計算機組成原理期末考試試卷

2023-01-13 06:48:06 字數 4026 閱讀 1580

一. 選擇題(下列每題有且僅有乙個正確答案,每小題2分,共20分)

1. 通用暫存器屬於____部分。

a.運算器b.控制器

c.儲存器d.i/o介面

2. 關於資料表示和編碼,下列說法正確的是____。

a. 奇偶校驗碼是一種功能很強的檢錯糾錯碼

b. 在計算機中用無符號數來表示記憶體位址

c. 原碼、補碼和移碼的符號編碼規則相同

d. 用拼音從鍵盤上敲入漢字時,使用的拼音碼是漢字的字模碼

3. 若x補=0.1101010,則x原=____。

a.1.0010101b.1.0010110

c.0.0010110d.0.1101010

4. 在cache的下列對映方式中,無需考慮替換策略的是____。

a. 全相聯對映b. 組相聯對映

c. 段相聯對映d. 直接對映

5. 以下四種型別的二位址指令中,執行時間最短的是____。

a. rr型 b. rs型 c. ss型 d. sr型

6. 下列關於立即定址方式運算元所在位置的說法正確的是____。

a. 運算元在指令中b. 運算元在暫存器中

c. 運算元位址在暫存器d. 運算元位址(主存)在指令中

7. 微程式控制器中,機器指令與微指令的關係是____。

a.每一條機器指令由一條微指令來執行

b.一段機器指令組成的程式可由一條微指令來執行

c.每一條機器指令由一段用微指令編成的微程式來解釋執行

d.一條微指令由若干條機器指令組成

8. 下面有關匯流排的敘述,正確的是____。

a. 單匯流排結構中,訪存和訪問外設主要是通過位址來區分的

b. 對電路故障最敏感的仲裁方式是獨立請求方式

c. 系統匯流排連線cpu和記憶體,而pci匯流排則連線各種低速i/o裝置

d. 同步定時適用於各功能模組訪問時間相差很大的情況

9. 若磁碟的轉速提高一倍,則____。

a.平均訪問時間減半

b.平均找道時間減半

c. 平均等待時間減半

d.儲存密度可以提高一倍

10.為了便於實現多級中斷,儲存現場資訊最有效的方法是採用____。

a. 通用暫存器b. 堆疊

c. 儲存器d. 外存

二. 填空題(下列每小題2分,共20分)

1.計算機系統是乙個由硬體、軟體組成的多級層次結構,它通常由一般機器級組合語言級和高階語言級組成。

2.有一字長為64位的浮點數,符號位1位;階碼11位,用移碼表示;尾數52位,用補碼表示,則它所能表示的最小規格化負數為

3.某採用交叉方式編址的儲存器容量為32字,儲存模組數為4,儲存週期為200ns,匯流排傳送週期為50ns,某程式需要連續讀出位址為1000~1011的4個字,則所需時間為

4.在相對定址方式中,運算元的有效位址等於的內容加上指令中的形式位址d。

5.不同的計算機有不同的指令系統,「risc」表示的意思是

6.某cpu微程式控制器控存容量為512×20位,需要分別根據op欄位和zf條件碼進行分支轉移,則p欄位和後繼位址欄位應分別為和位。

7.cpu從主訪問出一條指令並執行該指令的時間叫做它常常用若干個來表示,而後者又包含有若干個時鐘週期。

8.匯流排是構成計算機系統的互聯機構,是多個之間進行的公共通路。

9.菊花鏈式查詢方式的主要缺點是,離**仲裁器越遠的裝置,獲得匯流排控制權的機率就越

10.dma採用三種傳送方式:即方式、週期挪用方式和方式。

三. 計算題(共27分)

1. (9分)已知x=0.1001和y=-0.1111, 用變形補碼計算x+y和x-y, 同時指出運算結果是否溢位。

2. (9分)cpu執行一段程式時,cache完成訪問的次數為3800次,主存完成訪問的次數為200,已知cache訪問週期為50ns,主存為250ns,求cache/主存系統的效率和平均訪問時間。

3. (9分)某指令流水線有取指(if)、解碼(id)、執行(ex)、訪存(mem)和寫回暫存器堆(wb)5個過程段,各功能段所用的時間分別為120ns、80ns、90ns、100ns和60ns。今有40條指令流過此流水線,試求流水線的時鐘週期和加速比。

四. 問答題(共12分)

1. (6分)馮. 諾依曼型計算機的主要設計思想是什麼?它包括哪些主要組成部分?

