2024年大學(xué)試題(計(jì)算機(jī)科學(xué))-計(jì)算機(jī)組成原理筆試歷年真題薈萃含答案

2024年大學(xué)試題(計(jì)算機(jī)科學(xué))-計(jì)算機(jī)組成原理筆試歷年真題薈萃含答案（圖片大小可自由調(diào)整）第1卷一.參考題庫(kù)(共30題)1.什么叫信號(hào)線的分時(shí)復(fù)用？試比較采用專用信號(hào)線和分時(shí)復(fù)用信號(hào)線各自的優(yōu)缺點(diǎn)？2.假設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為16位，用定點(diǎn)補(bǔ)碼小數(shù)表示時(shí)，一個(gè)字所能表示的范圍是（）。 A、AB、BC、CD、D3.磁盤組有6片磁盤，最外兩側(cè)盤面可以記錄，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)徑22cm，外徑33cm，道密度為40道/cm，內(nèi)層密度為400位/cm，轉(zhuǎn)速3600轉(zhuǎn)/分，問(wèn)：盤組總存儲(chǔ)容量是多少？4.CRT的顯示適配器中有一個(gè)刷新存儲(chǔ)器，說(shuō)明其功能。刷存的容量與什么因素有關(guān)？若CRT的分辨率為1024*1024像素點(diǎn)，顏色深度為24位，問(wèn)刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？5.寄存器間接尋址與直接尋址的具體尋址過(guò)程如何進(jìn)行？6.什么是中斷？外部設(shè)備如何才能產(chǎn)生中斷？7.已知：x=+113，y=-110，設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位（最高位為符號(hào)位，且為1位符號(hào)位）， 求： ①[x]原，[x]反，[x]補(bǔ)； ②[y]原，[y]反，[y]補(bǔ)； ③采用補(bǔ)碼運(yùn)算，求x+y的值是多少？（用二進(jìn)制表示）8.下圖所示為單總線CPU內(nèi)部框圖，其中R0～R3為通用寄存器，ALU具有加、減運(yùn)算功能。完成下列問(wèn)題： 1）說(shuō)明圖中IR,PC,AR,DR,Y,Z寄存器的作用。? 2）畫出加法指令SUB?R1,(R2)的指令周期流程圖，其中“(Ri)”表示寄存器間接尋址，指令左邊的操作數(shù)為目的操作數(shù)。 9.某外設(shè)通過(guò)RS-232串行口與主機(jī)相連，采用異步通信方式。若傳輸速率1200波特，1位起始位、2未終止位、1位奇偶位、8位數(shù)據(jù)位。傳輸一個(gè)字節(jié)需要時(shí)間為多少？10.ASCII碼是7位，如果設(shè)計(jì)主存單元字長(zhǎng)為32位，指令字長(zhǎng)為12位，是否合理？為什么？11.比較程序直接控制方式、程序中斷控制方式、直接存儲(chǔ)器存取控制方式（或DMA方式）的特點(diǎn)。？12.試從下面七個(gè)方面比較程序查詢、程序中斷和DMA三種方式的綜合性能。 （1）數(shù)據(jù)傳送依賴軟件還是硬件。 （2）傳送數(shù)據(jù)的基本*單位。 （3）并行性。 （4）主動(dòng)性。 （5）傳輸速度。 （6）經(jīng)濟(jì)性。 （7）應(yīng)用對(duì)象。13.總線通信采用的方式有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？14.輸入輸出接口的主要功能是什么？15.什么是多重中斷？實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件是什么？16.設(shè)某機(jī)主存容量為4MB，Cache容量為16KB，每塊包含8個(gè)字，每字32位，設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相聯(lián)映像（即Cache每組內(nèi)共有四個(gè)塊）的Cache組織。若Cache的速度是主存的6倍，試問(wèn)有Cache和無(wú)Cache相比，速度提高多少倍？17.設(shè)主存容量為1MB，采用直接映射方式的Cache容量為16KB，塊長(zhǎng)為4，每字32位。試問(wèn)主存地址為ABCDEH的存儲(chǔ)單元在Cache中的什么位置？18.試比較邏輯移位和算術(shù)移位。19.