计算机组成原理2013(秋)A

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1、 南阳理工学院_2013_-2014 学年第 1 学期试卷（A 卷）课程： 计算机组成原理 1504108150、1504108610考核方式：（闭卷）课程性质：_必修_ 适用对象：11 软工 、11 卓越 本科（升）题号 一 二 三 四 五 总分 复核人满分 30 10 20 20 20 100得分一、选择题：（每题 2 分，共 30 分）（说明：将认为正确答案的字母填写在每小题后面的括号内）1冯诺依曼机工作的基本方式的特点是（ B ） 。A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令C 堆栈操作 D 存贮器按内容选择地址2从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数

2、计算机仍属于（ ）计算机。A 并行 B 冯诺依曼 C 智能 D 串行3某机字长 16 位，采用补码形式（其中 1 位为符号位） ，则机器数所能表示的范围是（ ） 。A -127+127 B -128+128 C -32768+32767 D 0655354在定点补码运算器中，若采用双符号位，当（ ）时表示结果溢出。A 结果双符号位相同 B 结果双符号位不同 C 两个正数相加 D 两个负数相加5某计算机字长 32 位，其存储容量为 256MB，若按字编址，它的寻址范围是（ ） 。A 064MB B 064M C 032MB D 032M6运算器的核心功能部件是（ ） 。A 数据总线 B ALU

3、C 状态条件寄存器 D 通用寄存器7常用的虚拟存储系统由（ ）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。A cache主存 B 主存辅存 C cache辅存 D 通用寄存器主存8机器指令与微指令之间的关系是（ ） 。A 用若干条微指令实现一条机器指令 B 用若干条机器指令实现一条微指令 C 用一条微指令实现一条机器指令 D 用一条机器指令实现一条微指令9从信息流的传输速度来看， （ ）系统工作效率最低。A 单总线 B 双总线 C 三总线 D 多总线10寄存器间接寻址方式中，操作数在（ ） 。A 通用寄存器 B 主存单元 C 程序计数器 D 堆栈评卷人 得分第 1 页，共 5 页11RIS

4、C 访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（ ） 。A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器 D 两个通用寄存器12单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用（ ） 。A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式13运算类的指令功能是（ ） 。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 I/O 设备之间的数据传送 D 改变程序执行的顺序14某寄存器中的数值是否为指令码，只有 CPU 的（ ）才能识别它。A 指令译码器 B 判断程序 C 微指令 D 时序信号1

5、5采用 DMA 方式传送数据时，每传送一个数据，就要占用一个（ ）的时间。A 指令周期 B 机器周期 C 总线周期 D 存储周期 二、填空题：（每空 1 分，共 10 分）1一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，定点数有 定点小数 和 定点整数 两种表示方法。2机器指令是由 操作码 和 地址码 两部分组成。3双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用 空间 并行技术，后者采用 时间 并行技术。4RISC 指令系统的最大特点是：只有 取数 指令和 存数 指令访问存储器，其余指令的操作均在寄存器之间进行。5在 CPU 中保存当前正在执行指令的寄存器是_IR_，

6、保存下一条指令地址的寄存器是_PC_。三、计算题：（每题 5 分，共 20 分）（说明：计算题请严格按照步骤进行答题）1已知 x=0.1011，y= -0.0101，求x补，y补，x原， y原，x+y补 。评卷人 得分评卷人 得分2浮点数的加减由对阶、尾数相加减、规格化、舍入（舍弃最高位 0 舍 1 入） 、溢出判断五部分组成。设 X= ，Y= ，求 X+Y 的值。10.20）（ 1.210（设尾数和阶码均采用补码双符号位表示，其中阶码 5 位，包括两位符号位；尾数 10 位，包括两位符号位） 。3已知磁盘组有 5 个盘片，每片 2 个记录面，存储区域内直径为 20cm，外直径为34cm，道密

7、度为 30 道/cm ，内层位密度为 800 位/cm，盘片转速为 40 转/秒，问：（1）磁盘的总容量是多少？（2）磁盘的平均等待时间是？4指令流水线包括取指（IF） 、译码并取数、运算、送结果四个步骤。令各个步骤的操作时间为 100ns，100ns，100ns，100ns。共有 10 条指令连续输入流水线。计算：（1） 不采用流水线需要多少时间？（2） 采用流水线需要多少时间？第 2 页，共 5 页第 3 页，共 5 页四、简答题：（每题 5 分，共 20 分）1What is the concept of cache? What is the Importance in the memo

