2009-2011年“计算机组成原理”统考试题分析

“计算机组成原理”统考试题结构分析齐齐哈尔大学组成原理课题组2009年真题分析一、单项选择题（12小题，每小题2分，共24分）第1章计算机系统概论（1）（11）第2章运算方法与运算器（2）（12、13）第3章存储系统（3）（14、15、21）第4章指令系统（2）（16、17）第5章中央处理机（2）（18、19）第6章总线系统（1）（20）第8章I/O系统（1）（22）二、综合应用题（两大题，共21分）43题（8分）分析计算题（中断与DMA）：涉及第5、6、8章44题（11分）设计题（指令周期设计）：涉及第2、3、4、5章2010年真题分析一、单项选择题（11小题，每小题2分，共22分）第1章计算机系统概论（1）（12）第2章运算方法与运算器（2）（13、14）第3章存储系统（3）（15、16、17）第4章指令系统（0）（）第5章中央处理机（2）（18、19）第6章总线系统（1）（20）第8章I/O系统（2）（21、22）二、综合应用题（两大题，共23分）43题（11分）设计题（指令系统设计）：涉及第4、5章44题（12分）计算题（Cache相关计算）：涉及第3章2011年真题分析一、单项选择题（11小题，每小题2分，共22分）第1章计算机系统概论（1）（12）第2章运算方法与运算器（1）（13）第3章存储系统（2）（14、15）第4章指令系统（3）（16、17、18）第5章中央处理机（1）（19）第6章总线系统（1）（20）第8章I/O系统（2）（21、22）二、综合应用题（两大题，共23分）43题（11分）分析计算题（指令执行和运算器）：涉及第2、5章44题（12分）设计题（存储器）：涉及第3章第一章计算机系统概论2009年真题11.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2010年真题12、下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是（）I提高CPU时钟频率，II优化数据通路结构，III对程序进行编译优化A：仅I和IIB：仅I和IIIC：仅II和IIID：I，II，III2011年真题12、下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（）。A.MIPSB.CPIC.IPCD.MFLOPS第二章运算方法和运算器2009年真题12.一个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xyz，其中x和z是int型，y为short型。当x=127，y=-9时，执行赋值语句z=x+y后，xyz的值分别是（）A．X=0000007FH，y=FFF9H，z=00000076HB．X=0000007FH，y=FFF9H，z=FFFF0076HC．X=0000007FH，y=FFF7H，z=FFFF0076HD．X=0000007FH，y=FFF7H，z=00000076H分析：X为int型，长度为32位，转化为16进制应为00007FHY为short型，长度为16位，转化为16进制应为FFF7H因为Z为int型，应把Y由short型转换成int型再计算，即把Y变成FFFFFFF7H则Z=X+Y=00000076H2009年真题13.浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和判溢出等步骤。设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示，且位数分别为5位和7位（均含2位符号位）。若有两个数X=27×29/32，Y=25×5/8，则用浮点加法计算X+Y的最终结果是（）A．001111100010B．001110100010C．010000010001D．发生溢出分析：把X和Y转换为二进制X=00.11101×200111，Y=00.10100×200101即X=001110011101，Y=0010100101001.对阶：Y=0011100001012.求和：X+Y=0011101000103.规格化：X+Y=0100000100014.阶码符号位为01，溢出2010年真题13、假定有4个整数用8位补码分别表示r1=FEH,r2=F2H,r3=90H,r4=F8H,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*r4分析：r1的真值为-2，r2的真值为-14，r3的真值为-112，r4的真值为-8显然只有r3和其它寄存器的内容相乘才会溢出2010年真题14、假定变量i、f和d的数据类型分别为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格式表示），已知i=785，f=1.5678e3，d=1.5e100。若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为“真”的是：I．i==(int)(float)iII．f==(float)(int)fIII．f==(float)(double)fIV．(d+f)-d==fA．仅I和IIB．仅I和IIIC．仅II和IIID．仅III和IV分析：int型数据长度32位，表示范围为-231～231-1，转换为十进制数约为-2×109～2×109,float型数据为单精度浮点数，按754标准，尾数23位，阶码8位，double型数据为双精度浮点数，按754标准，尾数52位，阶码11位。I．i==(int)(float)ii=(785)10=(1100010001)2，有效数字为10位，转换为float型数据不丢失有效位，再转换回int型，值不变，结果为真。II．