2. (6分)計算機浮點加減運算的基本步驟。

五. 綜合題(共21分)

1. (12分)有乙個具有20位位址和32位字長的儲存器,由256k×8位dram晶元構成。問

1) 該儲存器能儲存多少個位元組的資訊?

2) 總共需要多少dram晶元?需要多少位位址作晶元選擇?

3) 畫出該儲存器的組成邏輯框圖。

2. (9分)指出下面程式中是否有資料相關?如果有請指出是何種資料相關,並作簡要說明。

1) i1 sub r1,r2,r3 ;(r2)-(r3)→r1

i2 add r5,r4,r1;(r4)+(r1)→r5

2) i3 mul r3,r1,r2 ;(r1)×(r2)→r3

i4 add r3,r1,r2 ;(r1)+(r2)→ r3

3) i5 sto a,r1 ; r1→m(a),m(a)是儲存器單元

i6 add r4,r3,r2;(r2)+(r3)→r4

4) i7 lad r1,b ; m(b)→r1,m(b)是儲存器單元

i8 mul r1,r2,r3 ;(r2)×(r3)→ r1

六. 選擇題(下列每題有且僅有乙個正確答案,每小題2分,共20分)

七. 填空題(下列每小題2分,共28分)

1. _微程式設計級__,__作業系統級__

2. _______

3. _______350ns_______

4.______pc____

5.___精簡指令系統計算機___

6._____29________

7.__指令週期cpu週期_____

8.___系統功能部件資料傳送____

9.__小______

10._停止cpu訪問記憶體__,__dma與cpu交替訪內__

八. 計算題(共27分)

1. 解:x=0.1001 y=-0.1111

[x]補=00.1001, [y]補=11.0001, [-y]補=00.1111

[x+y]補=00.1001+11.0001=11.1010 無溢位

x+y=-0.0110

[x-y]補=00.1001+00.1111=01.1000 溢位

x-y=+1.1000 > 1

2. (1)95%, (2)60ns

3. 流水線的時鐘週期t=max=120ns

加速比c=(40×5)/(5+40-1)=50/11

九. 問答題(共12分)

1. 解:馮. 諾依曼型計算機的主要設計思想是:儲存程式和程式控制。

儲存程式:將解題的程式(指令序列)存放到儲存器中;

程式控制:控制器順序執行儲存的程式,按指令功能控制全機協調地完成運算任務。

主要組成部分有:控制器、運算器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置。

2. 解:計算機浮點加減運算的基本步驟分為:

1. 0 運算元的檢查;

2. 比較階碼大小並完成對階;

3. 尾數進行加或減運算;

4. 結果規格化並進行捨入處理。

一十. 分析題(共21分)

1. 解:(1)∵ 220= 1m, ∴ 該儲存器能儲存的資訊為:1m×32/8=4mb 。

(2)(1024k/256k)×(32/8)= 16(片);

1024k/256k=4,故需要2位位址作為晶元選擇。

(3)該儲存器的組成邏輯框圖為 :

第(2)組指令中,如果i4指令的加法運算完成時間早於i3指令的乘法運算時間,變成指令i4在指令i3寫入前就寫入r3,導致r3的內容錯誤,發生寫後寫(waw)相關。

第(3)組指令中,i7指令和i8指令沒有涉及到相同的暫存器,所以沒有發生資料相關。

第(4)組指令中,i7指令和i8指令都要寫入r1,發生了寫後寫(waw)相關。只要i8的完成在i7之後,就不會出錯。

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