設(shè)數(shù)據(jù)總線上接有A、B、C、D四個(gè)寄存器，要求選用合適的74系列芯片，完成下列邏輯設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)電路，在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)D→A、D→B和D→C寄存器間的傳送。20.設(shè)某機(jī)主存容量為4MB，Cache容量為16KB，每塊包含8個(gè)字，每字32位，設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相聯(lián)映像（即Cache每組內(nèi)共有四個(gè)塊）的Cache組織。設(shè)Cache的初態(tài)為空，CPU依次從主存第0、1、2、？、99號(hào)單元讀出100個(gè)字（主存一次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序讀8次，問(wèn)命中率是多少？21.什么是中斷向量？中斷向量如何形成？向量中斷和非向量中斷有何差異？22.總線接口單元的基本功能是什么？23.以模型機(jī)組成為背景，試分析下面指令，寫出指令的操作流程。ADDX（R1），（R2）24.一個(gè)容量為16K×32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？ 1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位25.將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開又有什么好處？26.水平型和垂直型微程序設(shè)計(jì)之間各有什么區(qū)別？串行微程序設(shè)計(jì)和并行微程序設(shè)計(jì)有什么區(qū)別？27.畫一個(gè)具有雙向傳輸功能的總線邏輯圖。28.某機(jī)有五個(gè)中斷源，按中斷響應(yīng)的優(yōu)先順序由高到低為L(zhǎng)0，L1，L2，L3，L4，現(xiàn)要求優(yōu)先順序改為L(zhǎng)1，L3，L0，L4，L2，寫出各中斷源的屏蔽字。29.總線如何分類？什么是系統(tǒng)總線？系統(tǒng)總線又分為幾類，它們各有何作用，是單向的，還是雙向的，它們與機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)字長(zhǎng)、存儲(chǔ)單元有何關(guān)系？30.早期計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為什么以存儲(chǔ)器為中心？第1卷參考答案一.參考題庫(kù)1.參考答案: 信號(hào)線分時(shí)復(fù)用是指在同一信號(hào)線上，不同的時(shí)間傳送不同的信息，例如，地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用總線，在一段時(shí)間上傳輸?shù)刂沸畔ⅲ硪欢螘r(shí)間上傳輸數(shù)據(jù)信息。 專用信號(hào)線的優(yōu)點(diǎn)是速度快，缺點(diǎn)是成本高；復(fù)用信號(hào)線優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)是速度慢。2.參考答案:D3.參考答案: 內(nèi)層道周長(zhǎng)=π×22=69.08cm 道容量=400位/cm×69.08cm=3454B 面容量=3454B×220道=759880B 盤組總?cè)萘?759880B×12面=9118560B4.參考答案: 刷新存儲(chǔ)器用于存放待顯示的字符的ASCII和屬性碼，或圖形狀態(tài)下的每個(gè)象素的顏色值。 其容量與顯示器的分辨率和顏色設(shè)置有關(guān)。 若CRT的分辨率為1024*1024像素點(diǎn)，顏色深度為24位，則刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是：1024*1024*3=3MB。5.參考答案: 寄存器間接尋址：將寄存器的內(nèi)容作為存儲(chǔ)單元的地址，取該地址中的內(nèi)容。 直接尋址：取指令中操作數(shù)的存儲(chǔ)地址中的內(nèi)容。6.參考答案: 中斷是指：計(jì)算機(jī)執(zhí)行現(xiàn)行程序的過(guò)程中，出現(xiàn)某些急需處理的異常情況和特殊請(qǐng)求，CPU暫時(shí)中止現(xiàn)行程序，而轉(zhuǎn)去對(duì)隨機(jī)發(fā)生的更緊迫的事件進(jìn)行處理，在處理完畢后，CPU將自動(dòng)返回原來(lái)的程序繼續(xù)執(zhí)行。 