2021年長沙學院軟件工程專業(yè)《計算機組成原理》科目期末試卷B（有答案）一、選擇題1、連續(xù)兩次啟動同一存儲器所需的最小時間間隔稱為（）。A.存儲周期 B.存取時間 C.存儲時間 訪問周期2、下列存儲器中，在工作期間需要周期性刷新的是（）ASRAM BSDRAM C.ROM D.3、一個浮點數(shù)N可以用下式表示：N=mrme，其中，e=rcg；m：尾數(shù)的值，包括尾數(shù)采用的碼制和數(shù)制：e：階碼的值，一般采用移碼或補碼，整數(shù)；Tm：尾數(shù)的基；re：階碼的基；p：尾數(shù)長度，這里的p不是指尾數(shù)的：進制位數(shù)，當ra=16時，每4個二進制位表示一位尾數(shù)；q：階碼長度，由于階碼的基通常為2，因此，在一般情況下，q就是階碼部分的二進制位數(shù)。研究浮點數(shù)表示方式的主要目的是用盡量短的字長（主要是階碼字長q和尾數(shù)字長的和）實現(xiàn)盡可能大的表述范圍和盡可能高的表數(shù)精度。根據(jù)這一目的，上述6個參數(shù)中只有3個參數(shù)是浮點數(shù)表示方式要研究的對象，它們是（）。A.m、e、rmB、e、rmC.re、pqD、p、q432位，按字節(jié)編址，采用小端Endian）方式存放數(shù)據(jù)。假定double1122334455667788H00008040H開00008046H中存放的是（）。A.22H B.33H C.66H D.77H5x=103，y=-258位定點補碼運算時，會發(fā)生溢出的是（）。A.x+y B.-x+y C.x-y 6、總線寬度與下列（）有關。A.控制線根數(shù) 數(shù)據(jù)線根數(shù) C.地址線根數(shù) 以上都不7、下列關于總線說法中，正確的是（）使用總線結構減少了信息傳輸量III.使用總結結構可以提高信息的傳輸速度IV.使用總線結構可以減少信息傳輸線的條數(shù)A.I，II，III B.II，III，IV C.III，IV D.只有8、某計算機主頻為1.2GHz，其指令分為4類，它們在基準程序中所占比例及CPI如下表所示。該機的MIPS數(shù)是（）。A.100B.200C.400D.6009、只有當程序要執(zhí)行時，它才會去將源程序翻譯成機器語言，而且一次只能讀取、翻譯并執(zhí)行源程序中的一行語句，此程序稱為（）。A.目標程序B.編譯程序C.解釋程序D.匯編程序10、指令從流水線開始建立時執(zhí)行，設指令由取指、分析、執(zhí)行3At，若采用常規(guī)標量單流水線處理器（1），連續(xù)12條指令，共需（）。Α.12Δt B.14Δt C.16Δt D.18Δt11、指令從流水線開始建立時執(zhí)行，設指令流水線把一條指令分為取指、分析、執(zhí)行三部分，且三部分的時間分別是2ns、2ns、Ins，則100條指令全部執(zhí)行完畢需要（）。A.163ns B.183ns C.193ns D.203ns1216560址指令，那么單地址指令最多有（）條。A.4 B.32 C.128 D.25613、某計算機有16個通用寄存器，采用32位定長指令字，操作碼字段（含尋址方式位）8位，Store指令的源操作數(shù)和目的操作數(shù)分別采用寄存器直接尋址和基址尋址方式。Store值范圍是（）。A.-32768~+32767 B.-32767~+32768C.-65536~+65535 14、若每個漢字用16×16的點陣表示，7500個漢字的字庫容量是（）A.16KB B.240KB C.320KB D.IMB15、各種外部設備均通過（）電路，才能連接到系統(tǒng)總線上。A.外設內存C.中斷接口二、填空題16、計算機系統(tǒng)中，根據(jù)應用條件和硬件資源不同，數(shù)據(jù)傳輸方式可采用： 傳送、 傳送和 、傳送。17、由于存儲器芯片的容量有限，所以往往需要和 兩方面進行擴充才能足實際需求。18、數(shù)控機床是計算機方面的應用，郵局把信件自動分練是在計算面的應用。19、不同機器有不同RISC指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)的改進。20、多個用戶共享主存時，系統(tǒng)應提。通常采用的方法保護和 保護，并用硬件來實現(xiàn)。21、主存儲器容量通常以MB表示，其中M= ，B= 硬盤容量通常以GB表示其中G= .22、奔騰CPU中L2級cache的內容的子集，內容又是L2級cache的子集。23、總線同步定時協(xié)議中，事件出現(xiàn)在總線的時刻信號確定，總線周期的長是 的。24、存儲 并按 順序執(zhí)行，這是馮諾依曼型計算機的工作原理。