本科生-计算机组成原理题库-期末试卷17)及答案

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1、本科生期末试卷十七本科生期末试卷十七 一、选择题（每小题一、选择题（每小题 1 1 1 1 分，共分，共 10101010 分）分） 1 50 年代，为了发挥_的效率，提出了_技术，从而发展了操作系统，通过 它对_进行管理和调度。 A.计算机操作系统计算机 B.计算并行算法 C.硬件设备多道程序硬软资源 D.硬件设备晶体管计算机 2 下列表达式中正确的运算结果为_。 A.（10101）2（2）10=（20202）2 B.（10101）3（2）10=（20202）3 C.（10101）3（3）10=（30303）3 D.（101010）3-（20202）3=（11011）3 3 算术/逻辑运算单

2、元 74181ALU 可完成_。 A.16 种算术运算功能B.16 种逻辑运算功能 C.16 种算术运算功能和 16 种逻辑运算功能D. 4 位乘法运算和除法运算功能 4 某计算机字长为 32 位，其存储容量为 16M32 位，它的地址线和数据线的总和是 _。 A.16B. 32C. 64D.56 5 采用虚拟存贮器的主要目的是_。 A. 提高主存贮器的存取速度 B. 扩大主存贮器的存贮空间，并能进行自动管理和调度 C. 提高外存贮器的存取速度 D. 扩大外存贮器的存贮空间 6 程序控制类指令的功能是_。 A.进行算术运算和逻辑运算B.进行主存与 CPU 之间的数据传送 C.进行 CPU 和

3、I/O 设备之间的数据传送D.改变程序执行的顺序 7 由于 CPU 内部的操作速度较快，而 CPU 访问一次主存所花的时间较长，因此机器 周期通常用_来规定。 A.主存中读取一个指令字的最短时间B.主存中读取一个数据字的最长时间 C.主存中写入一个数据字的平均时间D.主存中取一个数据字的平均时间 8 系统总线中控制线的功能是_。 A.提供主存、I/O 接口设备的控制信号和响应信号 B.提供数据信息 C.提供时序信号 D.提供主存、I/O 接口设备的响应信号 9 计算机的外围设备是指_。 A.输入/输出设备B.外存储器 C.远程通信设备D.除了 CPU 和内存以外的其它设备 10某中断系统中，每

4、抽取一个输入数据就需要中断 CPU 一次，中断处理程序接 受取样的数据，并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要 x 秒。另一方面，缓 冲区内每存储 N 个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需要 y 秒。因此该 系统可以跟踪到每秒_次中断请求。 A.N/（Nx+y）B.N/（x+y）NC.min1/x，1/yD.max1/x，1/y 二、填空题（每小题二、填空题（每小题 3 3 3 3 分，共分，共 15151515 分）分） 1重写型光盘分 A_和 B_两种，用户可对这类光盘进行 C_信息。 2 计算机系统中，下列部件都能够存储信息：主存CPU 内的通用寄存器cache 磁带磁盘。按照

5、 CPU 存取速度排列，由快到慢依次为 A_，其中，内存包 括 B_；属于外存的是 C_。 3 多路型 DMA 控制器不仅在 A_上而且在 B_上可以连接多个设备，适合 于连接 C_设备。 4 总线同步定时协议中，事件出现在总线的 A_由 B_信号确定，C_ 周期的长度是固定的。 5RISC 机器一定是 A_CPU，但后者不一定是 RISC 机器。奔腾 CPU 是 B_CPU，但奔腾机是 C_机器。 三三、 （10101010 分）分）证明： X+Y移=X移+Y补（mod 2n+1） 四四、 （9 9 9 9 分）分）某机字长 32 位，定位表示，尾数 31 位，数符 1 位，问： (1) 定

6、点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？ (2)定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？ 五五、 （9 9 9 9 分分）如图 B17.1 表示用快表（页表）的虚实地址转换条件，快表放在相联存贮器 中，其容量为 8 个存贮单元，问： （1）CPU 按虚地址 1 去访问主存时主存的实地址码是多少？ （2）当 CPU 按虚地址 2 去访问主存时主存的实地址码是多少？ （3）当 CPU 按虚地址 3 去访问主存时主存的实地址码是多少？ 六六、（9 9 9 9 分分）某机有 8 条微指令 I1-I8， 每条微指令所包含的微指令控制信号如表所示， a-j 虚拟地址页号页内地址 33

7、 25 7 6 4 15 5 30 42000 38000 96000 60000 40000 80000 54000 70000 页号该页在主存中的起始地址 150324 70128 480516 1 2 3 图 B17.1 分别对应 10 种不同性质的微命令信号，假设一条微指令的控制字段为 8 位，请安排微指令 的控制字段格式。 七七 （10101010 分）分）试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间的公式。 八八 （9 9 9 9 分）分）如图 B17.2 所示的系统中断机构是采用单级优先中断结构，设备 C 有最高 优先权，设备 B 次之，设备 A 又次之。要求 CPU 在执行完当前指令

