2021年長(zhǎng)春理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》科目期末試卷A(有答案)

2021年長(zhǎng)春理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、某機(jī)器字長(zhǎng)為32位，存儲(chǔ)器按半字編址，每取出一條指令后PC的值自動(dòng)+2，說明其指令長(zhǎng)度是（）。A.16位B.32位C.128位D.256位2、假設(shè)變址寄存器R的內(nèi)容為1000H，指令中的形式地址為2000H：地址1000H中的內(nèi)容為2000H，地址2000H中的內(nèi)容為3000H，地址3000H中的內(nèi)容為4000H，則變址尋址方式下訪問到的操作數(shù)是（）。A.1000HB.2000HC.3000HD.4000H3、下列關(guān)于浮點(diǎn)數(shù)加減法運(yùn)算的敘述中，正確的是（）。I.對(duì)階操作不會(huì)引起階碼上溢或下溢Ⅱ.右歸和尾數(shù)舍入都可能引起階碼上溢Ⅲ.左歸時(shí)可能引起階碼下溢IV.尾數(shù)溢出時(shí)結(jié)果不一定溢出A.僅Ⅱ、ⅢB.僅I、Ⅱ、ⅢC.僅I、Ⅲ、IⅣD.I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4、組成一個(gè)運(yùn)算器需要多個(gè)部件，但下面所列（）不是組成運(yùn)算器的部件。A.通用寄存器組B.數(shù)據(jù)總線C.ALUD.地址寄存器5、常用的（n，k）海明碼中，冗余位的位數(shù)為（）。A.n+kB.n-kC.nD.k6、關(guān)于Cache的3種基本映射方式，下面敘述中錯(cuò)誤的是（）。A.Cache的地址映射有全相聯(lián)、直接和多路組相聯(lián)3種基本映射方式B.全相聯(lián)映射方式，即主存單元與Cache單元隨意對(duì)應(yīng)，線路過于復(fù)雜，成本太高C.多路組相聯(lián)映射是全相聯(lián)映射和直接映射的一種折中方案，有利于提高命中率D.直接映射是全相聯(lián)映射和組相聯(lián)映射的一種折中方案，有利于提高命中率7、若數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中采用以低字節(jié)地址為字地址的存放方式（小端存儲(chǔ)），則十六進(jìn)制數(shù)12345678H按自己地址由小到大依次存為（）。A.12345678B.87654321C.78563412D.341278568、CPU中不包括（）。A.操作碼譯碼器B.指令寄存器C.地址譯碼器D通用寄存器9、計(jì)算機(jī)硬件能夠直接執(zhí)行的是（）。1.機(jī)器語言程序IⅡ.匯編語言程序Ⅲ.硬件描述語言程序入A.僅IB.僅I、ⅡC.僅I、ⅢD.I、Ⅱ、Ⅲ10、下列有關(guān)總線定時(shí)的敘述中，錯(cuò)誤的是（）。A.異步通信方式中，全互鎖協(xié)議最慢B.異步通信方式中，非互鎖協(xié)議的可靠性最差C.同步通信方式中，同步時(shí)鐘信號(hào)可由各設(shè)備提供D.半同步通信方式中，握手信號(hào)的采樣由同步時(shí)鐘控制11、某同步總線的時(shí)鐘頻率為100MHz，寬度為32位，地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用，每傳輸一個(gè)地址或數(shù)據(jù)占用一個(gè)時(shí)鐘周期。若該總線支持突發(fā)（猝發(fā)）傳輸方式，則一次“主存寫”總線事務(wù)傳輸128位數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間至少是（）。A.20nsB.40nsC.50nsD.80ns12、關(guān)于通用寄存器，下列說法正確的是（）。A.可存放指令的寄存器B.可存放程序狀態(tài)字的寄存器C.本身具有計(jì)數(shù)邏輯與移位邏輯的寄存器D.可存放運(yùn)算結(jié)果的寄存器13、下列關(guān)于超標(biāo)量流水線特性的敘述中，正確的是（）。I.能縮短流水線功能段的處理時(shí)間II.能在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)發(fā)射多條指令I(lǐng)II.能結(jié)合動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)提高指令執(zhí)行并行性A.僅IIB.僅I、IIIC.僅I、IID.I、II、III14、在單級(jí)中斷系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序執(zhí)行順序是（）a.