外部設(shè)備（中斷源）準(zhǔn)備就緒后會(huì)主動(dòng)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。通常由外設(shè)的完成信號(hào)將相應(yīng)的中斷請(qǐng)求觸發(fā)器置成“1”狀態(tài)，表示該中斷源向CPU提出中斷請(qǐng)求。7.參考答案:8.參考答案:9.參考答案: 傳輸一個(gè)字節(jié)實(shí)際傳輸了12位。傳輸速率1200波特時(shí)每秒實(shí)際傳輸1200/12=100字節(jié)/S 傳輸一個(gè)字節(jié)需要時(shí)間=1/100=0.01S10.參考答案: 不合理。 指令最好半字長(zhǎng)或單字長(zhǎng)，設(shè)16位比較合適。一個(gè)字符的ASCII是7位，如果設(shè)計(jì)主存單元字長(zhǎng)為32位，則一個(gè)單元可以放四個(gè)字符，這也是可以的，只是在存取單個(gè)字符時(shí)，要多花些時(shí)間而已，不過(guò)，一條指令至少占一個(gè)單元，但只占一個(gè)單元的12位，而另22位就浪費(fèi)了，這樣看來(lái)就不合理，因?yàn)橥ǔ巫珠L(zhǎng)指令很多，浪費(fèi)也就很大了。11.參考答案: ①程序直接控制方式：直接通過(guò)I/O指令傳輸數(shù)據(jù)，控制簡(jiǎn)單；不能實(shí)行CPU與外設(shè)并行工作；系統(tǒng)中存在大量高速外設(shè)會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失。 ②程序中斷控制方式：通過(guò)中斷方式傳輸數(shù)據(jù)。能實(shí)行CPU與外設(shè)、外設(shè)與外設(shè)并行工作；可以處理復(fù)雜事務(wù)、實(shí)現(xiàn)故障處理提高系統(tǒng)的可靠性；可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話方便用戶使用計(jì)算機(jī)。適合低速設(shè)備。 ③直接存儲(chǔ)器存取控制方式（或DMA方式）：數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中完全有DMA控制器控制，占用CPU時(shí)間最少；只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳送不能進(jìn)行復(fù)雜的事務(wù)處理。適合高速成塊數(shù)據(jù)傳輸。12.參考答案: 比較如下： （1）程序查詢、程序中斷方式的數(shù)據(jù)傳送主要依賴軟件，DMA主要依賴硬件。（注意：這里指主要的趨勢(shì)） （2）程序查詢、程序中斷傳送數(shù)據(jù)的基本*單位為字或字節(jié)，DMA為數(shù)據(jù)塊。 （3）程序查詢方式傳送時(shí)，CPU與I/O設(shè)備串行工作；程序中斷方式時(shí)，CPU與I/O設(shè)備并行工作，現(xiàn)行程序與I/O傳送串行進(jìn)行；DMA方式時(shí)，CPU與I/O設(shè)備并行工作，現(xiàn)行程序與I/O傳送并行進(jìn)行。 （4）程序查詢方式時(shí)，CPU主動(dòng)查詢I/O設(shè)備狀態(tài)；程序中斷及DMA方式時(shí)，CPU被動(dòng)接受I/O中斷請(qǐng)求或DMA請(qǐng)求。 （5）程序中斷方式由于軟件額外開銷時(shí)間比較大，因此傳輸速度最慢；程序查詢方式軟件額外開銷時(shí)間基本沒(méi)有，因此傳輸速度比中斷快；DMA方式基本由硬件實(shí)現(xiàn)傳送，因此速度最快； 注意：程序中斷方式雖然CPU運(yùn)行效率比程序查詢高，但傳輸速度卻比程序查詢慢。 （6）程序查詢接口硬件結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，因此最經(jīng)濟(jì)；程序中斷接口硬件結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些，因此較經(jīng)濟(jì)；DMA控制器硬件結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，因此成本最高； （7）程序中斷方式適用于中、低速設(shè)備的I/O交換；程序查詢方式適用于中、低速實(shí)時(shí)處理過(guò)程；DMA方式適用于高速設(shè)備的I/O交換；13.