25、漢字、 、 是計算機用于漢字輸入、內部處理、輸出三種同用途的編碼。三、名詞解釋題26、階碼：27、水平型微指令：、特權指令：、型微指令：四、簡答題30、CPU對DMA請求和中斷請求的響應時間是否相同？為什么？31、假設CPU有20根地址線和32根數(shù)據(jù)線，試問按字節(jié)和字尋址，尋址范圍分別是多少？32、半導體存儲器芯片的譯碼驅動方式有幾種？33、什么叫機器指令？什么叫指令系統(tǒng)？為什么說指令系統(tǒng)與機器的主要功能以及與硬件結構之間存在著密切的關系？五、計算題34、假設磁盤存儲器轉速為3000r/min，分8個扇區(qū)，每扇區(qū)存儲1KB，主存與磁盤存儲器數(shù)據(jù)傳送的寬度為16位（即每次傳送16位）。假設一條指令最長執(zhí)行時間為25s。試問：是否可采用一條指令執(zhí)行結束時響應DMA請求的方案，為什么？若不行，應采用什么方案？35、設有一個1MB容量的存儲器，字長為32位，問：若按字節(jié)編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？若按半字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？若按字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為兒位？編址范圍為多大？36、一個Cache-主存系統(tǒng)，采用50MHz的時鐘，存儲器以每一個時鐘周期傳輸一個字的速率連續(xù)傳輸8個字，以支持塊長為8個字的Cache，且每個字長為32位。假設讀操作所花費的時間：1個周期接收地址，3個周期延遲，8個周期傳輸8個字；寫操作所花費的時間：1個周期接收地址，2個周期延遲，8個周期傳輸8個字，3個周期恢復和寫入糾錯碼。求下述幾種情況下的存儲器的帶寬。全部訪問為讀操作。全部訪問為寫操作。3）65%的訪問為讀操作，35%的訪問為寫操作。六、綜合題37、某計算機存儲器按字節(jié)編址，虛擬（邏輯）地址空間大小為16MB，主存（物理》地址空間大小為1MB，頁面大小為4KB；Cache采用直接映射方式，共8行；主存與Cache之閘交換的塊大小為32B。系統(tǒng)運行到某一時刻時，頁表的部分內容和Cache的部分的容如圖3-50和圖3-51所示，圖中頁框號及標記字段的內容為十六進制形式。請回答下列問題：號（物人理頁號）？使用物理地址訪問Cache段的位數(shù)及在物理地址中的位置。001C60H所在的頁面是否在主存中？若在主存中，則該虛擬地址對應的物理地址是什么？訪問該地址時是否Cache命中？要求說明理由。假定為該機配置一個4路組相連的TLB，該TLB共可存放8個頁表項，若其當前內容（十六進制）如圖所示，則此時虛擬地址024BACH所在的頁面是否在主存中？要求說明理由。38、某16位計算機的主存按字節(jié)編碼，存取單位為16位；采用16位定長指令字格式：CPU采用單總線結構，主要部分如下圖所示。圖中R0~R3為通用寄存器：T為暫存器：SR為移位寄存器，可實現(xiàn)直送（mov）、左移一位.（left）和右移一位（right）3種操作，控制信號為SRop，SR的輸出由信號SRout控制：ALU可實現(xiàn)直送A（mova）、A加B（add）、A減B（sub）、A與B（and）、A或B（or）、非A（not）、A加1（inc）7種操作，控制信號為ALUop。請回答下列問題。圖中哪些寄存器是程序員可見的？為何要設置暫存器T？控制信號ALUopSRop的位數(shù)至少各是多少？控制信號SRout所控制部件的名稱或作用是什么？端點①~⑨中，哪些端點須連接到控制部件的輸出端？~寫出連線的起點和終點，以正確表示數(shù)據(jù)的流動方向。MUX的一個輸入端是2？39、在表中的第2列、第3列填寫簡要文字對CISC和RISC的主要特征進行對比。比較內容l）指令系統(tǒng)2）指令格式尋址方式指令字長可訪存指令各種指令使用須率各種指令執(zhí)行時間優(yōu)化編譯實現(xiàn)寄存器個數(shù)控制器實現(xiàn)方式軟件系統(tǒng)開

