计算机组成原理期中考卷

第1页共4页考生信息栏系专业级班级姓名学号装订线厦门理工学院试卷2011－2012学年第2学期课程名称计算机组成原理试卷卷别AB□专业级班级考试方式闭卷开卷□本试卷共七大题(4页)，满分100分，考试时间120分钟。请在答题纸上作答，在试卷上作答无效。一、选择题：（本题共25小题，每题1分，共25分）1．电子计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎么更新，依然具有“存储程序”的特点，最早提出这种概念的是______。A．巴贝奇B．冯•诺依曼C．帕斯卡D．贝尔2.一个C语言程序在一台32位机器上运行。程序中定义了三个变量x、y、z，其中x和z是int型，y为short型。当x=255，y=-16时，执行赋值语句z=x+y后，x、y、z的值分别是______A．X=000000FFH，y=FFF0H，z=00000076HB．X=000000FFH，y=FFF9H，z=FFFF0076HC．X=000000FFH，y=FFF7H，z=FFFF00EFHD．X=000000FFH，y=FFF0H，z=000000EFH3．对有关数据加以分类、统计、分析，这属于计算机在______方面的应用。A．数值计算B．辅助设计C．数据处理D．实时控制4．Float型数据通常用IEEE754单精度浮点数格式表示。若编译器将float型变量X分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且X＝－8.875，则FR1的内容是______A.C1040000HB.C2420000HC.C10E0000HD.C1C20000H5.假定变量i,f,d数据类型分别为int,float和double(int用补码表示，float和double分别用IEEE754单精度和双精度浮点数据格式表示)，已知i=1785,f=231.5678,d=1.523若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为真是______（I）i=(int)(float)i(II)f=(float)(int)f(III)f=(float)(double)f(IV)(d+f)-d=fA：仅I和IIB：仅I和IIIC：仅II和IIID：仅III和IV6.存储单元是指______。A存放一个二进制信息位的存贮元B存放一个机器字的所有存贮元集合C存放一个字节的所有存贮元集合D存放两个字节的所有存贮元集合；7.某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组2块）。每个主存块大小为32字节，按字节编址。主存223号单元所在主存块应装入到的Cache组号是______。A．0B.2C.4D.6第2页共4页8.某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为4KB，其余为RAM区，按字节编址。现要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片来设计该存储器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是______。A．1、15B．2、15C．1、30D．2、309.假设某计算机的存储系统由Cache和主存组成，某程序执行过程中访存1000次，其中访问Cache缺失（未命中）50次，则Cache的命中率是______。A．5%B.9.5%C.50%D.95%10.某机字长16位，其中1位符号位，15位表示尾数。若用定点小数表示，则最大正小数为______。A+（1–2-16）B+（1–2-15）C2-16D2-1511．假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是______。A10000011B11000100C11010101D1100000012.某机字长16位，存储容量为2MB，若按字编址，它的寻址范围是______。A512KB512KBC1MD1MB13.某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。若某转移指令所在主存地址为2001H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转以后的目标地址是______。A.2006HB.2007HC.2008HD.2009H14.下列关于RISC的叙述中，错误的是______。A．RISC普遍采用微程序控制器B．RISC大多数指令在一个时钟周期内完成C．RISC的内部通用寄存器数量相对CISC多D．RISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CISC少15.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。A．节约元件；B运算速度快；C物理器件的性能决定；D信息处理方便；16.已知X为整数，且[X]补=10000011，则X的十进制数值是______。A+125B–101C–125D+10117.主存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来______。A存放数据B存放程序C存放数据和程序D存放微程序18.指令系统采用不同寻址方式的目的是______。A实现存贮程序和程序控制；B缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性；。C可直接访问外存；D提供扩展操作码的可能并降低指令译码的难度；19．计算机的字长取决于______。A．控制器的种类B．运算器一次运算二进制数的位数C．存储器的大小D．主机与外设一次交换信息的长度20．从用户观点看，评价计算机系统性能的综合参数是______。A．指令系统B．吞吐率C．主存容量D．主频率21.