保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)：b.開中斷；c.關(guān)中斷：d.保存斷點(diǎn)：e.中斷事件處理：f.恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)：g.中斷返回A.a→e→f→b→gB.c→a→e→gC.c→d→e→f→gD.d→a→c→f→g15、CPU在中斷周期中（）A.執(zhí)行中斷服務(wù)程序B.執(zhí)行中斷隱指令C.與I/O設(shè)備傳送數(shù)據(jù)D.處理異常情況二、填空題16、主存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)主要是存儲(chǔ)容量、存取時(shí)間、_______和_______17、目前的CPU包括________、________和cache、18、按IEEE754標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)由_______、_______、_______三個(gè)域組成。19、計(jì)算機(jī)軟件一般分為兩大類：一類叫________，另一類叫________操作系統(tǒng)屬于________類。20、形成指令尋址的方式，稱為指令尋址方式，有順序?qū)ぶ泛蚠______尋址兩種，使用_______來跟蹤。21、主存儲(chǔ)器容量通常以MB表示，其中M=______，B=______硬盤容量通常以GB表示，其中G=______.22、RISC的中文含義是________，CISC的中文含義是________。23、外圍設(shè)備大體分為輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，_________設(shè)備，_________設(shè)備，_________設(shè)備五大類。24、閃速存儲(chǔ)器特別適合于_______微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，被譽(yù)為_______而成為代替磁盤的一種理想工具。25、計(jì)算機(jī)軟件一般分為兩大類：一類叫______,另一類叫______操作系統(tǒng)屬于_______類。三、名詞解釋題26、組相聯(lián)映象：27、指令模擬：28、軟件：29、MIDI：四、簡(jiǎn)答題30、何謂分布式仲裁方式？31、計(jì)算機(jī)硬件由哪些部分組成？32、簡(jiǎn)要說明CPU與I/0設(shè)備之間傳遞信息可采用哪幾種聯(lián)絡(luò)方式，他們分別用于什么場(chǎng)合？33、說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。五、計(jì)算題34、將下列十進(jìn)制數(shù)表示成浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)，階碼4位（包含一位階符），分別用補(bǔ)碼和移碼表示；尾數(shù)9位（包含一位數(shù)符），用補(bǔ)碼表示。1）27/64。2）-27/64。35、假設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為16位，其中階碼6位（包含兩位階符），尾數(shù)10位（包含兩位數(shù)符）。已知十進(jìn)制數(shù)x=125，y=-18.125，試計(jì)算[x-y]補(bǔ)。（其結(jié)果用二進(jìn)制真值表示，舍入時(shí)采用0舍l入法）。36、已知有效信息位為1100，試用生成多項(xiàng)式G（x）=101l將其編成CRC碼。六、綜合題37、下圖為由8片2114芯片構(gòu)成的4K×8位的存儲(chǔ)器，與8位的一個(gè)微處理器相連，2114芯片為lK×4位的靜態(tài)RAM芯片。試問：1）每一組芯片組的地址范圍和地址線數(shù)目。2）4KB的RAM尋址范圍是多少？3）存儲(chǔ)器有沒有地址重疊？38、某計(jì)算機(jī)字節(jié)長(zhǎng)為16位，主存地址空間大小為128KB，按字編址。采用單字長(zhǎng)指令格式，指令各字段定義如圖所示。151211650OPMxR1MdRd源操作數(shù)目的操作數(shù)轉(zhuǎn)移指令采用相對(duì)尋址方式，相對(duì)偏移用補(bǔ)碼表示，尋址方式的定義見表尋址方式的定義My/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(duì)D（Rn）轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址=（PC）+（Rn）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(chǔ)地址寄存器（MAR）和存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）至少各需要多少位？