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1、计算机组成原理本科生期末试卷 二一 选择题1 我国在_年研制成功了第一台电子数字计算机，第一台晶体管数字计算机于_年完成。A 1946， 1958 B 1950， 1968 C 1958，1961 D 1959， 19652 定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时，一个字所能表示的整数范围_。A - 215 +（215 1） B -（215 1） +（215 1）C -（215 + 1） +215 D -215 +2153 定点计算机用来进行_。A 十进制数加法运算 ； B 定点数运算 ； C 浮点数运算 ； D 既进行定点数运算也进行浮点数运算；4 某DRAM芯片，其存储容量为512K8
2、位，该芯片的地址线和数据线数目为_。A 8， 512 B 512， 8 C 18， 8 D 19， 85 双端口存储器所以能高速进行读 / 写，是因为采用_。A 高速芯片 B 两套相互独立的读写电路 C 流水技术 D 新型器件6 二地址指令中，操作数的物理位置可安排在_。A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元 C 一个主存单元和一个寄存器 D 两个寄存器7. 描述流水CPU基本概念不正确的句子是_。 A.流水CPU是以空间并行性为原理构造的处理器 B.流水CPU一定是RISC机器 C.流水CPU一定是多媒体CPU D.流水CPU是一种非常经济而实用的时间并行技术8描述Future bus+总线中基
3、本概念不正确的句子是_。A Future bus+ 总线是一个高性能的同步总线标准 ；B 基本上是一个异步数据定时协议 ；C 它是一个与结构、处理器、技术有关的开发标准 ；D 数据线的规模在32位、64位、128位、256位中动态可变 ；9CDROM光盘是_型光盘，可用做计算机的_存储器和数字化多媒体设备。 A 重写， 内 B 只读， 外 C 一次， 外 D 多次， 内10CRAY X-MP向量处理机采用了_个CPU。 A. 1 B. 4 C. 8 D.16二1对存储器的要求是A._，B._，C._。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。2指令系统是表征一台计算机A._的重要因素，
4、它的B._和C._不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。3CPU中至少有如下六类寄存器A._寄存器，B._计数器，C._寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。4.VESA标准是一个可扩展的标准，它除兼容传统的A._等显示方式外，还支持B._ 象素光栅，每像素点C._颜色深度。5中断处理要求有中断A._，中断B._产生，中断C._等硬件支持。6. 向量处理机属于A_级并行的机器，它能较好的发挥B_技术的特性，新型向量处理机采用了C_的体系结构。三假设由S，E，M三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化浮点数x，其中M=23位，E=8位，S=1位，其值表示为 ：x =
5、 （ -1 ）S （ 1.M ） 2E 128 问：其所表示的规格化的最大正数、 最小正数、 最大负数、 最小负数是多少？ 四. 已知cache / 主存系统效率为85% ，平均访问时间为60ns，cache 比主存快4倍，求主存储器周期是多少？cache命中率是多少？五.某计算机的数据通路如图2所示，其中M主存， MBR主存数据寄存器， MAR主存地址寄存器， R0-R3通用寄存器， IR指令寄存器， PC程序计数器（具有自增能力）， C、D-暂存器， ALU算术逻辑单元（此处做加法器看待）， 移位器左移、右移、直通传送。所有双向箭头表示信息可以双向传送。请按数据通路图画出“ADD（R1），
6、（R2）+”指令的指令周期流程图。该指令的含义是两个数进行求和操作。其中源操作地址在寄存器R1中，目的操作数寻址方式为自增型寄存器间接寻址（先取地址后加1）。 图 2六.如果在一个CPU周期中要产生3个脉冲 T1 = 200ns ,T2 = 400ns ,T3 = 200ns,试画出时序产生器逻辑图。七.某I / O系统有四个设备：磁盘（传输速率为500000位/ 秒），磁带（200000位/秒）， 打印机（2000位/秒）， CRT（1000位/秒），试用中断方式，DMA方式组织此I / O系统。（画出包括CPU部分总线控制在内的I / O方式示意图，并略作文字说明）。八下表列出某机的寻址方
