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1、湖南科技大学计算机组成原理考试&答案10 / 10 作者： 日期：个人收集整理，勿做商业用途湖南科技大学20082009计算机组成原理考试试题（A）一、填空题（19 分）1、 计算机体系结构是指那些能被 程序员 所见到的计算机系统的 属性 。 即概念性的 结构 与 功能 特性2、存储器是计算机系统中的 记忆 设备，用来存放 程序 和 数据 。 3、控制器的基本功能是 取指 、 分析 和 执行 。 4、影响流水的三种相关是 结构 、 数据 和 控制 。 5、CU 的常见控制方式有 同步控制 、 异步控制 、 联合控制 以及 人工控制 等 4 种。 6、微指令格式通常分为 水平型 和 垂直型 两种
2、。 二、简答题（21 分） 1、系统总线有哪几类？通信总线的传输方式有哪几种？（5 分） 答：三类，数据总线、地址总线、控制总线；两种传输方式，串行、并行。2、组合逻辑设计有哪几个步骤？（3） 答：列出微操作命令的操作时间表，写出操作命令的最简逻辑表达式，画出微操作命令的逻辑图。3、请写出输入输出系统发展的 4 个阶段。 （4） 答：早期阶段；接口模块和DMA阶段；具有通道结构的阶段；具有I/O处理机的阶段。4、请对定点数和浮点数进行比较。答：当位数相同时，浮点数范围大，定点数精度高 ；当浮点数为规格化时，其相对精度远比定点数高；浮点数运算步骤多，运算速度更低，运算电路更复杂；溢出判断时，定点
3、数是对本身进行，浮点数是对阶码进行，溢出比率大大减小。5、设计指令格式应考虑哪些具体因素？（5） 答：操作类型，指令数及操作的难易程度；数据类型，确定哪些数据类型可以参与操作；指令格式，字长及各部分位数，地址是否可变；寻址方式，指令和数据的寻址方式；寄存器个数，直接影响到指令执行时间。三、名词解释（10 分） 1、总线 ：2、DMA 技术： 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、中断 ：8、IR ：9、寻址方式：10、通道控制字： 四、选择题（10 分） 1. 下列数中最大的数是_A_。 A、（10011001）2 B、（227）8 C、（98）16
4、D、（152）10 2. 在主存和 CPU 之间增加 cache 存储器的目的是_C_。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C. 解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速度 3. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为_B_。 A. 隐含寻址 B. 立即寻址 C. 寄存器寻址 D. 直接寻址 4. _D_表示法主要用于表示浮点数中的阶码。A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 运算器虽有许多部件组成，但核心部分是_B_。 A数据总线 B算术逻辑运算单元 C多路开关 D累加寄存器 6. 当采用_A_对设备进行编址情况下，不需
5、要专门的 I/O 指令组。 A.统一编址法 B.单独编址法 C.两者都是 D.两者都不是 7. EPROM 是指_D_。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编程的只读存储器 D. 光擦除可编程的只读存储器 8. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是_C_。 A. RR 型 B. RS 型 C. SS 型 D.程序控制指令 . 某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用_B_作为存储芯片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D .辅助存储器 10. CPU 主要包括_B_。 A.控制器 B.控制器、 运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU
6、 和主存 五、分析计算题（40 分） 1、CPU 执行一段程序时，cache 完成存取的次数为 1900 次，主存完成存取的次数为 100 次，已知 cache 存取周期为 50ns，主存存取周期为 250ns，求 cache/主存系统的 命中率、效率和平均访问时间。（9 分） 2、已知 X = -0.01111，Y = +0.11001，求X补，-X 补，Y 补，-Y 补， X+Y=？， X-Y=？（7 分） 3、设有一个具有 20 位地址和 32 位字长的存储器且按字编址，问：（9分） (1)该存储器能存储多少个字节的信息？ (2)如果存储器由 512k8 位的 SRAM 芯片组成，需多少
7、片？ (3)需多少位地址作芯片选择？ 4、异步通信方式传送 ASCII 码，数据位 8 位，奇校验 1 位，停止位 1 位。计算当波特率 为 4800 时， 字符传送的速率是多少？每个数据位的时间长度是多少？数据位的传送速 率是多少？（6 分） 5、指令格式如下所示，OP 为操作码字段，试分析指令格式特点。（9 分） 15 OP 10 7 源寄存器 位移量（16 位） 4 3 基值寄存器答案（A）一、填空题（19分）答：1、程序员； 属性； 结构； 功能。 2、记忆； 程序； 数据。 3、取指； 分析； 执行。 4、结构（或资源）； 数据； 控制（或转移） 。 5、同步控制； 异步控制； 联合
8、控制； 人工控制。 6、水平型； 垂直型。 二、简答题（21 分）1、答：三类：数据；地址；控制。 传输方式两种：串行；并行。 （3+2 分） 2、答：列出微操作命令的操作时间表； 写出微操作命令的最简单逻辑表达式； 画出微操作 命令的逻辑图。 （3） 3、答：早期阶段；接口模块和 DMA 阶段；具有通道结构的阶段；具有 I/O 处理机阶段； （4 分） 4、答：（每小题 1 分） （1）当位数相同时，浮点数范围大、定点数精度高。 （2）当浮点数为规格化时，其相对精度远比定点数高。 （3）浮点数运算步骤更多、运算速度更低、运算电路更复杂。 （4）溢出判断时，定点数对本身进行，而浮点数对阶码进行
9、判断，溢出比率大大减小。 5、答： （每小题 1 分） （1）操作类型：包括指令数及操作的难易程度； （2）数据类型：确定哪些数据类型可以参与操作； （3）指令格式：字长、各部分位数以及地址（码）是否可变； （4）寻址方式：指令和数据的寻址方式； （5）寄存器个数：直接影响指令执行时间。 三、名词解释（10 分，每小题 2 分） 1、总线：连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。 2、DMA 技术：Direct Memory Access；I/O 设备和主存之间有一条直接交换数据的通路。 3、硬件向量法：利用硬件产生向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址。 4、CU 的控制方
10、式：如何形成控制不同微操作序列所采用的时序控制方式。 5、流水加速比：指 m 段流水线的速度与等功能的非流水线的速度之比。 四、选择题（10*1 分） 答： A C B D B A D C B B 五、分析计算题（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)0.95)=83.3%（3 分） （另一种答案：e=1/(r(1-h)+1)=1/(5*(1-0.95)+1)=1/1.25=80%） 平均访问时间：ta=tc/e=50ns/0.8
11、33=60ns（3 分） （另一种答案：ta=tc/e=50ns/0.8=62.5ns） 2、解：X补=1.10001 X+Y=+0.01010 X-Y =10.11000 -X 补=0.01111 Y 补=0.11001 溢出 -Y 补=1.00111 3、解： （1）应为 32 位字长为 4B，220 = 1M = 1024K,存储器容量为 2204B = 4MB，可存储 4M 字 节的信息（3 分）（2）SRAM 芯片容量为 512K8 位 = 512KB = 0.5MB 所需芯片数目为：4MB 0.5MB = 8 片（3 分）（3）因为 219 = 512K，即芯片片内地址线 19 位，存储器容量为 1M,地址线为 20 位，故需 1 位地址线作芯片片选选择（CS） ，用 A19 选第 1 个模块，用 A19 选第 2 个模块。（3分 ） 4、解： （1）每字符格式含十个位，因此字符传送速率=4800 波特/10=480 字符/秒（2 分）（2）每个数据位时间长度 T=1/4800=0.208ms（2 分） （3）数据位传送速率 8480=3840 位/秒（2 分） 5、解： （1）双字长二地址指令，用于
