本科生-计算机组成原理题库-期末试卷(19)及答案

本科生期末试卷十九一、选择题（每小题1分，共10分）1．从器件角度看，计算机经历了四代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于______型计算机。A.并行B.冯.诺依曼C.智能D.实时处理2．下列数中最大的数是______。A.（10011001）2B.（227）8C.（98）16D.（152）103．有关运算器的描述，______是正确的。A.只做加法B.只做算术运算C.既做算术运算又做逻辑运算D.只做逻辑运算4．EPROM是指______。A.读写存储器B.只读存储器C.闪速存储器D.光擦除可编程只读存储器5．常用的虚拟存储系统由______两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表石存储器。A.cache—主存B.主存—辅存C.cache—辅存D.通用寄存器—主存6．二地址指令中，操作数的物理位置可以安排在______。A.栈顶和次栈顶B.两个主存单元C.一个主存单元和一个通用寄存器D.两个通用寄存器7．当代CPU包括______。A.控制器B.控制器、运算器、cacheC.运算器和主存D.控制器、ALU和主存8．流水CPU是由一系列叫做“段”的处理线路所组成。和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU______。A.具备同等水平的吞吐能力B.不具备同等水平的吞吐能力C.吞吐能力小于前者的吞吐能力D.吞吐能力大于前者的吞吐能力9．在集中式总线仲裁中，______方式响应时间最快，______方式对电路故障最敏感。A.菊花链B.独立请求C.计数器定时查询10．CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256色，则刷新存储器的容量是______。A.256KBB.2MBC.512KBD.1MB二、填空题（每小题3分，共15分）1．字符信息是A______数据，它处理B______领域的问题。国际上采用的字符系统是七单元的C______码。2．闪速存储器能提供高性能、低功耗、字可靠性以及A______能力，为现有的B______体系结构带来巨大变化，因此作为C______用于便携式电脑中。3．指令格式中，操作码字段表征指令的A______，地址码字段指示B______。微型机中多采用C______混合方式的指令格式。4．并行处理技术已经成为计算机技术发展的主流。从原理上概括，主要有三种形式：A______并行，B______并行，C______并行。5．总线有A______特性、B______特性、C______特性、D______特性，因此必须标准化。三、（10分）有两个浮点数x=2(+01)2(-0.111)2Y=2(+01)2(+0.101)2设阶码2位，阶符1位，数符1位，尾数3位，用补码运算规则计算x-y的值。四、（9分）CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为5000次，主存完成存取的次数为200次。已知cache存取周期为40ns，主存存取周期为160ns。求：1．Cache命中率H，2．Cache/主存系统的访问效率e，3．平均访问时间Ta。五、（9分）某微机指令格式如下所示：格式中D为位移量，X为寻址方式特征值：X=00,直接寻址；X=01,用变址寄存器R1进行变址X=10,用变址寄存器R2进行变址X=11,相对寻址设（PC）=1234H，（R1）=0037H,(R2)=1122H,(.H代表十六进制数)，请确定如下指令的有效地址：（1）4420H(2)2244H(3)1322H(4)3521H(5)6723H六、（10分）某计算机的数据通路如图B19.1所示，其中M—主存，MBR—主存数据寄存器，MAR—主存地址寄存器，R0-R3—通用寄存器，IR—指令寄存器，PC—程序计数器（具有自增能力），C、D--暂存器，ALU—算术逻辑单元（此处做加法器看待），移位器—左移、右移、直通传送。所有双向箭头表示信息可以双向传送。请按数据通路图画出“ADD（R1），（R2）+”指令的指令周期流程图。该指令的含义是两个数进行求和操作。其中源操作地址在寄存器R1中，目的操作数寻址方式为自增型寄存器间接寻址（先取地址后加1）。图B19.1七、（9分）某机器的中断系统采用一级链路排队，优先级别由设备距CPU的物理位置15109870OPXD决定（近高远低），如图B19.2所示。DVC0是扫描仪，DVC1是打印机，。如在某一时刻，扫描仪和打印机均产生一个事件，试问IRQ线上的请求是由谁发出的？