CISC和RISC的主要特征比較CISC RISC參考答案一、選擇題、A、B、D、A、C、B7、D8、C9、C10、B、D、A、A、B15、D二、填空題16、并行串行復用17、存取時間存儲周期存儲器帶寬18、自動控制人工智能19、指令系統(tǒng)CISC20、存儲保護存儲區(qū)域訪問方式21、220 8位（1個字節(jié)）22、主存L1級cache23、總線時鐘固定24、程序地址25、輸入編碼內碼字模碼三、名詞解釋題26、階碼：B4在浮點數(shù)據(jù)編碼中，表示小數(shù)點的位置的代碼。27、水平型微指令：水平型微指令的特點是一次能定義并執(zhí)行多個并行操作的微命令。從編碼方式看，直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼以及直接編碼和字段直接和間接混合編碼都屬水平型微指令。其中直接編碼速度最快，字段編碼要經(jīng)過譯碼，故速度受影響28、特權指令：改變執(zhí)行特權的指令，用于操作系統(tǒng)對系統(tǒng)資源的控制29、型微指令：一種微指令類型，設置微操作碼字段，采用微操作碼編碼法，由微操作碼規(guī)定微指令的功能。四、簡答題30、答：CPUDMA請求和中斷請求的響應時間不相同，因為兩種方式的交換速度相CPUDMA請求（一個存取周期末）31出地址線來做字內字節(jié)尋址。還有一點就是，不要一看到是按字節(jié)尋址，就馬上從數(shù)據(jù)線拿出4給地址線，即220×32=222×8，得出按字節(jié)尋址是4MB，這是錯誤的。尋址本身和數(shù)據(jù)線沒有任何字地址學節(jié)地址關系。32、答：半導體存儲器芯片的譯碼驅動方式有兩種：線選法和重合法。線選法：地址譯碼信號只選中同一個字的所有位，結構簡單，費器材；重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線的交叉點即為所選單元。這種方法通過行、列譯碼信號的重合來選址，也稱矩陣譯碼?？纱蟠蠊?jié)省器材用量，是最常用的譯碼驅動方式。33、答：人們習慣把每一條機器語言的語句稱為機器指令，而又將全部機器指令的集合稱為機器的指令系統(tǒng)。五、計算題34、解析：磁盤存儲器轉速為3000r/min，即50r/s。每轉傳送的數(shù)據(jù)為8×1KB=8KB，所以數(shù)據(jù)傳輸率為8KB×50r/s=400KB/s.16位數(shù)據(jù)的傳輸時間=16位/（400KB/s）=2B/（400KB/s）=5??s。由于5??s遠小于25s，因此不能采用一條指令執(zhí)行結束響應DMA的請求方案。應采用每個CPU機器周期末查詢及響應DMA的請求方案。35、解析：字長為32位，若按半字編址，則每個存儲單元存放16位；若按字編址，則每個存儲單元存放32位。若按字節(jié)編址，1MB=220×8bit208位，編址范圍為00000H~FFFFFH。19位，數(shù)據(jù)寄存器為1600000H~7FFFFH。18位，數(shù)據(jù)寄存器為3200000H~3FFFFH。歸納總結：主存容量確定后，編址單位越大，對應的存儲單元數(shù)量就越少。因此，隨著編址單位的變大，地址寄存器的位數(shù)減少，數(shù)據(jù)寄存器的位數(shù)增加。其實這個可以這么來理解，醫(yī)院需要放置1000個床位，每個房間放的床位多了，需要的房間自然就少了。36、解析：由于存儲系統(tǒng)采用50MHz的時鐘，因此每·個時鐘周期為1/（50MHz）=20ns。Tr=（1+3+8）×20ns=240ns故存儲器的帶寬為Br=8/Tr=8/（240×10-9）=33.3×106字/s=133.2MB/sTr=（1+2+8+3）×20ns=280ns故存儲器的帶寬為Bw=8/Tw=8/（280×10-9）=28.6×106字/s=114.4MB/s讀/寫操作合在一起的加權時間為故存儲器的帶寬為B=8/T=8/（254×10-9）=31.5×106字/s=126MB/S六、綜合題37、解析：1）由于虛擬地址空間大小為16MB，且按字節(jié)編址，因此虛擬地址共有24位（24=16M）。由于頁面大小為4KB（212=4K），因此虛頁號為前12位。由于主存（物理）地址空間大小為1MB，因此物理地址共有20位（220=lM）。由于頁內地址有12位，因此20-12=8，即前8位為頁框號。Cache3個字段，如下：分析：由于塊大小為32B，因此字塊內地址占5位。又由于Cache共8行，因此字塊標記占3位。綜上所述，主存字塊標記占20-5-3=12位。虛擬地址001C60H的虛頁號為前12001H=1。查表可知，其有效位為1，故在內存中。虛頁號為l對應頁框號為04H，故物理地址為04C60H。由于采用的是直接映射方式，因此對應Cache行號為3。盡管有效位為1，但是由于標記位04CH#105H，故不命中。由于采用了4TLB被分為2組，每組4應劃分成3個字段，如下：將024BACH轉成二進制為000000100100101110101100，可以看出組號為0。標記為00000010010，換成十六進制為000000010010（高位補一個0），即012H，從圖3-51中的0組可以看出，標記為012H頁面的頁框號為1F，故虛擬地址024BACH所在的頁面在主存中。38、