f==(float)(int)ff=(1.5678e3)10=(1567.8)10,有小数部分，转换为int型数据小数部分丢失，再转换回float型，值改变，结果为假。III．f==(float)(double)ffloat型转换为double型，位数增加，不丢失有效位，再转换回float型,值不变，结果为真。IV．(d+f)-d==fd=1.5e100,变成浮点数阶码大约为330，f=1.5678e3,变成浮点数阶码大约为10，两数相加，阶差为320，f相当于0，被舍去，再减d，结果为0，和f相比较，结果为假。2011年真题13、float型数据通常用IEEE754单精度浮点数格式表示。如编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且x=-8.25，则FR1的内容是（）。A.C1040000HB.C2420000HC.C1840000HD.C1C20000H分析：X=(-8.25)10=(-1000.01)2=(-1.00001×23)2转换为32位浮点数格式11000001000001000000000000000000即C10400002011年真题43、假定在一个8位字长的计算机中运行如下类C程序段：unsignedintx=134;unsignedinty=246;intm=x;intn=y;unsignedintz1=x-y;unsignedintz2=x+y;intk1=m-n;intk2=m+n;若编译器编译时将8个8位寄存器R1～R8分别分配至变量x、y、m、n、z1、z2、k1和k2。请回答下列问题。（提示：带符号整数用补码表示）(1)执行上述程序段后，寄存器R1、R5和R6的内容分别是什么？（用十六进制表示）（2）执行上述程序段后，变量m和K1的值分别是多少？（用十进制表示）（3）上述程序段涉及带符号整数加/减、无符号整数加/减运算，这四种运算能否利用同一个加法器及辅助电路实现？简述理由。（4）计算机内部如何判断带符号整数加/减运算的结果是否发生溢出？上述程序段中，哪些带符号整数运算语句的执行结果会发生溢出？分析：变量寄存器十进制（真值）二进制十六进制是否溢出xR11341000011086HyR224611110110F6HmR3-1221000011086HnR4-1011110110F6Hz1R5-1121001000090H为负，溢出z2R6380011111007CH﹥255，溢出k1R7-1121001000090Hk2R8-132011111007CH﹤-128，溢出（1）R1：86H，R5：90H，R6：7C（2）m：-122，n：-10（3）可以利用同一个加法器及辅助电路实现。因为无符号整数和有符号整数都是以补码形式存储，所以运算规则都是一样的。但是有一点需要考虑，由于无符号整数和有符号整数的表示范围是不一样的，所以需要设置不一样的溢出电路。（4）判断溢出方法：双符号位：单符号位：K2会发生溢出第三章内部存储器14.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129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是（）A．0B.2C.4D.62009年真题分析：每个块大小为32字节，主存129号单元应分在第4块，对应装入到Cache的组号应为第4组。15.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、302009年真题分析：ROM芯片数：4KB/(2K*8)=2片RAM芯片数：(64KB-4KB)/(4K*4)=30片21.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%2009年真题分析：Cache的命中率=Cache命中次数/总访存次数=（1000-50）/1000=95%15、假定用若干个2k*4位芯片组成一个8k*8位存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是（）A：0000HB：0600HC：0700HD：0800H2010年真题分析：存储器总地址位数：13位，A0～A12存储芯片地址位数：11位，A0～A10A11，A12产生片选信号，同一芯片内存储单元的地址A11，A12两位相同，A0～A10的范围从全0到全10B1FH=0000101100011111BA11,A12=10,则芯片首地址为0000100000000000B，即为0800H16、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，IV2010年真题分析：ROM是只读存储器，因此是非易失性的，不需要刷新。Cache位于CPU和主存之间，其保存当前正在使用的数据块，不能用ROM实现。ROM通过地址线确定访问对象的地址，是采用随机存取的方式访问。17、下列命令组合情况中，一次访存过程中，不可能发生的是（）A：TLB未命中，Cache未命中，Page未命中B：TLB未命中，Cache命中，Page命中C：TLB命中，Cache未命中，Page命中D：TLB命中，Cache命中，Page未命中2010年真题分析：TLB是页表缓冲器，也称为快表技术，由相联存储器构成，里面存放的是页表中近期最常使用页的页表信息，是页表内容的一部分。因此，TLB命中，Page一定命中，但Page命中，TLB不一定命中。Cache是高速缓冲存储器，里面存放的是主存中近期最常使用的数据块，是主存内容的一部分，而主存中的内容在页表中一定存在。因此，Cache命中，Page一定命中，但Page命中，Cache不一定命中。TLB和Cache的命中没有一致关系。44.（12分）某计算机的主存地址空间为256MB，按字节编址，指令Cache和数据Cache分离,均有8个