为什么？这个结论总是成立吗？图B19.2八、（9分）刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。实际工作时，显示适配器的几个功能部件要采用刷新存储器的带宽。假定总带宽60%用于刷新屏幕，保留40%带宽用于其他非刷新功能。若显示工作方式采用分辨率为1024×1024，颜色深度为3B，刷新速率为72Hz，计算刷新存储器总带宽是多少？九、（10分）设计一个启停控制电路，要求在一个CPU周期中产生T1—T4四个时钟周期信号。(提示，机器一启动就会自动产生原始的节拍脉冲信号T1*--T4*,但是只有在启动机器运行的的情况下，才允许时序发生器发出CPU工作所需的节拍脉冲T1—T4。)十、（9分）在流水处理中，把输入的任务分割为一系列子任务，并使各子任务在流水线的各个过程段并发地执行，从而使流水处理具有更强大的数据吞吐能力。请用定量分析法证明这个结论的正确性。本科生期末试卷十九答案一、选择题1．B2．A3．C4．D5．B6．B，C，D7．B8．A9．A，B10．D二．填空题1．A．符号B．非数值C．ASCⅡ码2．A．瞬时启动B．存储器C．固态盘3．A．操作特性与功能C．操作数的位置C．二地址、单地址、零地址4．A．时间B．空间C．时间+空间5．A．物理B．功能C．电气D．时间三、解：1)设Sx为x的尾数，Sy为y的尾数，则Sx=(-0.111)2[Sx]补=1.001Sy=(+0.101)2[Sy]补=0.101又设Ex为x的阶码，Ey为y的阶码，则Ex=(+01)2，[Ex]补=001Ey=(+10)2，[Ey]补=0102）对阶：Ex-Ey=(01)2-(10)2=（-01）2，阶码不相等，故小阶的尾数Sx右移一位，Sx=(-0.0111)2，Ex阶码加1，则Ex=(10)2=Ey，Sx经舍入后得Sx=(-0.100)2，对阶完毕。x的补码浮点格式：010，1100y的补码浮点格式：010，01013）尾数相减[Sy]补=11.100[-Sy]补=11.011[Sx]补=11.100+[Sy]补=11.011[Sx-Sy]补=10.1114)规格化与舍入尾数右移1位，最低有效位舍掉，阶码加1（右规）则[Sx-Sy]补=11.011[Ex]补=[Ey]补=011规格化结果：011，1011四、解：①命中率H=Nc/（Nc+Nm）=5000/（5000+2000）=5000/5200=0.96②主存慢于cache的倍率R=Tm/Tc=160Ns/40Ns=4访问效率：ｅ＝１／［ｒ＋（１－ｒ）Ｈ］＝１／［４+（１－４）×０.９６］＝８９.３℅③平均访问时间Ｔａ＝Ｔｃ／ｅ＝４０／０.８９３＝４５nｓ五、解1）X=00,D=20H,有效地址E=20H2)X=10,D=44H,有效地址E=1122H+44H=1166H3)X=11,D=22H,有效地址E=1234H+22H=1256H4)X=01,D=21H,有效地址E=0037H+21H=0058H5)X=11,D=23H,有效地址E=1234H+23H=1257H六、解：“ADD（R1），（R2）+”指令是SS型指令，两个操作数均在主存中。其中源操作数地址在R1中，所以是R1间接寻址。目的操作数地址在R2中，由R2间接寻址，但R2的内容在取出操作数以后要加1进行修改。指令周期流程图如下：送指令地址图B19。3七、解：当扫描仪和打印机同时产生一个事件时，IRQ上的请求是扫描仪发出的。因为这种链路中排队的设备只有当其IEI为高时才能发出中断请求，且该设备有中断请求时，其IEO为低，因此其后面的设备就不可能发出中断请求信号。因此，当扫描仪和打印机同时产生一个事件时，只有扫描仪才能发出中断请求。但如果扫描仪接口中的屏蔽触发被置位（禁止中断），则IRQ上的请求信号将是打印机发出的。八、刷新存储器容量＝分辨率×每个像素点颜色深度＝1024×1024×3B＝3MB刷新存储器带宽＝刷新存储器容量×刷新速率＝3MB×72/S＝216MB/S刷新存储器的总带宽应为216MB/S×100/60＝360MB/S九．详细的电路图见下面图B19.4图B19.4十、解：设P1是有总延迟时间t1的非流水线处理器，故其最大吞吐量（数据带宽）为1/t1。又设Pm是相当于Pi的m段流水线处理器。其中每一段处理线路具有同样的延迟时间tc，和缓冲寄存器延迟时间tr，这样Pm的每段总延迟时间为tc+tr，故Pm的带宽为Wm=1/（tc+tr）。如果Pm是将Pi划分成延迟相同的若干段形成的，则t1≈mti，因此Pi的带宽为W1=1/（mtc）。由此可得出结论：条件mtc(tc+tr)满足，则Pm比Pi有更强的吞吐能力。.。T01T02T03T04T1T2T3T4QQCrDT40CLR启动停机图B19.4R