7、式有效地址E的算法，请在第2行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）操作数在某寄存器内，指令给出寄存器号（3）E = DispDisp 为偏移量（4）E = (B)B为基址寄存器（5）E = (B) + Disp（6）E = (I) *S+ DispI为变址寄存器，S为比例因子（1，2，4，8）（7）E = (B) + (I) +Disp（8）E = (B)+(I)*S+Disp（9）指令地址=（PC）+DispPC为程序计数器九设有K(=4)段指令流水线，它们是取指令、译码、指令执行、存回结果，分别用S1、S2 、S3、S4过程段表示，各段延迟时间均
8、为t。1） 输入n条指令，画出指令流水线的时空图。标出执行第一条指令和执行后续各条指令的时间。2）推导流水线的加速比S，效率E的表达式。 本科生期末试卷二 答案 一选择题 1D 2A 3B 4D 5B 6B 7A B C 8A、C 9B 10B二填空题 1.A.容量大 B.速度快 C.成本低 ； 2.A.性能 B.格式 C.功能 ； 3.A.指令 B.程序 C.地址 ； 4 A.VGA B.12801024 C.24位 ；5.A.优先级仲裁 B.向量 C.控制逻辑 ；6. A. 指令 B. 流水线 C.多处理机0 11 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1
9、1三.解：（1）最大正数 x = 1 +（1 2-23 ） 21270 00 000 000 000 000 000 000 000 000 000 00 （2）最小正数 x = 102-1281 00 000 000 000 000 000 000 000 000 000 00 （3）最大负数 x = -102-1281 11 111 111 111 111 111 111 111 111 111 11 （4）最小负数 x = - 1 + （1 2-23 ） 2127四、解：因为：ta = tc / e 所以 ：tc = tae = 600.85 = 510ns (cache存取周期) tm
10、 = tcr =510 4 = 204ns (主存存取周期) 因为：e = 1 / r + (1 r )H 所以： H = 2.4 / 2.55 = 0.94五、解：“ADD （R1），（R2）+”指令是SS型指令，两个操作数均在主存中。其中源操作数地址在R1中，所以是R1间接寻址。目的操作数地址在R2中，由R2间接寻址，但R2的内容在取出操作数以后要加1进行修改。指令周期流程图如图B10.4 图B10.4六、解：节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的宽度实际等于时钟脉冲的周期或是它的倍数，此时T1 = T2 =200ns ，T3 = 400 ns ，所以主脉冲源的频率应为 f = 1 / T1 =
11、5MHZ 为了消除节拍脉冲上的毛刺，环型脉冲发生器采用移位寄存器形式。图B10.5画出了题目要求的逻辑电路图和时序信号关系。根据关系，节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的逻辑表达式如下： T1 = C1C2 ，T2 = C2 ，T3 = C1 图 B 10.5七、解：I / O系统组成如图B10.6所示： 图 B 10.6根据设备传输速率不同，磁盘、磁带采用DMA方式，打印机、CRT 采用中断方式；因而使用了独立请求与链式询问相结合的二维总线控制方式。DMA 请求的优先权高于中断请求线。每一对请求线与响应线又是一对链式查询电路。八、1 立即2 寄存器3 直接4 基址5 基址+偏移量6 比例娈址+偏移量7 基址+变址+偏移量8 基址+比例变址+偏移量9 相对九解：1）n条指令进入流水线的时空图如下：2）顺序方式执行n条指令的总时间T0为 T0=ktn流水方式n条指令所需的总时间Tk为：Tk=（k+n-1）t 加速比S的表达式为S= = =效率E的表达式为 E= 式中分子部分是完成n条指令实际占用的时空图有效面积，分母部分是n条指令所用的总时间同k个流水段所围成的时空图总面积。1
