歷年考研計(jì)算機(jī)組成原理真題

歷年考研計(jì)算機(jī)組成原理真題第一頁，共28頁。2009年計(jì)算機(jī)組成原理真題11.馮·諾依曼計(jì)算機(jī)中指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存放在存儲器中，CPU區(qū)分它們的依據(jù)是（）(A)指令操作碼的譯碼結(jié)果(B)指令和數(shù)據(jù)的尋址方式(C)指令周期的不同階段(D)指令和數(shù)據(jù)所在存儲單元12.一個(gè)C語言程序在一臺32位機(jī)器上運(yùn)行.程序中定義了三個(gè)變量xyz,其中x和z是int型,y為short型.當(dāng)x=127,y=-9時(shí),執(zhí)行賦值語句z=x+y后,x、y、z的值分別是（）(A)x=0000007FH,y=FFF9H,z=00000076H(B)x=0000007FH,y=FFF9H,z=FFFF0076H(C)x=0000007FH,y=FFF7H,z=FFFF0076H(D)x=0000007FH,y=FFF7H,z=00000076H第二頁，共28頁。13.浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算過程一般包括對階、尾數(shù)運(yùn)算、規(guī)格化、舍入和判溢出步驟.設(shè)浮點(diǎn)的階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示,且位數(shù)分別為5位和7位(均含2位符號位).若有兩個(gè)數(shù)X=27*29/32,Y=25*5/8,則用浮點(diǎn)加法計(jì)算X+Y的結(jié)果是（）(A)001111100010(B)001110100010(C)010000010001(D)發(fā)生溢出14.某計(jì)算機(jī)的Cache共有16塊，采用2路組相聯(lián)映射方式(即每組2塊)。每個(gè)主存塊大為32字節(jié)，按字節(jié)編址。主存129號單元所在主存塊應(yīng)裝入到的Cache組號是（）(A)0(B)2(C)4(D)615.某計(jì)算機(jī)主存容量為64KB,其中ROM區(qū)為4KB，其余為RAM區(qū)，按字節(jié)編址。現(xiàn)要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片來設(shè)計(jì)該存儲器，則需要上述規(guī)格的ROM芯片和RAM芯片數(shù)分別是（）(A)1，15(B)2，15(C)1，30(D)2，30第三頁，共28頁。16.某機(jī)器字長16位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指令采用相對尋址，由兩個(gè)字節(jié)組成，第一字為操作碼字段，第二字節(jié)為相對位移量字段。假定取指令時(shí)，每取一個(gè)字節(jié)PC自動(dòng)加1。若某移指令所在主存地址為2000H,相對位移量字段的內(nèi)容為06H，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)以后的標(biāo)地址是（）(A)2006H(B)2007H(C)2008H(D)2009H17．下列關(guān)于RISC的敘述中，錯(cuò)誤的是（）(A)RISC普遍采用微程序控制器(B)RISC大多數(shù)指令在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成(C)RISC的內(nèi)部通用寄存器數(shù)量相對CISC多(D)RISC的指令數(shù)、尋址方式和指令格式種類相對CISC少第四頁，共28頁。18某計(jì)算機(jī)的指令流水線由四個(gè)功能段組成，指令流經(jīng)各功能段的時(shí)間(忽略各功能段之間的緩存時(shí)間)分別是90ns、80ns、70ns和60ns，則該計(jì)算機(jī)的CPU時(shí)鐘周期至少是（）(A)90ns(B)80ns(C)70ns(D)60ns19相對于微程序控制器，硬布線控制器的特點(diǎn)是（）(A)指令執(zhí)行速度慢,指令功能的修改和擴(kuò)展容易(B)指令執(zhí)行速度慢,指令功能的修改和擴(kuò)展難(C)指令執(zhí)行速度快,指令功能的修改和擴(kuò)展容易(D)指令執(zhí)行速度快,指令功能的修改和擴(kuò)展難第五頁，共28頁。20．假設(shè)某系統(tǒng)總線在一個(gè)總線周期中并行傳輸4字節(jié)信息，一個(gè)總線周期占用2個(gè)時(shí)鐘周期，總線時(shí)鐘頻率為10MHz，則總線帶寬是（）(A)10MB/s(B)20MB/s(C)40MB/s(D)80MB/s21．假設(shè)某計(jì)算機(jī)的存儲系統(tǒng)由Cache和主存組成，某程序執(zhí)行過程中訪存1000次，其中，訪問Cache缺失(未命中)50次，則Cache的命中率是（）(A)5%(B)9.5%(C)50%(D)95%22．下列選項(xiàng)中，能引起外部中斷的事件是（）(A)鍵盤輸入(B)除數(shù)為0(C)浮點(diǎn)運(yùn)算下溢(D)訪存缺頁第六頁，共28頁。二、綜合題43．(8分)某計(jì)算機(jī)的CPU主頻為500MHz，CPI為5(即執(zhí)行每條指令平均需5個(gè)時(shí)鐘周期)。假定某外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率為0.5MB/s，采用中斷方式與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，以32位為傳輸單位，對應(yīng)的中斷服務(wù)程序包含18條指令，中斷服務(wù)的其他開銷相當(dāng)于2條指令的執(zhí)行時(shí)間。請回答下列問題，要求給出計(jì)算過程。(1)在中斷方式下，CPU用于該外設(shè)I/O的時(shí)間占整個(gè)CPU時(shí)間的百分比是多少?(2)當(dāng)該外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到5MB/s時(shí)，改用DMA方式傳送數(shù)據(jù)。假設(shè)每次DMA傳送大小為5000B，且DMA預(yù)處理和后處理的總開銷為500個(gè)時(shí)鐘周期，則CPU用于該外設(shè)I/O的時(shí)間占整個(gè)CPU時(shí)間的百分比是多少?(假設(shè)DMA與CPU之間沒有訪存沖突)第七頁，共28頁。44．(13分)某計(jì)算機(jī)字長16位，采用16位定長指令字結(jié)構(gòu)，部分?jǐn)?shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)如圖所示。圖中所有控制信號為1時(shí)表示有效、為0時(shí)表示無效。例如控制信號MDRinE為1表示允許數(shù)據(jù)從DB打入MDR；MDRin為1表示允許數(shù)據(jù)從內(nèi)總線打入MDR.假設(shè)MAR的輸出一直處于使能狀態(tài)。加法指令“ADD(R1),R0”的功能為(R0)+((R1))→(R1)，即將R0中的數(shù)據(jù)與R1的內(nèi)容所指主存單元的數(shù)據(jù)相加，并將結(jié)果送入R1的內(nèi)容所指主存單元中保存。第八頁，共28頁。第九頁，共28頁。下表給出上述指令取指和譯碼階段每個(gè)節(jié)拍(時(shí)鐘周期)的功能和有效控制信號，請按表中描述方式用表格列出指令執(zhí)行階段每個(gè)節(jié)拍的功能和有效控制信號。第十頁，共28頁。2010年計(jì)算機(jī)組成原理真題12.下列選項(xiàng)中，能縮短程序執(zhí)行時(shí)間的措施是()

