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1、计算机组成原理综合练习题一、选择题在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。1反映计算机基本功能的是( )A)操作系统 B)系统软件 C)指令系统 D)数据库系统2若二进制数为 1111.101,则相应的十进制数为( )A)15.625 B)15.5 C)14.625 D) 14.53若十进制数为 132.75,则相应的十六进制数为( )A)21.3 B)84.C C)24.6 D)84.64若十六进制数为 A3.5,则相应的十进制数为( )A)172.5 B)179.3125 C)163.3125 D)188.55若十六进制数为 B5.4,则相应的十进
2、制数为( )A)176.5 B)176.25 C)181.25 D)181.56设有二进制数 x=1101101,若采用 8 位二进制数表示,则x 补 =( )A)11101101 B)10010011 C)00010011 D)100100107若X 补 =1.1011,则真值 X 是( )A)-0.1011 B)-0.0101 C)0.1011 D)0.01018若 x=1011,则x 补 =( )A)01011 B)1011 C)0101 D)101019若X 补 =0.1011,则真值 X=( )A)0.1011 B)0.0101 C)1.1011 D)1.010110某机字长 8 位
3、,含一位数符,采用原码表示,则定点小数所能表示的非零最小正数为( )A)2 -9 B)2 -8 C)1-2 -7 D)2 -711一个 n+1 位整数原码的数值范围是( )A)-1n+1BCD,中断程序的屏蔽位设置如下表(其中“0”为允许, “1”为屏蔽,CPU 状态时屏蔽码为 0000) 。(1)中断处理次序为什么?(2)设 A、B、C、D 同时请求中断,画出 CPU 执行程序的轨迹。13. 某计算机字长 16 位,采用 16 位定长指令字结构,部分数据通路结构如图。图中所有的控制信号为 1 时表示有效,0 为无效。如控制信号 MDRinE=1 表示允许数据从 DB 打入MDR,MDRin=
4、1 表示允许数据从内总线打入 MDR。假设 MAR 的输出一直处于使能状态。加法指令“ADD (R1),R0” 的功能为:(R0)+(R1)(R1) ,即将 R0 中的数据与 R1 内容所指主存单元的内容相加,结果写入 R1 内容所指的主存单元。下表给出了上述指令的取指和译码阶段的每个节拍(时钟周期) 的功能和有效控制信号。请按表中描述的方式,用表格列出指令执行阶段每个节拍的功能和有效控制信号。时钟 功能 有效控制信号C1 MAR(PC) PCout, MARinC2MDRM(MAR)PC(PC)+1MemR, MDRinEPC+1C3 IR(MDR) MDRout, IRinC4 指令译码
5、无14、一个有 32 位程序地址空间,页面容量为 1KB,主存的容量为 8MB 的存储系统,问:(1) 虚页号字段有多少位?页表将有多少行?(2) 页表的每一行有多少位?页表的容量有多少字节?15、假设在一个采用组相联映像方式的 Cache 中,主存有 B0B7 共 8 块组成,Cache 有C0C3 共 4 块,组内块数为 2 块。每块的大小为 32 个字节,采用 FIFO 块替换算法。在一个程序执行过程中依次访问块地址流如下: B1,B4,B6 ,B3,B0,B4,B6 ,B2,B4 ,B5 (1) 写出主存地址的格式,并标出各字段的长度 (2) 写出 Cache 地址的格式,并标出各字段
6、的长度 (3) 画出主存与 Cache 之间各个块的映像对应关系 (4) 列出程序执行过程中 Cache 的块地址流分布情况。并计算 Cache 的块命中率 16. 设主存容量为 1MB , Cache 容量为 16KB ,每字块有 16 个字,每字 32 位。 (1)若 Cache 采用直接相联映像,求出主存地址字段中各段的位数。 (2)若 Cache 采用四路组相联映像,求出主存地址字段中各段的位数。 17、有一主存Cache 层次的存储器,其主存容量 1MB,Cache 容量 64KB,每块8KB,若采用直接映象方式,求:主存的地址格式?主存地址为 25301H,问它在主存的哪一块?18
7、、 (10 分)已知某 8 位机的主存采用半导体存储器,内存容量为 32KB,若使用 4K4 位 RAM 芯片组成该机存储器,请计算需要的 RAM 芯片的数量,并画出这些芯片与 CPU 连接示意图。19、 某 16 位机所使用指令格式和寻址方式如下所示。该机有两个 20 位基值寄存器,四个 16 位变址寄存器,十六个 16 位通用寄存器。指令格式中的 S(源),D(目标)都是通用寄存器,M 是主存中的一个单元。三种指令的编码方式如下图所示,其中操作码定义为:MOV (OP)=(A)H, MOV 是传送指令STA (OP)=(1B)H, STA 为写存储器指令LDA (OP)=(3C)H, LD
8、A 为加载指令请完成以下分析:(1)分析 CPU 完成哪一种操作所花时间最短?哪一种操作花时间最长?第二种指令的执行时间有时会等于第三种指令的执行时间吗?(2)下列情况下每个十六进制指令字分别代表什么操作?其中如果有编码不正确,如何改正才能成为合法指令? (F0F1)H (3CD2)H (61C2)H 20、 一个 8 位的单总线计算机系统,其中寄存器定义为:指令寄存器(IR),程序计数器(PC),数据寄存器(MDR),地址寄存器(MAR),状态寄存器(SR),4 个通用寄存器(R0-R3) ,用户不可见暂存器(Z 和 Y) 。假定系统中只有 16 条指令,其中减法指令 SUB(SUB R0,R1)为单字节指令表示寄存器 R1 与 R0 相减,结果存放到 R0 中;SUBI 为双字节指令(SUBI R0,R1,I),功能为 R1 与立即数 I 之差,结果存放到寄存器 R0 中;双字节指令 Load(LOAD R0,R1,I),是将内存单元地址(R1+I)中的内容加载到寄存器 R0 中。(I 为 8 位立即送)请写出以上 3 条指令执行的微操作序列,要求包含取指令过程。