參考答案: 一般采用三種方式：同步通信方式、異步通信方式、半同步通信方式。 通信雙方由統(tǒng)一的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)傳送稱同步通信方式。這種通信方式的優(yōu)點(diǎn)是規(guī)則明確、統(tǒng)一，缺點(diǎn)是在時(shí)間上必須完全要求同步一致、通信雙方必須速度完全相同。 異步通信方式?jīng)]有統(tǒng)一的時(shí)鐘，為了協(xié)調(diào)發(fā)送和接收雙方的數(shù)據(jù)通信，通信雙方采用應(yīng)答方式。主設(shè)備發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)后，一直等待從設(shè)備的響應(yīng)Ack信號(hào)，然后才開始通信。適合速度差異較大的設(shè)備之間的通信。 半同步通信結(jié)合了同步通信與異步通信的優(yōu)點(diǎn)，既保留了同步通信的基本特點(diǎn)，同時(shí)又像異步通信，允許不同速度的設(shè)備和諧地工作。14.參考答案: 輸入輸出接口是連接外設(shè)和主機(jī)的一個(gè)“橋梁”，因此它和外設(shè)側(cè)、主機(jī)側(cè)各有一個(gè)接口。I/O接口的職能有五個(gè)方面： ①數(shù)據(jù)緩沖； ②錯(cuò)誤或狀態(tài)檢測(cè)； ③控制和定時(shí)； ④數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換； ⑤與主機(jī)和設(shè)備通信。15.參考答案: 多重中斷是指：當(dāng)CPU執(zhí)行某個(gè)中斷服務(wù)程序的過(guò)程中，發(fā)生了更高級(jí)、更緊迫的事件，CPU暫停現(xiàn)行中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去處理該事件的中斷，處理完返回現(xiàn)行中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行的過(guò)程。 實(shí)現(xiàn)多重中斷的必要條件是：在現(xiàn)行中斷服務(wù)期間，中斷允許觸發(fā)器為1，即開中斷。16.參考答案:設(shè)Cache的存取周期為T，則主存的存取周期為6T。 17.參考答案: 主存和Cache按字節(jié)編址， C.ache容量16KB=214B，地址共格式為14位，分為16KB/（4*32/8B）=210塊，每塊4*32/8=16B=24B，Cache地址格式為： 主存容量1MB=220B，地址共格式為20位，分為1MB/（4*32/8B）=216塊，每塊24B，采用直接映射方式，主存字塊標(biāo)記為20-14=6位，主存地址格式為： 主存地址為ABCDEH=10101011110011011110B，主存字塊標(biāo)記為101010，Cache字塊地址為1111001101，字塊內(nèi)地址為1110，故該主存單元應(yīng)映射到Cache的101010塊的第1110字節(jié)，即第42塊第14字節(jié)位置?；蛘咴贑ache的第11110011011110=3CDEH字節(jié)位置。18.參考答案: 邏輯移位和算術(shù)移位的區(qū)別： 邏輯移位是對(duì)邏輯數(shù)或無(wú)符號(hào)數(shù)進(jìn)行的移位，其特點(diǎn)是不論左移還是右移，空出位均補(bǔ)0，移位時(shí)不考慮符號(hào)位。 算術(shù)移位是對(duì)帶符號(hào)數(shù)進(jìn)行的移位操作，其關(guān)鍵規(guī)則是移位時(shí)符號(hào)位保持不變，空出位的補(bǔ)入值與數(shù)的正負(fù)、移位方向、采用的碼制等有關(guān)。補(bǔ)碼或反碼右移時(shí)具有符號(hào)延伸特性。左移時(shí)可能產(chǎn)生溢出錯(cuò)誤，右移時(shí)可能丟失精度。19.參考答案: 由T打開三態(tài)門將D寄存器中的內(nèi)容送至總線bus，由cp脈沖同時(shí)將總線上的數(shù)據(jù)打入到A、B、C寄存器中。T和cp的時(shí)間關(guān)系如圖所示。 20.參考答案:由于每個(gè)字塊有8個(gè)字，所以主存第0、1、2、？、99號(hào)字單元分別在字塊0～12中，采用四路組相聯(lián)映像將分別映像到第0組～12組中，但Cache起始為空，所以第一次 讀時(shí)每一塊中的第一個(gè)單元沒(méi)命中，但后面7次每個(gè)單元均可以命中。 