湖南科技大學2008——2009《計算機組成原理》考試試題（A）一、 填空題（19分）1、計算機體系結(jié)構(gòu)是指那些能被—程序員 所見到的計算機系統(tǒng)的_屬性—。即概念性的 結(jié)構(gòu)與―功能特性TOC\o"1-5"\h\z2、存儲器是計算機系統(tǒng)中的—記憶 設備，用來存放 程序 和數(shù)據(jù)。3、控制器的基本功能是 取指 、 分析 和 執(zhí)彳亍。4、 影響流水的三種相關是—結(jié)構(gòu) 、 數(shù)據(jù) 和 控制_5、CU的常見控制方式有, 同步控制 、. 異步控制聯(lián)合控制以及 人工控制等4種。6、微指令格式通常分為 水平型 和垂直型 兩種。二、 簡答題（21分）1、 系統(tǒng)總線有哪幾類？通信總線的傳輸方式有哪幾種？（5分）答：三類，數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線；兩種傳輸方式，串行、并行。2、 組合邏輯設計有哪幾個步驟？（3）答：列出微操作命令的操作時間表，寫出操作命令的最簡邏輯表達式，畫出微操作命令的邏輯圖。3、 請寫出輸入輸出系統(tǒng)發(fā)展的4個階段。（4）答：早期階段；接口模塊和DMA階段；具有通道結(jié)構(gòu)的階段；具有I/O處理機的階段。4、 請對定點數(shù)和浮點數(shù)進行比較。答：當位數(shù)相同時，浮點數(shù)范圍大，定點數(shù)精度高；當浮點數(shù)為規(guī)格化時，其相對精度遠比定點數(shù)高；浮點數(shù)運算步驟多，運算速度更低，運算電路更復雜；溢出判斷時，定點數(shù)是對本身進行，浮點數(shù)是對階碼進行，溢出比率大大減小。5、 設計指令格式應考慮哪些具體因素？（5）答：操作類型，指令數(shù)及操作的難易程度；數(shù)據(jù)類型，確定哪些數(shù)據(jù)類型可以參與操作；指令格式，字長及各部分位數(shù)，地址是否可變；尋址方式，指令和數(shù)據(jù)的尋址方式；寄存器個數(shù)，直接影響到指令執(zhí)行時間。三、 名詞解釋（10分）1、 總線：2、 DMA技術：3、 硬件向量法：4、 CU的控制方式：5、 流水加速比：6、 指令周期：7、 中斷：8、 IR:9、 尋址方式：10、 通道控制字：

四、選擇題（10分）1.下列數(shù)中最大的數(shù)是__A.B、(227)8C、(98)16AB、(227)8C、(98)16D、（152）102.在主存和CPU之間增加cache存儲器的目的是__C—。A.增加內(nèi)存容量 B.提高內(nèi)存可靠性C,解決CPU和主存之間的速度匹配問題 D,增加內(nèi)存容量，同時加快存取速度在指令的地址字段中，直接指出操作數(shù)本身的尋址方式，稱為_B__。A.隱含尋址 B.立即尋址 C,寄存器尋址 D.直接尋址—D—表示法主要用于表示浮點數(shù)中的階碼。C,反碼C.多路開關A,C,反碼C.多路開關D,移碼運算器雖有許多部件組成，但核心部分是—B__。A.數(shù)據(jù)總線 B.算術邏輯運算單元D.累加寄存器當采用—對設備進行編址情況下，不需要專門的I/O指令組。A.統(tǒng)一編址法 當采用—對設備進行編址情況下，不需要專門的I/O指令組。A.統(tǒng)一編址法 B,單獨編址法D.兩者都不是EPROM是指—D—。A.讀寫存儲器儲器C.可編程的只讀存儲器的只讀存儲器以下四種類型指令中，執(zhí)行時間最長的是—C—。A.RR型 B.RS型D.程序控制指令某單片機的系統(tǒng)程序，不允許用戶在執(zhí)行時改變，則可以選用—B.A.SRAM B.閃速存儲器C.兩者都是B.只讀存D.光擦除可編程C.SS型作為存儲芯片。C.cacheD.輔助存儲器10.CPU主要包括__B.B.控制器、A.B.控制器、運算器、cacheC.運算器和主存 D.