計算機組成原理試題

1. 移碼表示法主要用於表示a._浮點__數的階碼e,以便於比較兩個b._指數的大小和c._對階操作。

2. 雙埠儲存器和多模組交叉儲存器屬於a._並行__儲存器結構.前者採用b._空間並行__技術，後者採用c.__時間並行_技術。

3. 堆疊是一種特殊的資料定址方式，它採用a._先進後出__原理.按結構不同，分為b._暫存器__堆疊和c.__儲存器_堆疊。

4. 流水cpu中的主要問題是a._資源__相關,b._資料__相關和c._控制__相關，為此需要採取相應的技術對策，才能保證流水線暢通而不斷流。

5. 匯流排仲裁部件通過採用a._優先順序__策略或b._公平__策略，選擇其中乙個主裝置作為匯流排的下一次主方，接管c. 匯流排控制___權。

6. 顯示介面卡作為crt和cpu的介面，由a.__重新整理_儲存器，b.

_顯示__控制器，rom bios三部分組成。先進的c._顯示__控制器具有d.

_圖形___加速能力。

二．（10分）設[x]補= 求證：

（1） x= －x0+xi2-i

證：當x≥0時，x0=0,

[x]補=0. x1x2…xn =xi2-i = x

當x＜0時，x0=1,

[x]補=1. x1x2…xn=2+x

x=1. x1x2…xn-2= -1+0. x1x2…xn= -1+xi2-i

綜合上述兩種情況，可得出：x= -x0 +xi2-i

(2) [x/2]補= x0. x0x1x2…xn

證：因為 x= -x0+ xi2-i ，所以

x/2= -x0/2 + (xi2-i)/2=-x0+ x0/2 + (xi2-i)/2=-x0+xi2-(i+1)

根據補碼與真值的關係則有：[x/2]補= x0. x0x1x2…xn

由此可見，如果要得到[2-i x]補，只要將[x]補連同符號位右移i位即可。

三．(11分)假設有如下器件：2片74181alu，4片74ls374正沿觸發8d暫存器，2片74ls373透明鎖存器，4片三態輸出八緩衝器（74ls240），一片8×8直接補碼陣列乘法器（mul）,其乘積近似取雙倍字長中高8位值，一片8÷8直接補碼陣列除法器（div）,商為8位字長。請設計乙個8位字長的定點補碼運算器，它既能實現補碼四則算術運算，又能實現多種邏輯運算。

解：根據給定條件，所設計的8位字長定點補碼運算器如圖a2.3所示。

2片74181alu組成8位字長的通用alu部件，以實現加、減運算和多種邏輯操作。4片74ls374組成了四個通用暫存器r0－r3，該器件輸出帶有三態門控制，從而使r0－r3的輸出可以連線在一起組成匯流排abus。2片74ls373可用作兩個8位暫存器（a和b），以便將匯流排abus上的資料分時接收到其中以進行＋、－、×、÷及邏輯運算。

由於加減法、邏輯運算與乘法或除法是互斥性的操作（進行加減和邏輯運算時不能進行乘法或除法，反之亦然），所以暫存器a和b可以公用，即進行乘除法時輸入資料可取自a和b。

部件alu,mul和div的輸出需加三態輸出緩衝器後才能接到匯流排abus上。其中mul輸出應為雙字長，但為了保持8位字長一致，可作近似處理（截去低8位字長）。

bbus匯流排的輸出可以送入r0－r3任何乙個通用暫存器。

bbus

m→bbusalu→bbusd→bbus

s0ms1alu

s21s3a ba ba b

g→a g→b

abus

ldr0ldr1ldr2ldr3

圖a2.3

四．（10分）設儲存器容量為32字，字長64位，模組數m = 4,分別用順序方式和交叉方式進行組織.若儲存週期t = 200ns，資料匯流排寬度為64位，匯流排傳送週期τ= 50ns, 問：順序儲存器和交叉儲存器頻寬各是多少？

解：儲存器和交叉儲存器連續讀出m=4個字的資訊總量都是

q = 64位 × 4 =256位

順序儲存器和交叉儲存器連續讀出4個字所需的時間分別是

t2 = mt = 4 × 200ns =800ns = 8 × 10 -7 (s)

t1 = t + (m–1)t =200ns + 3×50ns = 350ns = 3.5 × 10-7 (s)

順序儲存器頻寬 w2 = q/t2 = 256 / (8×10-7 ) = 32 × 107 (位/s)

交叉儲存器頻寬 w1 = q/t1 = 256 / (3.5×10-7 ) = 73 × 107 (位/s)

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