21.參考答案: 中斷向量是指向量中斷在中斷事件在提出中斷請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)硬件向主機(jī)提供的中斷向量地址。中斷向量由中斷源的有關(guān)硬件電路形成。 向量中斷和非向量中斷的區(qū)別在于：前者是指那些中斷服務(wù)程序的入口地址是由中斷事件自己提供的中斷；后者是指中斷事件不能直接提供中斷服務(wù)程序入口地址的中斷。22.參考答案: ①定時(shí)和通信； ②總線請(qǐng)求和仲裁； ③控制操作； ④提供格式轉(zhuǎn)換； ⑤數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換； ⑥記錄狀態(tài)信息； ⑦數(shù)據(jù)傳送控制； ⑧中斷請(qǐng)求和響應(yīng)。23.參考答案: 24.參考答案: 地址線和數(shù)據(jù)線的總和=14+32=46根； 選擇不同的芯片時(shí)，各需要的片數(shù)為： 1K×4：（16K×32）/（1K×4）=16×8=128片 2K×8：（16K×32）/（2K×8）=8×4=32片 4K×4：（16K×32）/（4K×4）=4×8=32片 16K×1：（16K×32）/（16K×1）=1×32=32片 4K×8：（16K×32）/（4K×8）=4×4=16片 8K×8：（16K×32）/（8K×8）=2×4=8片25.參考答案: 將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開有如下好處： （1）可支持超前控制和流水線控制，有利于這類控制方式下指令預(yù)取操作的完成。 （2）指令Cache可用ROM實(shí)現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性。 （3）數(shù)據(jù)Cache對(duì)不同數(shù)據(jù)類型的支持更為靈活，既可支持整數(shù)（例32位），也可支持浮點(diǎn)數(shù)據(jù)（如64位）。26.參考答案: 水平型微程序設(shè)計(jì)是面對(duì)微處理器內(nèi)部邏輯控制的描述，所以把這種微程序設(shè)計(jì)方法稱為硬方法；垂直型微程序設(shè)計(jì)是面向算法的描述，所以把這種微程序設(shè)計(jì)方法稱為軟方法。 在串行微程序設(shè)計(jì)中，取微指令和執(zhí)行微指令是順序進(jìn)行的，在一條微指令取出并執(zhí)行之后，才能取下一條微指令；在并行微程序設(shè)計(jì)中，將取微指令和執(zhí)行微指令的操作重疊起來(lái)，從而縮短微周期。27.參考答案: 在總線的兩端分別配置三態(tài)門，就可以使總線具有雙向傳輸功能。 28.參考答案:29.參考答案: 按照連接部件的不同，總線可以分為片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線和通信總線。 系統(tǒng)總線是連接CPU、主存、I/O各部件之間的信息傳輸線。 系統(tǒng)總線按照傳輸信息不同又分為地址線、數(shù)據(jù)線和控制線。地址線是單向的，其根數(shù)越多，尋址空間越大，即CPU能訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)越多；數(shù)據(jù)線是雙向的，其根數(shù)與存儲(chǔ)字長(zhǎng)相同，是機(jī)器字長(zhǎng)的整數(shù)倍。30.參考答案: 早期計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：以運(yùn)算器為中心的，其它部件都通過(guò)運(yùn)算器完成信息的傳遞。 隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，人們將運(yùn)算器和控制器兩個(gè)主要功能部件合二為一，集成到一個(gè)芯片里構(gòu)成了微處理器。同時(shí)隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量成倍地?cái)U(kuò)大，加上需要計(jì)算機(jī)處理、加工的信息量與日俱增，以運(yùn)算器為中心的結(jié)構(gòu)已不能滿足計(jì)算機(jī)發(fā)展的需求，甚至?xí)绊懹?jì)算機(jī)的性能。