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1、中国石油大学（北京）远程教育学院期末考试计算机组成原理试卷B学习中心： 姓名： 学号：5 关于课程考试违规作弊的说明1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。试卷选题说明请按照学号尾数选答试卷:学号尾号为0、1、2、3的同学做A卷 学号尾号为4、5、6的同学做B卷
2、学号尾号为7、8、9的同学做C卷一、选择题（共20分，每小题2分）1假定编译器规定int和short类型长度分别为32位和16位，执行下列C语言语句：unsigned short x=65528;unsigned int y=x;得到y的机器数为: _B_。A. 0000 FFF9H B.0000 FFF8H C. FFFF 7FF8H D.FFFF FFFAH2如果浮点数用补码表示，则判断下列哪一项的运算结果是规格化数_d_。A. 1.11000 B. 0.01110 C. 0.01010 D. 1.010103定点 16 位字长的字，采用原码形式表示时，一个字所能表示的整数范围是_B_ 。
3、A -32767+32767 B -32768+32767C -32769+32768 D -32768+327684 -17/32 的补码表示是_D_。A.1.01111 B.1.01101 C.1.00001 D.0.111015. 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于_A_ 。A 基址寄存器内容加上形式地址(位移量)B 变址寄存器内容加上形式地址C 堆栈指示器内容加上形式地址D 程序计数器内容加上形式地址6. 以下叙述中正确描述的句子是： _A_。A. 同一个 CPU 周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作B. 同一个 CPU 周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作C. 同一个
4、 CPU 周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作D. 同一个 CPU 周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作7. 用某个寄存器中操作数的寻址方式称为_B_寻址。A. 直接 B. 间接 C. 寄存器直接 D. 寄存器间接8. 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外，另一个常需采用_C_。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9主存储器和CPU之间增加cache的目的是_A_。A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B.扩大主存贮器的容量C.扩大CPU中通用寄存器的数量 D.既扩大主存的容量，又扩大CPU10 中断向量地址是_C_
5、。A子程序入口地址 B中断服务程序入口地址C中断服务程序入口地址指示器 D例行程序入口地址二、简答题（共30分，每小题3分）1. 计算机系统的层次结构包含哪几部分，哪几部份属于硬件答：计算机系统的层次结构包含硬件系统和软件系统两部分组成。 硬件有运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。2一个定点数有哪两部分组成，根据小数位置的不同，定点数有哪两种表示方法答：分别是定点数与浮点数。所谓定点数，就是指小数点固定的数。例如我们生活中对金钱的描述就是典型的定点数格式。所谓浮点数，就是指小数点浮动、不固定的数。科学计数法就是最典型的浮点数应用。表示方法:定点小数 和定点整数3. 数的真值变成机器码可采用
6、哪几种表示方法答：原码表示法，反码表示法，补码表示法，移码表示法4. 为提高运算器的运行速度，可采用哪几种并行技术措施答：采用并行进位后,高位和低位的进位不再存在依赖关系,可以同时计算,这样就可以提高运算速度 提高计算机系统并行性的措施有很多，但其基本思想均可纳入下列三种技术途径：（1）时间重叠。（2）资源重复（3）资源共享5. 在进行浮点数的加减法运算中需要完成的步骤答：浮点数的加减运算一般由以下五个步骤完成: 对阶 、尾数运算 、结果规格化 、 舍入处理 、溢出判断 6 比较查询和中断答：中断是自动进入的，只要定时时间到了，就进入中断，查询是需要程序不定时查询，才知道具体时间。如果你的时间
7、是固定的，就定时中断。7 中断处理过程分成哪两个阶段,各完成哪些任务答：第一个阶段一般是共用的，用于把中断分类。这个内容比较紧迫点，处理完后，创建新的任务，挂到任务列表后，就返回到正常模式。第二个阶段根据具体的中断类型，做具体的事情。调度程序会从任务列表中调度需要执行的任务，处理具体的中断。8DMA 的工作方式有哪几种？各自的特点是什么？答：DMA 是所有现代电脑的重要特色，他允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依于 CPU 的大量 中断 负载。否则，CPU 需要从 来源 把每一片段的资料复制到暂存器，然后把他们再次写回到新的地方。在这个时间中，CPU 对于其他的工作来说就无法使用。DMA
8、传输将一个内存区从一个装置复制到另外一个， CPU 初始化这个传输动作，传输动作本身是由 DMA控制器来实行和完成。典型的例子就是移动一个外部内存的区块到芯片内部更快的内存去。像是这样的操作并没有让处理器工作拖延，反而可以被重新排程去处理其他的工作。DMA 传输对于高效能嵌入式系统算法和网络是很重要的。9总线由哪几部分组成？答：系统总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus） 10给出cache的命中率h、平均访问时间ta、访问效率e的表达式并分析答：Cache命中率h=（平均存取时间-主存存取
9、时间）/（高速缓存存取时间-主存存取时间）ta=h*tc+(1-h)*tm访问效率e=1/r+(1-r)H三、应用题（共50分）1(10分)设机器字长16位，指令格式如下所示，OP为操作码字段，试分析指令格式特点。 15 10 9 8 7 6 5 4 0 OP - 源寄存器 变址寄存器 偏移量 解：(1)操作码字段为6位可指定26=64种操作即64条指令。 (2)单字长(32)二地址指令。 (3)一个操作数在源寄存器(共5个)中另一个操作数在存储器中(由变址寄存器内容+偏移地址决定)所以是RS型指令。 (4)这种指令结构用于访问存储器。2 (10分)用 16K8 位的 DRAM 芯片构成 64
10、K32 位的存储器，设存储器的读/写周期为 0.5s，CPU 在 1s 内至少要访问一次，问采用哪种刷新方式比较合理？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少（只考虑一片 16K8 位的 DRAM 芯片）？解：存储总容量为64KB，故地址总线需16位。现使用16K*8位DRAM芯片，共需16片。芯片本身地址线占14位，所以采取位并联与地址串连相结合的方法来组成全部存储器，其中使用1片2：4译码器。(2)根据已知条件，CPU在1us内最少访存1次，而全部存储器的平均读/写周期为0.5us，如果采取集中刷新，有64us的死时间，肯定不行如果采取分散刷新，则每1us只能访存1次，也不行所以采取
11、异步式刷新方式。假定16K*1位的DRAM芯片用128*128矩阵存储元构成，刷新时只对128行进行异步方式刷新，则刷新间隔为2ms/128=15.6us，可取刷新信号周期15us。刷新1遍所用时间15us1281.92ms3(10分)现有一十进制数表示为 x = -27/64，y = 22/64，问：（1）x，y 的8位补码表示（2）x - y 是否溢出解：x用二进制小数表示就是：-0.011011，移位以后就是-1.10112-2。如果8位浮点数采用3位阶码移码+4位尾数来表示，那么就是 1 001 1011。4（10分）假设某机有48条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微
12、指令是所有指令公用的，已知微指令长度为32位，控制微程序转移的条件共3个，请问：（1）估算控制存储器容量解：48条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条公用微指令，所以总微指令条数为48(4-1)+1=145条微指令，每条微指令32位，所以控存容量为：145*32位=4640位（2） 微指令的三个字段分别应为多少位？解：1)假设判别测试字段中每一位作为一个判别标志，那么由于有3个转移条件，故该字段为3位。下地址字段为9位，因为控存容量为512单元。微命令字段则是（48-3-9）=34位。（3） 画出一种对应的微程序控制器的原理性框图解：微地址寄存器对应下地址字，P字段即为判别测试字段，
13、控制字段即为微命令字段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器的OP码、各种状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），其输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。就是说，此处微指令的后继地址采用断定方式。5 (10分)解释中断处理过程，并用图示说明。解： CPU暂停现行程序而转为响应中断请求的过程称为中断响应。处理中断源的程序称为中断处理程序。CPU执行有关的中断处理程序称为中断处理。即：当CPU执行完一条现行指令时，若外设向CPU发出中断请求，那么CPU在满足响应条件的情况下，将发出中断信号，与此同时关闭中断，此时，cPU将寻找中断源，并保存自己的程序计数器的内容。然后，它将转移到处理该中断源的中断服务程序。CPU在保存现场信息，设备服务以后，将恢复现场信息。在这些动作后，开放中断，并返回到原来补中断的主程序的下一条指令。7