8、时转而对中断请 求进行服务，现假设：TDC为查询链中每个设备的延迟时间，TA、TB、TC分别为设备 A、B、C 的服务程序所需的执行时间，TS、TR为保存现场和恢复现场所需时间。 试问： 在此环境下， 此系统在什么情况下达到中断饱和？即在确保请求服务的三个设 备都不会丢失信息的条件下，允许出现中断的极限频率有多高？注意， “中断允许” 机构在确认一个新中断之前，先要让即将被中断的程序的一条指令执行完毕。 图图 B17.2B17.2B17.2B17.2 九九 （10101010 分）分）用 512K*16 位的 FLASH 存储器芯片组成一个 2M*32 的半导体只读存储器， 微指令微指令信号

9、abcdfgijeh I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 试问： 1）数据寄存器多少位？ 2）地址寄存器多少位？ 3）共需要多少个这样的器件？ 4）画出此存储器的组成框图. 十十、 （9 9 9 9 分分）下表刊出 Pentium 的寻址方式有效地址 E 算法，请在第 2 列中填写寻址方式 名称。 序号寻址方式名称有效地址 E 算法说明 （1）操作数在指令中 （2） 操作数在某个寄存器内，指 令给出寄存器号 （3）E=DDisp 为偏移量 （4）E=(B)B 为基址寄存器 （5）E=(B)+D （6）E=(I)S+D I 为变址寄存器，S 为比例因 子（1，2，4，8） （7）E=

10、(B)+(I)+D （8）E=(B)+(I)S+D （9） 指令地址 =(PC)+D PC 为程序计数器或当前指令 指针寄存器 本科生期末试卷十七答案本科生期末试卷十七答案 一、一、选择题选择题 1C2B3C4D5B 6D7A8A9D10A 二、二、填空题填空题 1A磁光盘B相变盘C随机写入、擦除或重写 2ABC 3A物理B 逻辑C慢速 4A时刻B总线时钟C总线 5A流水B流水CCISC 三三证明：由移码定义有x移=2n+ x2n x-2n,同时由补码的定义y补=2n+1+y x移+y补 =2n+ x+2n+1+y =2n+1+(2n+(x+y) 即 x+y移= x移+y补(mod 2n+1)

11、 四四解： （1） 定点原码整数表示时， 最大正数值 = （231 1 ）10 最小负数值 = -（231 1 ）10 （2）定点原码小数表示时， 最大正数值 =（1 - 231）10 最小负数值 =(1 - 231)10 五五解： （1） 用虚拟地址为 1 的页号 15 作为快表检索项，查得页号为 15 的页在主存中的起 始地址为 80000，故将 80000 与虚拟地址中的页内地址码 0324 相加，求得主存实地址码为 80324。 （2）主存实地址码 = 96000 + 0128 = 96128 （3）虚拟地址 3 的页号为 48， 当用 48 作检索项在快表中检索时， 没有检索到页号

12、为 48 的页面， 此时操作系统暂停用户作业程序的执行， 转去执行查页表程序。 如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该 页面不存在，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其在主 存中的起始地址写入快表。 六六解：为了压缩指令字的长度，必须设法把一个微指令周期中的互斥性微命令信号组合 在一个小组中，进行分组译码。 经分析， （e ,f ,h）和（b, i, j）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得 六个微命令信号，剩下的 a, c, d, g 四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成 如下： 01e01b 直接控制10f10i acdg1

13、1h11j 4 位2 位2 位 七七解：设读写一块信息所需总时间为 Tb，平均找到时间为 Ts，平均等待时间为 TL，读 写一块信息的传输时间为 Tm，则：Tb=TsTLTm。假设磁盘以每秒 r 的转速率旋转，每条 磁道容量为 N 个字，则数据传输率=rN 个字/秒。又假设每块的字数为 n，因而一旦读写头 定位在该块始端，就能在 Tm（n / rN）秒的时间中传输完毕。TL是磁盘旋转半周的时间， TL=（1/2r）秒，由此可得：Tb=Ts1/2rn/rN 秒 八八解：假设主存工作周期为 TM，执行一条指令的时间也设为 TM。则中断处理过程和各 时间段如图 B17.3 所示。当三个设备同时发出中

14、断请求时，依次处理设备 A、B、C 的时间 如下：tA= 2TM+3TDC+ TS+ TA+ TR tB= 2TM+2TDC+ TS+ TB+ TR tC= 2TM+ TDC+ TS+ TC+ TR 达到中断饱和的时间为： T = tA+ tB+ tC中断极限频率为：f = 1 / T 图 B17.3 九九 1） 数据寄存器 32 位 2） 地址寄存器 23 位 3） 共需要 8 片 FLASH 4） 存储器的组成原理入图 B17.4 图 B17.4 十十 1） 立即 2） 寄存器 3） 直接 4） 基址 5） 基址+偏移量 6） 比例变址+偏移量 7） 基址+变址+偏移量 8） 基址+比例变址+偏移量 9） 相对 A22 A21 A20A2 D31D0 D15D0 D31D16 CS0CS1CS2CS3 FLASH512K 16 数据 寄存器 地址 寄存器 512K 16 CPU 2:4 译码器 32位 23位CS0 CS3