控制器、ALU和主存五、分析計算題（40分）1、CPU執(zhí)行一段程序時，cache完成存取的次數(shù)為1900次，主存完成存取的次數(shù)為100次，已知cache存取周期為50ns，主存存取周期為250ns，求cache/主存系統(tǒng)的命中率、效率和平均訪問時間。（9分）2、已知X=-0.01111，Y=+0.11001，求［X］補，［-X］補，［Y］補，［-Y］補，X+Y=?，X-Y=?（7分）3、 設有一個具有20位地址和32位字長的存儲器且按字編址，問：（9分）（1）該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？（2） 如果存儲器由512kx8位的SRAM芯片組成，需多少片？（3） 需多少位地址作芯片選擇？4、 異步通信方式傳送ASCII碼，數(shù)據(jù)位8位，奇校驗1位，停止位1位。計算當波特率為4800時，字符傳送的速率是多少？每個數(shù)據(jù)位的時間長度是多少？數(shù)據(jù)位的傳送速率是多少？（6分）5、 指令格式如下所示，OP為操作碼字段，試分析指令格式特點。（9分）15OP107源寄存器位移量（16位）43基值寄存器答案以）一、 填空題（19分）答：1、程序員；屬性；結(jié)構(gòu)；功能。2、 記憶；程序；數(shù)據(jù)。3、 取指；分析；執(zhí)行。4、 結(jié)構(gòu)（或資源）；數(shù)據(jù)；控制（或轉(zhuǎn)移）。5、同步控制；異步控制；聯(lián)合控制；人工控制。6、 水平型；垂直型。二、 簡答題（21分）1、答：三類：數(shù)據(jù)；地址；控制。 傳輸方式兩種：串行；并行。（3+2分）2、答：列出微操作命令的操作時間表；寫出微操作命令的最簡單邏輯表達式；畫出微操作命令的邏輯圖。（3）3、 答：早期階段；接口模塊和DMA階段；具有通道結(jié)構(gòu)的階段；具有I/O處理機階段；（4分）4、 答：（每小題1分）（1） 當位數(shù)相同時，浮點數(shù)范圍大、定點數(shù)精度高。（2） 當浮點數(shù)為規(guī)格化時，其相對精度遠比定點數(shù)高。（3） 浮點數(shù)運算步驟更多、運算速度更低、運算電路更復雜。（4） 溢出判斷時，定點數(shù)對本身進行，而浮點數(shù)對階碼進行判斷，溢出比率大大減小。5、答：（每小題1分）（1） 操作類型：包括指令數(shù)及操作的難易程度；（2） 數(shù)據(jù)類型：確定哪些數(shù)據(jù)類型可以參與操作；（3） 指令格式：字長、各部分位數(shù)以及地址（碼）是否可變；（4） 尋址方式：指令和數(shù)據(jù)的尋址方式；（5） 寄存器個數(shù)：直接影響指令執(zhí)行時間。三、名詞解釋（10分，每小題2分）1、 總線：連接多個部件的信息傳輸線，是各部件共享的傳輸介質(zhì)。2、 DMA技術：DirectMemoryAccess；I/O設備和主存之間有一條直接交換數(shù)據(jù)的通路。3、 硬件向量法：利用硬件產(chǎn)生向量地址，再由向量地址找到中斷服務程序入口地址。4、 CU的控制方式：如何形成控制不同微操作序列所采用的時序控制方式。5、 流水加速比：指m段流水線的速度與等功能的非流水線的速度之比。四、 選擇題（10*1分）答：ACBDBADCBB五、 分析計算題（40分）1、 解：命中率：h=Nc/（Nc+Nm）=1900/（1900+100）=0.95（3分）r=tm/tc=250ns/50ns=5效率：e=1/（r+（1-r）h）=1/（5+（1-5）x0.95）=83.3% （3分）（另一種答案：e=1/（r（1-h）+1）=1/（5*（1-0.95）+1）=1/1.25=80%）平均訪問時間：ta=tc/e=50ns/0.833=60ns（3分）（另一種答案：ta=tc/e=50ns/0.8=62.5ns）2、解：［X］補=1.10001X+Y=+0.01010X-Y=10.11000［-X］補=0.01111［Y］補=0.11001溢出［-Y］補=1.001113、 