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的編號(hào)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，地址5678H中的內(nèi)容為1234H，則匯編語句“add（R4），（R5）+”（逗號(hào)前為源操作數(shù)，逗號(hào)后為目的操作數(shù)）對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼是什么（用十六進(jìn)制表示）？該指令執(zhí)行后，哪些寄存器和存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容會(huì)改變？改變后的內(nèi)容是什么？39、假設(shè)指令流水線分取指（FI）、譯碼（ID）、執(zhí)行（EX）、回寫（WR）4個(gè)過程段，共有10條指令連續(xù)輸入此流水線。1）畫出指令周期流程。2）畫出非流水線時(shí)空?qǐng)D。3）畫出流水線時(shí)空?qǐng)D。4）假設(shè)時(shí)鐘周期為100ns，求流水線的實(shí)際吞吐率。5）求該流水處理器的加速比。

參考答案一、選擇題1、B2、D3、D4、D5、B6、D7、C8、C9、A10、C11、C12、D13、C14、A15、B、二、填空題16、存儲(chǔ)周期存儲(chǔ)器帶寬17、控制器運(yùn)算器18、符號(hào)位階碼尾數(shù)19、系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件20、跳躍程序計(jì)數(shù)器21、2208位（1個(gè)字節(jié)）23022、精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)23、外存數(shù)據(jù)通信過程控制24、便攜式固態(tài)盤25、系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件三、名詞解釋題26、組相聯(lián)映象：cache的一種地址映象方式，將存儲(chǔ)空間分成若干組，各組之間用直接映象，組內(nèi)各塊之間用全相聯(lián)映象。27、指令模擬：在一種計(jì)算機(jī)上用軟件來解釋執(zhí)行另一種計(jì)算機(jī)的指令。28、軟件：由程序構(gòu)成的系統(tǒng)，分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。29、MIDI：音樂器材數(shù)字化接口，規(guī)定電子樂器與計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的方式。四、簡(jiǎn)答題30、答：分布式仲裁是以優(yōu)先級(jí)仲裁策略為基礎(chǔ)的仲裁方式。它不需要中央仲裁器，每個(gè)潛在的主方功能模塊都有自己的仲裁號(hào)和仲裁器。當(dāng)它們有總線請(qǐng)求時(shí)，把它們唯一的仲裁號(hào)發(fā)送到共享的仲裁總線上，每個(gè)仲裁器將仲裁總線上得到的號(hào)與自己的號(hào)進(jìn)行比較。如果仲裁總線上的號(hào)大，則它的總線請(qǐng)求不予響應(yīng)，并撤銷它的仲裁號(hào)。最后，獲勝者的仲裁號(hào)保留在仲裁總線上31、答：中央處理器，存儲(chǔ)器，輸入輸出設(shè)備組成；32、答：CPU與I/0之間傳遞信息常采用三種聯(lián)絡(luò)方式：直接控制（立即響應(yīng)）、同步、異步。適用場(chǎng)合分別為：直接控制適用于結(jié)構(gòu)極簡(jiǎn)單、速度極慢的I/0設(shè)備，CPU直接控制外設(shè)處于某種狀態(tài)而無須聯(lián)絡(luò)信號(hào)。同步方式采用統(tǒng)一的時(shí)標(biāo)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與I/0速度差不大，近距離傳送的場(chǎng)合。異步方式采用應(yīng)答機(jī)制進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與I/0速度差較大、遠(yuǎn)距離傳送的場(chǎng)合。