假定有4个整数用8位补码分别表示r1=FDH,r2=E2H,r3=90H,r4=F7H,若将运算结果存放在一个8位的寄存器中，则下列运算会发生溢出的是______A：r1×r2B：r2×r3C：r1×r4D：r2×r422.假定用若干个2K×4位芯片组成一个8K×8位存储器，则地址0A4CH所在芯片的最小地址是______A：0000HB：0600HC：0C00HD：0800H23.下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是______I.RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器II.RAM和ROM都是采用随机存取的方式进行信息访问III.RAM和ROM都可用作CacheIV.RAM和ROM都需要进行刷新A：仅I和IIB：仅II和IIIC：仅I,II，IIID：仅II，III，IV24.冯•诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是______A．指令操作码的译码结果B.指令和数据的寻址方式C.指令周期的不同阶段D.指令和数据所在的存储单元25.某SRAM芯片，存储容量为32K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为______。第3页共4页A32，8B15，8C16，8D8，8。二、填空题(本题共8小题，每空1分，共25分)1.直接使用西文键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。为此要解决汉字的（A）编码，汉字（B）,（C）码等三种不同用途的编码。2.光盘是多媒体计算机不可缺少的外存设备。按读写性质分，光盘有（A）,（B）,（C）型三类光盘。3.存储器的读出时间通常称为（A），它定义为（B）.为便于读写控制，存储器设计时写入时间和读出时间相等，但事实上写入时间（C）读出时间。4.形成操作数地址的方式，称为（A）方式,操作数可放在（B）寄存器，（C）寄存器，内存和指令中。5.层次化的存储器系统一般分为三级：（A）、（B）、（C）。6.cache是一种（A）存储器，是为了解决CPU和主存之间（B）不匹配而采用的一项重要技术。它与主存的替换算法有（C）、（D）、（E）。7.指令操作码字段表征指令的（A），而地址码字段指示（B）。8.移码表示法主要用于表示（A）数的阶码，以便于比较两个（B）.的大小和（C）操作。三、计算题一（本题15分）1．（10分）使用原码一位乘法计算X×Y。X=0.11101,Y=0.011112.（5分）用变形补码计算X+Y和X-Y，并指出运算结果是否溢出。X=0.11011,Y=0.11111.四、计算题二（本题5分）CPU执行一段时间后，Cache完成存取的次数为3900次，主存完成的存取次数为100次，已知Cache的存取周期为40ns，主存的存取周期为240ns。试求Cache/主存系统的效率和平均访问时间。五、计算题三（本题5分）有一个64K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内是128×128结构）构成，存储器读/写周期为500ns。试问：（1）（1分）需要多少DRAM芯片？（2）（2分）采用异步刷新方式，如果单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？（3）（2分）如果采用集中式刷新，存储器刷新一遍最少要用多少时间？六、计算题四（本题5分）某处理器包含一个片内cache，容量为8KB,且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字。当Cache未命中时，以分组方式从主存读取4个字到Cache，假定主存容量为16MB，试说明：（1）（1分）Cache共分为多少组。（2）（4分）写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数。七、分析题一（本题6分）某机字长16位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址。试问：（1）（1分）该机可以配备的最大主存容量为多少？（2）（2分）该机主存采用64k×1位的DRAM芯片（内部为4个128×128阵列）构成最大主存空间，则共需要多少个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为多少？（3）（3分）若为该机配备2K×16位的Cache，每块8B,采用2路组相联映射方式，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为462EH，则该地址可映射到Cache的哪一个组？第4页共4页八、分析题二（本题8分）设某机型寄存器字长16位，用十六进制方式表示，已知：变址寄存器的内容为0004H,PC的内容为0003H，内存中部分单元的内容如下：地址内容地址内容0002H000AH0007H000AH0003H0002H0008H0002H0004H0007H0009H0003H0005H0004H000AH0009H0006H0005H000BH0008H指令为双字长指令，格式如下：若当前指令分别为下列寻址方式时，试求出操作数。（请写出详细计算过程，否则不给分）（1）（2分）直接寻址（2）（2分）间接寻址（3）（2分）立即寻址（4）（2分）变址寻址九、分析题三（本题6分）某机型16位字长指令格式如下：其中，Ｄ是形式地址，采用补码表示（包括一位符号位），Ｍ是寻址方式：Ｍ＝０立即寻址；Ｍ＝１直接寻址（这是Ｄ为地址，无符号数）；Ｍ＝２间接寻址；Ｍ＝３变址寻址（变址寄存器Ｒi，１６位）；Ｍ＝４基址寻址（基址寄存器Ｒb，１６位）；Ｍ＝５相对寻址。（2分）该指令格式最多可以定义多少种不同的操作？立即数寻址操作数的范围是什么？（2分）写出各种寻址方式的有效地址的计算表达式。（2分）各种寻址方式能访问的最大主存范围是多少？线订装OP（５位）Ｍ（３位）Ｄ（８位）操作码寻址方式码寄存器号（16位）直接地址/间接地址/立即数/相对位移量/形式地址（16位）