解：（1） 應為32位字長為4B，220=1M=1024K,存儲器容量為220x4B=4MB，可存儲4M字節(jié)的信息（3分）（2） SRAM芯片容量為512Kx8位=512KB=0.5MB所需芯片數(shù)目為：4MB:0.5MB=8片（3分）（3） 因為219=512K，即芯片片內(nèi)地址線19位，存儲器容量為1M,地址線為20位，故需1位地址線作芯片片選選擇（CS），用A19選第1個模塊，用A19選第2個模塊。（3分）4、 解：（1） 每字符格式含十個位，因此字符傳送速率=4800波特/10=480字符/秒（2分）（2） 每個數(shù)據(jù)位時間長度T=1/4800=0.208ms（2分）（3） 數(shù)據(jù)位傳送速率8x480=3840位/秒（2分）5、 解：（1）雙字長二地址指令，用于訪問存儲器。（3分）（2） 操作碼字段OP為6位，可以指定64種操作。（3分）（3）一個操作數(shù)在源寄存器（共16個），另一個操作數(shù)在存儲器中（由基值寄存器和位移量決定），所以是RS型指令湖南科技大學2008——2009《計算機組成原理》考試試題（B）一、填空題（20分）1、計算機組成是指如何實現(xiàn)所體現(xiàn)的屬性，它包含了許多對來說是透明的。2、通常，在接口中都設有和。接口起到作用，還能完成。3、總之，CPU必須具有控制程序的順序執(zhí)行（稱）、產(chǎn)生完成每條指令所需的控、對各種操作加以時間上的控制（稱）、對數(shù)據(jù)進行算術制命令（稱）運算和邏輯運算（）以及等功能。、4、存儲器一般包含以及等5個層次。5、微指令格式包括微指令的、的地址形成方式和 三方面。二、 簡答題（20分）1、 總線的主要特性有哪些？（4分）2、 請說出控制單元的外特性一般包含哪幾種輸入信號？（4分）3、 輸入輸出系統(tǒng)軟件的主要任務有哪些？（3分）4、 請寫出I/O設備與主機信息傳送的5種控制方式。（5分）5、 指令有哪些部分組成？各有什么作用？（4）三、 名詞解釋（10分）1、 機器字長2、 總線帶寬3、 串行訪問存儲器4、 超標量技術5、 屏蔽字6、 中斷嵌套7、 INTR8、 流水吞吐率9、 ALU10、 機器零四、 選擇題（10分）信息只用一條傳輸線，且采用脈沖傳送的方式稱為 。A.串行傳送 B.并行傳送 C.并串型傳送D.分時傳送下列有關運算器的描述中，是正確的。A.只做算術運算，不做邏輯運算 B.只做加法C.能暫時存放運算結(jié)果 D.既做算術運算，又做邏輯運算3.為了便于實現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方式是采用 。A.通用寄存器B.堆棧C.存儲器D.外存4.周期挪用方式多用于―—方式的輸入輸出中。A.DMAB.中斷C.程序傳送D.通道5.程序控制類指令的功能。A.進行算術運算和邏輯運算B.進行主存和CPU之間的數(shù)據(jù)傳送C.改變程序執(zhí)行的順序D.進行CPU和I/O設備之間的數(shù)據(jù)傳送6.根據(jù)GB2312標準規(guī)定，每個漢字在計算機內(nèi)占用— 存儲。A.一個字節(jié)B.二個字節(jié)C.三個字節(jié) D.四個字節(jié)存儲單兀是指。A.存放一個機器字的所有存儲元 B.存放一個二進制信息位的存儲兀存放一個字節(jié)的所有存儲元的集合 D.存放兩個字節(jié)的所有存儲元的集合在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是 。A.主存地址寄存器 B.程序計數(shù)器 C.指令寄存器狀態(tài)條件寄存器機器數(shù)中，零的表示形式是唯一的。A.原碼 B.補碼 C.ASCII碼 D.