33、答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為：微程序機(jī)器級(jí)，一般機(jī)器級(jí)（或稱機(jī)器語言級(jí)），操作系統(tǒng)級(jí)，匯編語言級(jí)，高級(jí)語言級(jí)。五、計(jì)算題34、解析1）27/64=0.011011=0.11011×2-1當(dāng)補(bǔ)碼和尾數(shù)都采用補(bǔ)碼表示時(shí)：1，111：0.11011000。階碼采用移碼、尾數(shù)采用補(bǔ)碼表示時(shí)：0.11l：0.11011000。2）-27/64=1.011011=1.11011×2-1當(dāng)補(bǔ)碼和尾數(shù)都采用補(bǔ)碼表示時(shí)：1，11l；1.00101000。階碼采用移碼、尾數(shù)采用補(bǔ)碼表示時(shí)：0.1l1：l.00101000。35、64.解析：首先將x和y轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)x=125=0.11111010×2011y=-18.125=-0.10010001×20101由于jx=00，0111，因此[jx]補(bǔ)=00，0111，同理[-jy]補(bǔ)=11，1011故[jx]補(bǔ)=00，0111；00.11111010[-jy]補(bǔ)=00，0101；11.01101111下面可以按照5個(gè)步驟來做：1)對(duì)階。求階差：[?j]補(bǔ)=[jx]補(bǔ)-[jx]補(bǔ)=[jx]補(bǔ)+[-jy]補(bǔ)。所以y的階碼要低2，故應(yīng)該y向x對(duì)齊，y尾數(shù)需要右移兩位，階碼加2，如下：[y]補(bǔ)=000111，11.110110112）2)尾數(shù)求差。00.11111010+00.00100101（這里加的是y尾數(shù)的負(fù)數(shù)補(bǔ)碼）01.00011111即[x-y]補(bǔ)=00，0111；01.00011111。3）規(guī)格化。尾數(shù)出現(xiàn)01.×××…x，說明需要右規(guī)一次即可，階碼加1，最后可得[x-y]補(bǔ)=00，1000；00.100011111（加了下畫線的1為右規(guī)丟棄的1）4）舍入處理。山于右規(guī)低位丟1，因此尾數(shù)末位加1，即尾數(shù)變?yōu)?0.10010000。5）溢出判斷。最后階符為00，沒有溢出，最后應(yīng)將[x-y]補(bǔ)=001000，00.10010000轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制真值，即500x-y=0.10010000×2001000=0.10010000×28=1001000036、解析：有效信息M（x）=1100=x3+x2，可知n=4。G（x）=1011=x3+x+1。由于G（x）為k+1位，可知k=3。故將有效信息左移3位后再被G（x）模2除，即M（x）×x3=1100000=x6+x5M(x)?因此M（x）?x3+R(x)=1100000+010=1100010即為CRC碼。六、綜合題37、解析：先由兩片2114芯片構(gòu)成lK×8位的芯片組，再由4個(gè)芯片組構(gòu)成4K×8位的存儲(chǔ)器。從圖3-48可以看出，地址線A13~A10在圖中沒有出現(xiàn)，說明采用部分譯碼方式。1）芯片組的容量為1024B，需要10根地址線（A9~A10），故地址范圍為000H~3FFH。2）根據(jù)圖3-48所示的連線，各芯片組的片選端由地址線Ais、A1s進(jìn)行譯碼。芯片組內(nèi)地址線為A9~A10，A13~A10空閑，即為任意態(tài)。假設(shè)A13~A10為全0，4KBRAM的尋址范圍分別是：第0組為0000H~03FFH，第1組為4000H~43FFH，第2組為8000H~83FFH，第3組為C000H~C3FFH，可見這4KB存儲(chǔ)器的地址空間是不連續(xù)的。演示第2組的計(jì)算過程，其他類似。第2組的片選信號(hào)應(yīng)該是10（A15、A14），接下來A13~A10為全0，剩下的全1，即1000001l11111111，十六進(jìn)制為83FFH。3）由于A13~A10沒有參與譯碼（部分譯碼），因此存儲(chǔ)器存在地址重疊現(xiàn)象。38、解析：1）指令操作碼占4位，則該指令系統(tǒng)最多可以有24=16條指令。由于指令操作數(shù)占6位，其中3位指示尋址方式，寄存器編號(hào)占3位，因此該計(jì)算機(jī)最多可以有23=8個(gè)通用寄存器。由于計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)為16位，因此存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）至少為16位。主存空間為128KB，按字（l6