1提高CPU時(shí)鐘頻率;2優(yōu)化數(shù)據(jù)通過結(jié)構(gòu);3對程序進(jìn)行編譯優(yōu)化A.僅1和2B.僅1和3C.僅2和3D.1,2,313.假定有4個(gè)整數(shù)用8位補(bǔ)碼分別表示r1=FEH，r2=F2H，r3=90H，r4=F8H，若將運(yùn)算結(jié)果存放在一個(gè)8位寄存器中，則下列運(yùn)算會發(fā)生溢出的是()A.r1*r2B.r2*r3C.r1*r4D.r2*r4

第十一頁，共28頁。14.假定變量i，f，d數(shù)據(jù)類型分別為int,float,double(int用補(bǔ)碼表示，float和double用IEEE754單精度和雙精度浮點(diǎn)數(shù)表示)，已知i=785，f=1.5678e3，d=1.5e100，若在32位機(jī)器中執(zhí)行下列關(guān)系表達(dá)式，則結(jié)果為真的是()(I)i==(int)(float)i(II)f==(float)(int)f(III)f==(float)(double)f(IV)(d+f)-d==fA.

僅I和IIB.僅I和IIIC.

僅II和IIID.

僅III和IV

15.假定用若干個(gè)2K*4位芯片組成一個(gè)8K*8位存儲器，則0B1FH所在芯片的最小地址是()A.0000HB.0600HC.0700HD.0800H第十二頁，共28頁。16.下列有關(guān)RAM和ROM的敘述中正確的是()IRAM是易失性存儲器，ROM是非易失性存儲器IIRAM和ROM都是采用隨機(jī)存取方式進(jìn)行信息訪問III

RAM和ROM都可用做CacheIV

RAM和ROM都需要進(jìn)行刷新A.僅I和IIB.僅II和IIIC.僅I，II，IIID.僅II，III，IV

17.下列命令組合在一次訪存過程中，不可能發(fā)生的是()A.TLB未命中，Cache未命中，Page未命中B.TLB未命中，Cache命中，Page命中C.TLB命中，Cache未命中，Page命中D.TLB命中，Cache命中，Page未命中第十三頁，共28頁。18.下列寄存器中，匯編語言程序員可見的是()A.存儲器地址寄存器(MAR)

