计算机组成原理(重修考试复习试题)

一、选择题1．n位二进制定点整数表示的最大值是（）A．2nB．2n-1C．2n-1D．2n-1-12．指令寄存器的位数取决于（）A．存储器的容量B．指令字长C．机器字长D．存储字长3．在取指周期中，是按照的内容访问主存，以读取指令。（）A．指令寄存器IRB．程序状态寄存器PSC．存储器数据寄存器MDRD．程序计数器PC4．采用虚拟存储器的目的是（）A．提高主存的速度B．扩大辅存的存取空间C．扩大主存的存取空间D．扩大存储器的寻址空间5．规格化浮点数表示中，保持其他方面不变，将阶码部分的移码表示改为补码表示，将会使数的表示范围（）A．增大B．减小C．不变D．以上都不对二、名词解释1．指令2．指令系统3．虚拟机4时钟周期5.机器周期6.操作数的形式地址7.操作数的有效地址8.机器数三、计算题1.某浮点数字长为32位，格式如下表所示，其中阶码部分为8位，以2为底，移码表示；尾数部分一共24位（含1位数符），补码表示。现有一浮点代码为(8C5A3E00)16，试写出它所表示的十进制真值。2.设浮点数X=2-011×0.101100)，Y=2-001×（-0.111100），其中阶码和尾数部分均用补码表示，按照浮点数的运算规则计算X+Y，X-Y。（要求写出完整的计算过程）3.①设计算机准备传送的信息是：1010110010001111，生成多项式是X5+X2+1，计算校验码。②在并行数据传送中通常采用海明纠错码，为k个数据位设立r个校验位，使k+r组成的码字能够发现并改正k+r位中任何一位出错。试计算信息1011的海明码。4.假设一个有3个盘片的硬盘，共有4个记录面，转速为7200转/分，盘片有主次记录区域的外径为30cm，内径为10cm，记录位密度为250位/毫米，磁道密度为8道/毫米，每磁道分为16个扇区，每扇区512字节，则该盘的非格式化容量和格式化容量约为多少？数据传输率约为多少？若一个文件超出一个磁道容量，剩下部分存入哪个位置？5.①已知一个盘组有4个盘片，其中6个是数据记录面，每面的内磁道直径为22cm，外磁道直径为33cm，最大位密度为1600位/厘米，道密度80道/厘米。求该磁盘非格式化存储容量②已知磁盘分成16个扇区，每个扇区存储512个字节数据，磁盘转速为3600转/分。求数据传输率。6.若Cache存取速度是主存存取速度的10倍，且命中率可达到0.8，则CPU对该存储系统的平均存取周期为多少？（假设Cache的平均存取时间为t）7.假设某流水线浮点加法器分为5级，若每一级所需时间分别为：6ns,7ns,8ns,9ns,6ns,则其加速比为多少？最大加速比为多少？8．采用4级流水线结构，分别完成一条指令的取值、指令译码、取数和运算4个基本操作，每步操作时间依次为60ns、100ns、50ns、70ns，若有一段程序共有20条指令，则得到第一条指令结果需要多少ns？完成该程序段需要多少ns？该指令流水线机器的吞吐率是多少？四、综合题1.用1K×4的2114芯片组成一个8K×8的半导体存储器，并与CPU连接。地址总线120~AA（低），双向数据线70~DD（低），由/RW控制读/写。请设计并画出该存储器的逻辑图，并写出每片芯片的地址范围以及片选逻辑。2.设某机器为定长指令字结构，指令长度为12位，每个地址码占3位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含：4条三地址指令，8条二地址指令，180条单地址指令。如果二地址指令只有7条，则单地址指令最多可以有多少条？3.分别用RZ，NRZ，PE，FM制记录方式记录数据序列1011001，请画出电流波形。4.某计算机主要部件如下图所示。①补充各部件间的主要连接线，并注明数据流动方向。②写出指令ADD（R1）,（R2）+的执行过程（含取值过程和确定后继指令地址）。该指令的含义是进行加法操作，源操作数地址和目的操作数地址分别在寄存器R1和R2中，目的操作数寻址方式为自增型寄存器间址。IRPCCDR0R1R2R3MDRMARM移位器LALBCPU+15.某机器字长16位，主存容量为64KB，指令为单字长指令，有50种操作码，采用页面、间接和直接寻址方式。①指令格式如何安排？②存储器能划分为多少页面？每页多少单元？③能否再增加其他寻址方式？6.一个假象机器的数据通路如下图所示，试写出加法指令ADD@R1，R0的执行过程。