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐源鎯?chǔ)器為中心。第2卷一.參考題庫(kù)(共30題)1.N位定點(diǎn)整數(shù)（有符號(hào)）表示的最大值是（）。 A、AB、BC、CD、D2.設(shè)生成多項(xiàng)式為x3+x+1（即1011B），試計(jì)算有效數(shù)據(jù)10101的CRC編碼。3.什么叫指令地址？什么叫形式地址？什么叫有效地址？4.存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在什么地方？為什么要分這些層次？計(jì)算機(jī)如何管理這些層次？5.PCI總線中三種橋的名稱是什么？橋的功能是什么？6.某8位微型機(jī)地址碼為18位，若使用4K×4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器，試問(wèn)：CPU如何選擇各模塊板？7.簡(jiǎn)述系統(tǒng)程序的分類。8.利用補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算（用5位二進(jìn)制表示，左邊第一位為符號(hào)位），并使用單符號(hào)位溢出判斷公式來(lái)判斷結(jié)果是否溢出？若溢出，是哪一種溢出？ ①：13+7=？ ②：12-8=？9.若用漢字點(diǎn)陣為256*256的點(diǎn)陣式字形碼存入字庫(kù)中，欲存8192個(gè)漢字， （1）需要多個(gè)存儲(chǔ)容量？ （2）需要多少片2M*8bit存儲(chǔ)芯片？ （3）這個(gè)專用的漢字庫(kù)（專用存儲(chǔ)器）若按16bit字長(zhǎng)來(lái)編址的話，其地址寄存器需要多少位？10.已知某DRAM芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為128×128，存取周期為1us。試分析： （1）若采用集中式刷新方式，刷新時(shí)間間隔為1ms，則讀寫時(shí)間和刷新時(shí)間分為多少個(gè)周期？死區(qū)占多少時(shí)間？ （2）若采用分散式刷新方式，則相鄰兩行之間的刷新間隔是多少？11.簡(jiǎn)述指令系統(tǒng)的分類。12.某磁盤組有16個(gè)數(shù)據(jù)記錄面，每面有256個(gè)磁道，每個(gè)磁道分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)包括512字節(jié)，已知磁盤內(nèi)磁道直徑為10英寸，外磁道直徑為14英寸，轉(zhuǎn)速為3600r/min，磁頭平均定位時(shí)間為15ms，求：該磁盤組最大位密度、磁道密度是多少？13.x=0.1101×210、y=-0.1010×211，尾數(shù)和階符都采用補(bǔ)碼表示，都采用雙符號(hào)位表示法。求x+y。14.若存儲(chǔ)周期250ns，每次讀出16位，則該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送率為（）。 A、AB、BC、CD、D15.寫出1100、1101、1110、1111對(duì)應(yīng)的漢明碼。16.求證：設(shè)[x]補(bǔ)=x0，x1，x2…xn。求證：17.利用1M×8位的SRAM芯片，設(shè)計(jì)一個(gè)1M×16位的存儲(chǔ)器，畫出地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線（片選CS#、訪存允許E#、讀寫命令R/W#）的連接圖。數(shù)據(jù)總線、地址總線均用雙線表示，標(biāo)注其寬度。18.簡(jiǎn)要說(shuō)明提高訪存速度可采取的措施。19.CPU的數(shù)據(jù)通路如下圖所示。運(yùn)算器中R0～R3為通用寄存器，DR為數(shù)據(jù)緩沖寄存器，PSW為狀態(tài)字寄存器。D-cache為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，I-cache為指令存儲(chǔ)器，AR為地址寄存器，PC為程序計(jì)數(shù)器（具有加1功能），IR為指令寄存器。單線箭頭信號(hào)均為微操作控制信號(hào)（電位或脈沖），例如，LRO表示讀出R0寄存器，SR0表示寫入R0寄存器。 機(jī)器指令“STOR1，（R2）”實(shí)現(xiàn)的功能是：將寄存器R1中的數(shù)據(jù)寫到以（R2）為地址的數(shù)存單元中。 