反碼寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在。A.通用寄存器 B.程序計數(shù)器 C.堆棧D.主存單元五、分析計算題(40分)1、 設x=0.1101X2,y=0.1011X2，求x+y(除階符、數(shù)符外，階碼取3位，尾數(shù)取6位)(8分)。2、 設流水線分取指(IF)，譯碼(ID)，執(zhí)行(EX)，回寫(WR)四過程，共有10條指令進入流水。(12分)畫出指令流水周期；設時鐘周期為100ns，求流水線實際吞吐率；求該流水線處理器的加速比；求此時效率。3、 8k*8位動態(tài)芯片，內(nèi)部為256*256形式，存取周期為0.1〃°s試問采用集中刷新、分散刷新及異步刷新的各自刷新間隔是多少？(6分)4、 設4個模塊組成的四體存儲器，每個體的存儲字長32位，存取周期100ns。設數(shù)據(jù)總線寬度32位，總線傳輸周期25ns，試求讀4字的順序和交叉存儲的帶寬。(4分)5、 若機器字長36位，采用三地址格式訪存指令，共完成54種操作，操作數(shù)可在1K地址范圍內(nèi)尋找，畫出該機器的指令格式。(4分)

6、設CPU6、設CPU內(nèi)部采用非總線結(jié)構(gòu)，作。（6分）如圖所示，寫出取指周期微操答案（B）一、 填空題（20分）答：1、 計算機體系結(jié)構(gòu)；程序員；硬件細節(jié)。2、 數(shù)據(jù)通路；控制通路；緩沖；串-并轉(zhuǎn)換。3、 指令控制；操作控制；時間控制；數(shù)據(jù)加工；處理中斷。4、 寄存器；緩存；主存；磁盤；磁帶。5、 編碼方式；后續(xù)微指令地址形成方式；微指令字長。二、 簡答題（20分）1、 答：機械特性：機械連接的性能；電氣特性；信號傳遞方向和電平有效范圍；功能特性：每根傳輸線的功能；時間特性：每根傳輸線有效的時機。2、 答：時鐘：控制先后順序，統(tǒng)一節(jié)奏；指令寄存器：操作碼譯碼產(chǎn)生的信號；標志：標志寄存器的有關標志影響指令的執(zhí)行順序；來自系統(tǒng)總線（控制總線）的控制信號。3、 答：將用戶編制好的程序（或數(shù)據(jù)）輸入主機內(nèi)；將運算結(jié)果輸送給用戶；實現(xiàn)輸入輸出系統(tǒng)與主機工作的協(xié)調(diào)等。4、程序查詢方式；程序中斷方式；直接存儲器存取方式；I/O通道方式；I/O處理機方式。5、 答：由操作碼和地址碼組成；操作碼用來指明該指令所要完成的操作；地址碼用來指出該指令源操作數(shù)地址、結(jié)果地址以及下一條指令的地址。三、 名詞解釋（10分）1、 機器字長：指CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與寄存器位數(shù)有關。2、 總線帶寬：單位時間內(nèi)總線上傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，一般用MBps表示。3、 串行訪問存儲器：讀寫時需按物理位置的先后順序?qū)ふ业刂返拇鎯ζ鳌?、 超標量技術：每個時鐘周期內(nèi)可同時并發(fā)發(fā)出多條獨立指令，編譯并執(zhí)行。5、 屏蔽字：每個中斷請求有屏蔽觸發(fā)器，它們組成的屏蔽寄存器即屏蔽字。6、 中斷嵌套：正在執(zhí)行的中斷服務程序被中斷。7、 INTR：中斷請求標記觸發(fā)器。8、 流水吞吐率：單位時間內(nèi)流水線所完成指令或輸出結(jié)果的數(shù)量。9、 ALU：既能完成算術運算又能完成邏輯運算的部件。10、 機器零：浮點數(shù)下溢時，數(shù)值趨于零，不作溢出處理將它作為機器零。四、 選擇題（10*1分）答：AABACBCBBD五、分析計算題（40分）1、 解：［x］補=00,010;00.110100,［y］補=00,001;00.101100（2分）（1） 對階:［Aj］補=［jx］補-［jy］