8、ry system?2简述总线集中式仲裁的三种方式？其中优先级固定的是？3What is concept of DMA? Please describe the advantages and applications of DMA?4什么是指令周期？IR 寄存器的功能？评卷人 得分第 4 页，共 5 页五、综合应用题：（每题 10 分，共 20 分）1设某机的主存容量为 16MB，缓存的容量为 16KB。主存和缓存分成大小相同的块，每块有 8 个字，每个字为 4 个字节，按字节编址。设计一个四路组相联（即缓存每组内有四块）的缓存组织，要求：（1）画出主存地址字段各字段的名称和位数。（2）设缓存

9、初态为空，CPU 依次从主存第 0，1,2，99 号单元读出 100 个字（主存一次读出一个字） ，并重复此次序读 8 次，问命中率为？2设某机有 5 个中断源：L0，L1，L2，L3，L4，按中断响应的优先次序由高到低排序为 L0L1 L2L3L4，现在要求中断处理次序改为 L1L3L4L0L2，写出各中断源的屏蔽字？中断处理屏蔽位中断源L0 L1 L2 L3 L4L0 中断源L1 中断源L2 中断源L3 中断源L4 中断源评卷人 得分第 5 页，共 5 页南阳理工学院课程考试参考答案与评分标准考试课程：计算机组成原理 学年学期：2013-2014-1 试卷类型：闭卷 考试时间：120 分钟

10、一、 选择题（每题 2 分，共 30 分）1-5 B B C B B6-10 B B A A B11-15 C C A A C二、 填空题（每空 1 分，共 10 分）1、 定点小数 、定点整数 （不分次序） 2、操作码、地址码（不分次序） 3、空间，时间 4、取数、存数 （不分次序） 5、IR 、PC三、 计算题（每题 5 分，共 20 分）1、x补=0.1011（1 分） y补=1.1011（1 分）x 原=0.1011（1 分）y原=1.0101（1 分）x+y补 =0.0110（1 分）2、X浮=00 010 00 11011011 Y浮=00 100 11 01010100（1）对阶

11、求阶差Ex-Ey= Ex补+-Ey补=00 010+ 11 100=11 110 （-2）将 Mx 右移两位，阶码 Ex 加 2，得到X浮=00 100 00 00110110 （11） （2 分）（2）尾数相加减 （2 分） （3）规格化（2 分）尾数运算结果的符号位和最高数值为相同，执行左规处理，左移 1 位即可，结果为11 00010101（10） ，阶码减 1 为 00 011。（4）舍入处理（2 分）采用 0 舍 1 入，则有（5）溢出，阶码符号位为 00，不溢出。所以结果为 00 011 ；11 00010110真值为 X+Y= 。 （2 分）（ 10.2013、 （1）磁盘共有

12、2*5=10 面（1 分）每面磁道容量为（34-20）/2*30=210 道（1 分）每个磁道的容量为 20*3.14*800=50240 位（1 分）总容量为 10*210*50240 位=105504000 位=13188000 字节=12.577MB（2）磁盘的平均等待时间是 1/(40*2)秒 （2 分）4、 （1）不采用流水线的时间为（100+100+100+100）*10=4000ns （2 分）)1(01）（10（2）采样流水线时间为 400ns+(10-1)*100=1300ns（3 分）四、 简答题（每题 5 分，共 20 分）1、 cache 即高速缓冲存储器，是为了解决

13、CPU 和主存之间速度不匹配而采用的一项技术。 （5 分）2、集中式仲裁分为链式查询方式，计数器定时查询方式、独立请求方式（3 分）优先级固定的是链式查询方式（2 分）3、DMA 直接内存访问，是一种完全由硬件执行的 I/O 方式。此种方式控制 I/O 设备和内存之间数据交换，传送过程不需要 CPU 的干预（3 分）调高了 CPU的利用率，主要用于大规模数据传送（2 分）4、指令周期即 CPU从内存读出一条指令译码并执行完毕所用的时间（3 分）IR寄存器即指令寄存器，存放 CPU预取来的指令。 （2 分）五、设计题 （每题 10 分，共 20 分）1 （1）根据每个字块有 8 个字，每个字 32 位，得出主存地址字段中字块内地址为 5 位。主存字块标记 组地址 字块内地址12 位 7 位 5 位（2）命中率为（100*8-13）/（100*8）=98.375 （5 分）2每行（2 分）正好相反则满分 5 分中断处理屏蔽位中断源L0 L1 L2 L3 L4L0 中断源 1 0 1 0 0L1 中断源 1 1 1 1 1L2 中断源 0 0 1 0 0L3 中断源 1 0 1 1 1L4 中断源 1 0 1 0 1