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)該存數(shù)指令的指令周期流程圖，并在CPU周期框外寫出所需的微操作控制信號(hào)（一個(gè)CPU周期含4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)T1～T4，寄存器打入信號(hào)須注明Ti時(shí)序）。 20.某磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)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：磁盤存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為多少？21.某半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量16K×8，可選SRAM芯片的容量為4K×4；地址總線A15～A0（低），雙向數(shù)據(jù)總線D7～D0（低），由R／W線控制讀／寫。請(qǐng)寫出地址分配、片選邏輯。22.請(qǐng)用代數(shù)化簡(jiǎn)法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡(jiǎn)式。 23.設(shè)主存容量為256K字，Cache容量為2K字，塊長(zhǎng)為4。在四路組相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。24.假設(shè)int占4個(gè)字節(jié)，grid從存儲(chǔ)器地址0開始，高速緩存開始時(shí)是空的，唯一的存儲(chǔ)器訪問(wèn)是對(duì)數(shù)組grid的元素的訪問(wèn)，變量i、j、total_x和total_y存放在寄存器中。試確定下列代碼的高速緩存的讀總數(shù)和不命中率分別是多少？（）A、256，25%B、256，50%C、512，25%D、512，50%25.某機(jī)器的總線結(jié)構(gòu)如圖所示。設(shè)計(jì)“ADDR（R2），R1”的指令周期流程圖。該指令的含義是進(jìn)行求和操作，R1+（R2）—>R1，一個(gè)源操作數(shù)在R1中，另一個(gè)源操作數(shù)的地址在R2中，運(yùn)算結(jié)果送到R1中。 26.簡(jiǎn)要說(shuō)明CPU與I/O之間傳遞信息可采用哪幾種聯(lián)絡(luò)方式？它們分別用于什么場(chǎng)合？27.簡(jiǎn)述相對(duì)尋址和立即尋址的特點(diǎn)。28.什么是指令周期？指令周期是否有一個(gè)固定值？為什么？29.某處理器包含一片內(nèi)Cache，容量為8K字節(jié)，且采用4路組相聯(lián)結(jié)構(gòu)，塊的大小為4個(gè)32位字。當(dāng)Cache未命中時(shí)，以分組方式從主存讀取4個(gè)字到Cache，假定主存容量為16MB。試說(shuō)明：寫出主存的字節(jié)地址的格式，并說(shuō)明地址格式中的不同字段的作用和位數(shù)。30.一個(gè)8K×8位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成256×256形式，存取周期為0.1μs。試問(wèn)采用集中刷新、分散刷新和異步刷新三種方式的刷新間隔各為多少？第2卷參考答案一.參考題庫(kù)1.參考答案:B2.參考答案:1）構(gòu)成CRC（8，5）碼，r=3，k=5，n=8。 2）用有效信息擴(kuò)展成的編碼10101000模2除以1011，得冗余碼101 3）結(jié)論：CRC編碼為10101101 3.參考答案: 指令地址：指令所在內(nèi)存單元的地址。 形式地址：指令中地址字段給出的操作數(shù)地址信息。 在不同的尋址方式中，指令中地址字段給出的操作數(shù)地址信息，不一定就是操作數(shù)所在的實(shí)際內(nèi)存地址，因此將指令中給出的地址稱為形式地址。 有效地址：也稱為實(shí)際地址，是CPU實(shí)際訪問(wèn)的主存單元的地址。形式地址需要經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算才能得到操作數(shù)的有效地址。4.參考答案: 存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在Cache-主存和主存-輔存這兩個(gè)存儲(chǔ)層次上。 