道記錄信息122８8字節(jié),最小磁道直徑為230mm，共有275道，求：（1)磁盤存儲器的存儲容量;(1分）(2）最高位密度(最小磁道的位密度）和最低位密度;(2分）(3)磁盤數據傳輸率;(2分)(4)平均等待時間。（１分)解:（1)存儲容量＝２7５道×1228８Ｂ/道×4面=１35１6８０0Ｂ?（2)最高位密度=12288B/２30≈1７Ｂ/mm≈1３6位/ｍm（向下取整）?最大磁道直徑=230ｍm＋２75道/５道×2=２30mｍ+110ｍm=３４0mm?最低位密