B.程序計(jì)數(shù)器(PC)

C.存儲區(qū)數(shù)據(jù)寄存器(MDR)

D.指令寄存器(IR)19.下列不會引起指令流水阻塞的是()A.數(shù)據(jù)旁路B.數(shù)據(jù)相關(guān)C.條件轉(zhuǎn)移D.資源沖突20.下列選項(xiàng)中的英文縮寫均為總線標(biāo)準(zhǔn)的是()A.PCI、CRT、USB、EISAB.ISA、CPI、VESA、EISAC.ISA、SCSI、RAM、MIPSD.ISA、EISA、PCI、PCI-Express

第十四頁，共28頁。21、單級中斷系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序執(zhí)行順序是（）I保護(hù)現(xiàn)場II開中斷III關(guān)中斷IV保存斷點(diǎn)V中斷事件處理VI恢復(fù)現(xiàn)場VII中斷返回A、I->V->VI->II->VIIB、III->I->V->VIIC、III->IV->V->VI->VIID、IV->I->V->VI->VII

22、假定一臺計(jì)算機(jī)的顯示存儲器用DRAM芯片實(shí)現(xiàn)，若要求顯示分辨率為1600*1200，顏色深度為24位，幀頻為85HZ，顯示總帶寬的50%用來刷新屏幕，則需要的顯存總帶寬至少約為（）A.245MbpsB.979MbpsC.1958MbpsD.7834Mbps

第十五頁，共28頁。二、綜合題43.(11分)某計(jì)算機(jī)字長為16位，主存地址空間大小為128KB，按字編址。采用字長指令格式，指令名字段定義如下：

Ms/Md尋址方式助記符含義000B寄存器直接Rn操作數(shù)=(Rn)001B寄存器間接(Rn)操作數(shù)=((Rn))010B寄存器間接、自增(Rn)+操作數(shù)=((Rn)),(Rn)+1→Rn011B相對D(Rn)轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址=(PC)+(Rn)轉(zhuǎn)移指令采用相對尋址方式，相對偏移是用補(bǔ)碼表示，尋址方式定義如下：注：(X)表示有存儲地址X或寄存器X的內(nèi)容第十六頁，共28頁。請回答下列問題：(1)該指令系統(tǒng)最多可有多少指令?該計(jì)算機(jī)最多有多少個(gè)通用寄存器？存儲地址寄存器(MAR)和存儲數(shù)據(jù)寄存器(MDR)至少各需多少位？

(2)轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址范圍是多少？(3)若操作碼0010B表示加法操作(助記符為add)，寄存器R4和R5得編號分別為100B和101B，R4的內(nèi)容為1234H，R5的內(nèi)容為5678H，地址1234H中的內(nèi)容為5678H，5678H中的內(nèi)容為1234H，則匯編語言為add(R4)，(R5)+(逗號前為源操作符，逗號后為目的操作數(shù))對應(yīng)的機(jī)器碼是什么(用十六進(jìn)制)?該指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲單元的內(nèi)容會改變？改變后的內(nèi)容是什么？第十七頁，共28頁。44.（12分）某計(jì)算機(jī)的主存地址空間為256MB，按字節(jié)編址，指令Cache和數(shù)據(jù)cache分離，均有8個(gè)Cache行，每個(gè)Cache行的大小為64B，數(shù)據(jù)Cache采用直接映射方式，現(xiàn)有兩個(gè)功能相同的程序A和B，其偽代碼如下所示：程序A:inta[256][256];intsum_array1(){inti,j,sum=0;for(i=0;i<256;i++)for(j=0;j<256;j++)sum+=a[i][j];returnsum;}第十八頁，共28頁。程序B:inta[256][256];intsum_array2(){inti,j,sum=0;for(j=0;j<256;j++)for(i=0;i<256;i++)sum+=a[i][j];returnsum;}第十九頁，共28頁。假定int類型數(shù)據(jù)用32位補(bǔ)碼表示，程序編譯時(shí)i,j,sum均分配在寄存器中，數(shù)據(jù)a按行優(yōu)先方式存放，其地址為320（十進(jìn)制數(shù)），請回答下列問題，要求說明理由或給出計(jì)算過程。（1）、若不考慮用于cache一致性維護(hù)和替換算法的控制位，則數(shù)據(jù)Cache的總?cè)萘渴嵌嗌?？?）、數(shù)組元素a[0][31]和a[1][1]各自所在的主存塊對應(yīng)的Cache行號分別是多少（Cache行號從0開始）？（3）、程序A和B的數(shù)據(jù)訪問命令中各是多少？那個(gè)程序的執(zhí)行時(shí)間更短？