Cache-主存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要對(duì)CPU訪存起加速作用，即從整體運(yùn)行的效果分析，CPU訪存速度加快，接近于Cache的速度，而尋址空間和位價(jià)卻接近于主存。 主存-輔存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要起擴(kuò)容作用，即從程序員的角度看，他所使用的存儲(chǔ)器其容量和位價(jià)接近于輔存，而速度接近于主存。 綜合上述兩個(gè)存儲(chǔ)層次的作用，從整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)看，就達(dá)到了速度快、容量大、位價(jià)低的優(yōu)化效果。 主存與CACHE之間的信息調(diào)度功能全部由硬件自動(dòng)完成。而主存與輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即將主存與輔存的一部分通過(guò)軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲(chǔ)器，程序員可使用這個(gè)比主存實(shí)際空間（物理地址空間）大得多的虛擬地址空間（邏輯地址空間）編程，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，再由軟、硬件自動(dòng)配合完成虛擬地址空間與主存實(shí)際物理空間的轉(zhuǎn)換。因此，這兩個(gè)層次上的調(diào)度或轉(zhuǎn)換操作對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)都是透明的。5.參考答案: PCI總線上有HOST橋、PCI/LAGACY總線橋、PCI/PCI橋。 橋在PCI總線體系結(jié)構(gòu)中起著重要作用，它連接兩條總線，使彼此間相互通信。橋是一個(gè)總線轉(zhuǎn)換部件，可以把一條總線的地址空間映射到另一條總線的地址空間上，從而使系統(tǒng)中任意一個(gè)總線主設(shè)備都能看到同樣的一份地址表。橋可以實(shí)現(xiàn)總線間的猝發(fā)式傳送，可使所有的存取都按CPU的需要出現(xiàn)在總線上。由上可見，以橋連接實(shí)現(xiàn)的PCI總線結(jié)構(gòu)具有很好的擴(kuò)充性和兼容性，允許多條總線并行工作。6.參考答案: CPU通過(guò)最高3位地址譯碼輸出選擇模板，次高3位地址譯碼輸出選擇芯片。地址格式分配如下： 7.參考答案: 它包括以下四類： ①?各種服務(wù)性程序，如診斷程序、排錯(cuò)程序、練習(xí)程序等； ②?語(yǔ)言程序，如匯編程序、編譯程序、解釋程序等； ③?操作系統(tǒng)； ④?數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。8.參考答案: 所以12-8=49.參考答案: 總的存儲(chǔ)容量=28+8*213=229=26MB=64MB； 所需片數(shù)=64/2=32片； 所需的地址寄存器位數(shù)=片選位數(shù)+片內(nèi)位數(shù)=log232+log2（2M*8/16）=5+20=25。10.參考答案:11.參考答案: 1、數(shù)據(jù)傳送指令。 2、算術(shù)運(yùn)算指令。 3、邏輯運(yùn)算指令。 4、程序控制指令。 5、輸入輸出指令。 6、字符串處理指令。 7、特權(quán)指令。 8、其他指令。12.參考答案: 最大位密度16×512×8/10π＝2087位/英寸＝2087bpi 磁道密度256/（14/2－10/2）＝256/2＝128道/英寸＝128bpi13.參考答案:14.參考答案:C15.參考答案: 有效信息均為n=4位，假設(shè)有效信息用b4b3b2b1表示 校驗(yàn)位位數(shù)k=3位，（2k>=n+k+1） 設(shè)校驗(yàn)位分別為c1、c2、c3，則漢明碼共4+3=7位，即：c1c2b4c3b3b2b1 校驗(yàn)位在漢明碼中分別處于第1、2、4位 c1=b4⊕b3⊕b1 c2=b4⊕b2⊕b1 c3=b3⊕b2⊕b1 當(dāng)有效信息為1100時(shí)，c3c2c1=110，漢明碼為0111100。 當(dāng)有效信息為1101時(shí)，c3c2c1=001，漢明碼為1010101。 當(dāng)有效信息為1110時(shí)，c3c2c1=000，漢明碼為0010110。 當(dāng)有效信息為1111時(shí)，c3c2c1=111，漢明碼為1111111。16.參考答案: