2014年广工计算机组成原理期末考试B卷及答案

广东工业大学试卷用纸，共4页，第1页广东工业大学考试试卷(B)课程名称:计算机组成原理试卷满分100分考试时间:2014年6月30日(第19周星期1)题号一二三四五六七八九十总分评卷得分评卷签名复核得分复核签名一选择题(20分，共10题，每题2分)1冯·诺伊曼计算机工作方式的基本特点是：________。[A]采用存储程序原理[B]多指令流单数据流[C]使用同余寻址方式操作循环缓冲器[D]使用深层流水线技术2对于8位二进制整数，下列说法中正确的是_______。[A]−1的补码为10000000[B]−127的反码为10000001[C]−6的原码等于其反码[D]+6的原码等于其反码3假设机器字长为16位，定点表示，尾数15位，数符1位，如果用原码定点整数表示，最小负数是________。[A]−(215-1)10[B]−(214-1)10[C]−(215-1)8[D]−(215)104浮点加(减)法运算过程需要如下4个操作步骤，正确的加(减)法操作流程组合应该是_________。①零操作数检查；②结果规格化及舍入处理；③尾数加(减)运算；④对阶操作；[A]①④②③[B]②①④③[C]①④③②[D]①③④②5以下说法中，正确的是__________。[A]只有定点数运算才会产生溢出；[B]对于浮点运算结果产生的“假溢出”，可以通过调整阶码来实现规格化；[C]只有将两个正数相加时才有可能产生溢出；[D]采用变形补码进行加减法运算可以避免溢出。6就获取操作数的速度而言，以下寻址方式中，速度最快的是_______；速度最慢的是________。广东工业大学试卷用纸，共8页，第2页[A]立即数寻址、间接寻址[B]寄存器间接寻址、间接寻址[C]寄存器寻址、基址寻址[D]变址寻址、基址寻址7某计算机字长为16位，主存储芯片的容量为128MB，若按单字编址（即2个字节构成一个访问单元），则该主存储芯片的地址范围应该为________。[A]0000000H---1FFFFFFH[B]0000000H---3FFFFFFH[C]0000000H---AFFFFFFH[D]0000000H---BFFFFFFH8下列四个关于SRAM和DRAM的叙述中，错误的是_______。①DRAM主要的工作原理是利用电容内存储电荷的多少来代表一个二进制比特（bit）是1还是0；②由于SRAM具有复杂的内部结构，SRAM比DRAM的占用面积更大，因而不适合用于高储存密度、低成本的应用；③DRAM不需要刷新，SRAM需要刷新；④SRAM是随机访问存储器，DRAM不是随机访问存储器；[A]②③[B]①④[C]①②[D]③④9微程序控制器中，关于机器指令、微指令、微地址，正确的说法是________。[A]每一条机器指令由一条微指令来执行；[B]每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行；[C]不同的机器指令对应的微指令数量一定不同；[D]微地址就是微指令在寄存器中的地址。10关于组合逻辑控制器与微程序控制器的比较，错误的是________。[A]组合逻辑控制器的设计和调试均非常复杂，且代价很大；[B]与微程序控制器相比，组合逻辑控制器的速度较快，其速度主要取决于逻辑电路的延迟；[C]微程序控制器的控制信号首先用逻辑表达式列出，经过简化后用门电路或门阵列器件实现，因而显得较为复杂，当修改指令或增加指令时非常麻烦；[D]微程序是存储在控制存储器之中。判断题(10分，共10题，每题1分，正确打√，错误打╳)()计算机“运算速度”指标的含义是每秒钟能执行多少条操作系统的命令。()在一条机器指令中可能出现不止一种寻址方式。()浮点数的取值范围由阶码的位数决定，而浮点数的精度由尾数的位数决定。()运算器中设置了加法器后，就没有必要设置减法器。()CPU访问主存储器的时间是由存储体的的容量决定的，存储容量越大，访问存储器所需时间就越长。()通常，磁盘存储器每条磁道的存储容量是不相同的。()字符显示器的字库中存放着字形的行点阵信息。广东工业大学试卷用纸，共8页，第3页()微指令是指控制存储器中的一个单元的内容。()输入输出接口中的数据端口是一个缓冲寄存器。()DMA请求的响应时间，必须安排在每个指令周期的末尾。简答题(10分，共2题，每题5分)1请简述RISC和CISC计算机的指令集特点，并比较它们的优缺点。请简述汉字国标码、区位码、机内码、字型码区别与联系。分析计算题(20分，共3题)1设浮点数的阶码和尾数部分均用补码表示,X=2-101×0.101100,Y=2-100×(-0.101000),按照浮点数的运算规则,求:X+Y,X-Y。注:此题中阶码用二进制表示。(6分)2某磁盘组有8片磁盘,每片可有两个记录面,存储区域内径为20cm,外径为30cm,道密度60道/cm,位密度500b/cm,转速3000r/min。试问:(1)共有多少个存储面可用?(2分)(2)共有多少个圆柱面?（2分）(3)整个磁盘组的总存储容量有多少?（2分）(4)数据传送率是多少?（2分）3已知一个32位大型计算机系统具有两个选择通道和一个多路通道。每个选择通道连接2台磁盘机和4台磁带机,多路通道连接2台打印机、5台卡片输入机和10台CRT显示终端。假设这些设备的传送速率分别为磁盘机800KB/s磁带机200KB/s打印机6.6KB/s卡片输入机1.2KB/sCRT显示终端1KB/s求该计算机系统的最大I/O传送速率。(6分)设计题(40分，共3题)1(15分)某机CPU可输出数据线8条（D7～D0），地址线20条（A19～A0），控制线1条（/WE）。目前使用的存储空间为48KB，其中：16KB为ROM，拟用8K×8位的ROM芯片；32KB为RAM，拟用16K×4的RAM芯片。（1）需要两种芯片各多少片？（2）画出CPU与存储器之间的连线图（译码器自定）。（3）写出ROM和RAM的地址范围。2(15分)CPU内部一般包含PC、MAR、MDR、IR等几个寄存器及若干个通用寄存广东工业大学试卷用纸，共8页，第4页器，下图所画是指令LADR0，(X)的流程，其功能是将主存X单元的数据取到R0中，图中M表示主存。（1）请结合CPU的组成和微程序控制器相关知识完成该指令流程图中未完成的部分。（2）重新画出当源操作数为间址寻址时的指令流程图。3(10分)设某机有５级中断：L０、L１、L２、L３、L４，其中断响应优先次序为：L０最高、L１次之、⋯⋯、L４最低。现在要求将中断处理次序改为L１→L３→L０→L４→L２，试问：（１）各级中断服务程序中的各中断屏蔽码应如何设置（设每级对应一位，当该位为“０”，表示中断允许；当该位为“１”，表示中断屏蔽）？（２）若这５级同时都发出中断请求，试画出进入各级中断处理过程示意图。广东工业大学试卷用纸，共8页，第5页广东工业大学试卷参考答案及评分标准(B)课程名称:计算机组成原理试卷满分100分考试时间:2014年6月30日(第19周星期1)选择题(20分，共10题，每题2分)1、A2、D3、A4、C5、B6、A7、B8、D9、B10、C判断题(10分，共10题，每题1分，正确打√，错误打╳)12345678910xVVVxxVVVx简答题(10分，共2题，每题5分)1(5分)RISC是精简指令集计算机的简称，其特点是指令集简单、指令编码较为规范、易用流水线的技术提高性能、一般采用load-store结构、通用寄存器的个数较多，优点是设计简单、主频高，缺点是程序较大、依赖编译器的优化。（2.5分）CISC是复杂指令集计算机的简称，其特点是指令集复杂、指令条数多、指令编码不规范、流水线的实现较复杂、一般支持多种寻址方式，优点是程序较小、编译器的要求较低，缺点是设计复杂、主频较低。（2.5分）2(5分)国标码是一个四位十六进制数，区位码是一个四位的十进制数，每个国标码或区位码都对应着一个唯一的汉字或符号，但因为十六进制数我们很少用到，所以大家常用的是区位码，它的前两位叫做区码，后两位叫做位码。（2分）国标码是汉字信息交换的标准编码，但因其前后字节的最高位为0，与ASCII码发生冲突，因此不方便在计算机中直接使用。汉字的机内码采用变形国标码，其变换方法为：将国标码的每个字节都加上128，即将两个字节的最高位由0改1，其余7位不变。（1.5分）汉字字型码又称汉字字模,用于汉字在显示屏或打印机输出。汉字字型码通常有两种表广东工业大学试卷用纸，共8页，第6页示方式:点阵和矢量表示方法。点阵字型码把汉字按图形符号设计成点阵图。（1.5分）分析计算题(20分，共3题)1解:[X]浮=1011;0.101100[Y]浮=1100;1.011000a.对阶:小阶向大阶看齐。ΔE=EA-EB=101-(-100)=-1[X]浮′=1100;0.010110对阶之后,尾数相加和相减。b.相加:00.010110+11.01100011.101110需左规一次,[X+Y]浮=1011;1.011100所以X+Y=2-101×(-0.100100)c.相减:00.010110+00.10100000.111110所以X-Y=2-100×0.111110(6分)2(每问2分)解:(1)8×2=16(面),共有16个存储面可用.(2)60×((30-20)/2)=300(道),共有300个圆柱面.(3)16×20π×500×300=150.72×10^6(位)。广东工业大学试卷用纸，共8页，第7页(4)数据传送率C=20π×500/(60/3000)=1.57×10^6(b/s)=196250B/s。3(6分)解:由于两个选择通道所连接的设备相同,只要计算其中一个通道的通道传输率即可。因为磁盘机的传输率大于磁带机,所以此类型通道的通道传输率为:选择通道传输率=max{800,200}=800KB/s字节多路通道的最大传输率是通道上所有设备的数据传输率之和。即:字节多路通道传输率=6.6×2+1.2×5+1×10=29.2KB/s计算机系统最大I/O数据传输率=2×选择通道传输率+字节多路通道传输率=800×2+29.2=1629.2KB/s设计题(40分，共3题)1(15分)解：（1）ROM芯片2片，RAM芯片4片。（2）CPU与存储器之间的连线图如图所示。（3）ROM的地址范围是：ROM1为00000H～01FFFH，ROM2为02000H～03FFFH。RAM的地址范围是：RAM1+RAM2为04000H～07FFFH，RAM3+RAM4为08000H～0BFFFH。2(15分)解：广东工业大学试卷用纸，共8页，第8页（1）（2）3(10分)解：（１）各级中断服务程序中的各中断屏蔽码设置如表所示。（２）５级中断同时发出中断请求，各级中断处理过程示意如图所示。广东工业大学试卷用纸，共2页，第2页