第二十頁，共28頁。2011年計(jì)算機(jī)組成原理真題12．下列選項(xiàng)中，描述浮點(diǎn)數(shù)操作速度指標(biāo)的是A.MIPS B.CPIC.IPCD.MFLOPS13．float型數(shù)據(jù)通常用IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示。若編譯器將float型變量x分配在一個(gè)32位浮點(diǎn)寄存器FR1中，且x=-8.25，則FR1的內(nèi)容是A．C1040000H B．C2420000H C．C1840000H D．C1C20000H14．下列各類存儲器中，不采用隨機(jī)存取方式的是A．EPROM B．CDROM C．DRAM D．SRAM第二十一頁，共28頁。15．某計(jì)算機(jī)存儲器按字節(jié)編址，主存地址空間大小為64MB，現(xiàn)用4M×8位的RAM芯片組成32MB的主存儲器，則存儲器地址寄存器MAR的位數(shù)至少是A.22位 B.23位C.25位 D.26位16．偏移尋址通過將某寄存器內(nèi)容與一個(gè)形式地址相加而生成有效地址。下列尋址方式中，不屬于偏移尋址方式的是A．間接尋址B．基址尋址C．相對尋址D．變址尋址17．某機(jī)器有一個(gè)標(biāo)志寄存器，其中有進(jìn)位/借位標(biāo)志CF、零標(biāo)志ZF、符號標(biāo)志SF和溢出標(biāo)志OF，條件轉(zhuǎn)移指令bgt（無符號整數(shù)比較大于時(shí)轉(zhuǎn)移）的轉(zhuǎn)移條件是A．CF+OF＝1 B．/SF+ZF＝1 C．/(CF+ZF)=1 D．/(CF+SF)=1第二十二頁，共28頁。18．下列給出的指令系統(tǒng)特點(diǎn)中，有利于實(shí)現(xiàn)指令流水線的是指令格式規(guī)整且長度一致II.指令和數(shù)據(jù)按邊界對齊存放III.只有Load/Store指令才能對操作數(shù)進(jìn)行存儲訪問A.僅I、IIB.僅II、IIIC.僅Ⅰ、ⅢD.I、II、III19．假定不采用Cache和指令預(yù)取技術(shù)，且機(jī)器處于“開中斷”狀態(tài)，則在下列有關(guān)指令執(zhí)行的敘述中，錯(cuò)誤的是A．每個(gè)指令周期中CPU都至少訪問內(nèi)存一次B．每個(gè)指令周期一定大于或等于一個(gè)CPU時(shí)鐘周期C．空操作指令的指令周期中任何寄存器的內(nèi)容都不會被改變D．當(dāng)前程序在每條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)都可能被外部中斷打斷第二十三頁，共28頁。20．在系統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)線上，不可能傳輸?shù)氖茿．指令B．操作數(shù)C．握手（應(yīng)答）信號D．中斷類型號21．某計(jì)算機(jī)有五級中斷L4～L0，中斷屏蔽字為M4M3M2M1M0，Mi=1（0≤i≤4）表示對Li級中斷進(jìn)行屏蔽。若中斷響應(yīng)優(yōu)先級從高到低的順序是L4→L0→L2→L1→L3，則L1的中斷處理程序中設(shè)置的中斷屏蔽字是A．11110B．01101C．00011D．0101022．某計(jì)算機(jī)處理器主頻為50MHz，采用定時(shí)查詢方式控制設(shè)備A的I/O，查詢程序運(yùn)行一次所用的時(shí)鐘周期數(shù)至少為500。在設(shè)備A工作期間，為保證數(shù)據(jù)不丟失，每秒需對其查詢至少200次，則CPU用于設(shè)備A的I/O的時(shí)間占整個(gè)CPU時(shí)間的百分比至少是A．0.02%B．0.05%C．0.20%D．0.50%第二十四頁，共28頁。二、綜合應(yīng)用題43．（11分）假定在一個(gè)8位字長的計(jì)算機(jī)中運(yùn)行如下類C程序段：unsignedintx=134;unsignedinty=246;intm=x;intn=y;unsignedintz1=x-y;unsignedintz2=x+y;intk1=m-n;intk2=m+n;若編譯器編譯時(shí)將8個(gè)8位寄存器R1～R8分別分配給變量x、y、m、n、z1、z2、k1和k2。第二十五頁，共28頁。請回答下列問題（提示：帶符號整數(shù)用補(bǔ)碼表示）（1）執(zhí)行上述程序段后，寄存器R1、R5和R6的內(nèi)容分別是什么？（用十六進(jìn)制表示）（2）執(zhí)行上述程序段后，變量m和k1的值