1、計算機組成原理本科生期末試卷十一、 選擇題1 下列數中最小的數是_。A.（100101）2 B.（50）8 C.（100010）BCD D.（625）162 從下面浮點運算器的描述中選出兩個描述正確的句子_。A.浮點運算器可用兩個松散連接的定點運算部件階碼部件和尾數部件。B.階碼部件可實現加、減、乘、除四種運算。C.階碼部件只進行階碼相加、相減和比較操作。D.尾數部件只進行乘法和除法運算。3 一個8位的二進制整數，采用補碼表示，且由3個“1”和5個“0”組成，則最小值為_。A.-127 B.-32 C.-125 D.-34 計算機經歷了從器件角度劃分的四代發展歷程，但從系統結構上來看，至今絕大

2、多數計算機仍屬于_型計算機。A.實時處理 B.智能化 C.并行 D.馮.諾依曼5 在多級存儲體系中，“cache主存”結構的作用是解決_的問題。A.主存容量不足 B.主存與輔存速度不匹配 C.輔存與CPU速度不匹配 D.主存與CPU速度不匹配6 采用虛擬存貯器的主要目的是_。A. 提高主存貯器的存取速度 B. 擴大主存貯器的存貯空間，并能進行自動管理和調度 C. 提高外存貯器的存取速度 D. 擴大外存貯器的存貯空間7 以下四種類型指令中，執行時間最長的是_。A.RR型指令 B.RS型指令 C.SS型指令 D.程序控制指令8 在以下描述PCI總線的基本概念中，不正確的是_。A.PCI總線是一個與

3、處理器無關的高速外圍總線B.PCI總線的基本傳輸機制是猝發式傳送C.PCI設備一定是主設備D.系統中只允許有一條PCI總線9 CRT的分辨率為1024*1024像素，像素的顏色數為256，則刷新存儲器的容量為_。A.512KB B.1MB C.256KB D.2MB10MP-1陣列機是一臺SIMD計算機，它的處理機有各種配置，最多可達_個A. 1024 B. 4096 C. 8192 D.16384二、 填空題1、 在計算機術語中，將運算器、控制器、cache合在一起，稱為A_，而將B_和存儲器合在一起，成為C_。2、半導體SRAM靠A_存貯信息，半導體DRAM則是靠B_存貯信息。3、CPU

4、A_取出一條指令并執行這條指令的時間和稱為B_。由于各種指令的操作功能不同，各種指令的指令周期是C_。4、 總線是構成計算機系統的A_，是多個B_部件之間進行數據傳送的C_通道。5、 DMA控制器按其A_結構，分為B_型和C_型兩種。6目前應用的機群有兩種類型，一種是A_機群，代表產品是B_，它是為代替傳統的中大型或巨型機而設計的，另一種是C_機群，為了充分利用各個結點的空閑資源而設計的。三、將十進制數20.59375轉換成32位浮點數的二進制格式來存儲。四、已知某16位機的主存采用半導體存貯器，地址碼為18位，若使用8K8位SRAM芯片組成該機所允許的最大主存空間，并選用模塊板結構形式。問：

5、（1）若每個模板為32K16位，共需幾個模塊板?（2）每個模塊內共有多少片RAM芯片?（3）主存共需多少RAM芯片？CPU如何選擇模塊板？五、某16機機器所使用的指令格式和尋址方式如下所示，該機有20位基值寄存器，16個16位通用寄存器。指令匯編格式中的S（源），D（目標）都是通用寄存器，M是主存中的一個單元。三種指令的操作碼分別是MOV（OP）=（A）H，STA（OP）=（1B）H，LDA（OP）=（3C）H。MOV是傳送指令，STA為寫數指令，LDA為讀數指令如圖B20.1LDA M，D要求：（1）分析三種指令的指令格式與尋址方式特點。（2）CPU完成哪一種操作所花的時間最短？哪一種操作所

6、花時間最長？第二種指令的執行時間有時會等于第三種指令的執行時間嗎？（3）下列情況下每個十六進制指令字分別代表什么操作？其中如果有編碼不正確，如何改正才能成為合法指令？ （F0F1）H （3CD2）H （2856）H （6FD6）H （1C2）H六、在流水處理中，把輸入的任務分割為一系列子任務，并使各子任務在流水線的各個過程段并發執行，從而使流水處理具有更強大的數據吞吐能力。請用定量分析法證明這個結論的正確性。七、畫出PCI總線結構框圖，說明HOST總線、PCI總線、LAGACY總線的功能。八、某機用于生產過程中的溫度數據采集，每個采集器含有8位數據緩沖寄存器一個，比較器一個，能與給定范圍比較，

7、可發出“溫度過低”或“溫度過高”信號，如圖2所示。主機采用外設單獨編址方式，四個采集器公用一個設備碼，共一個接口，允許采用兩種方式訪問：（1）定期巡回檢測方式，主機可編程指定訪問該設備碼中的某一采集器。（2）中斷方式，當采集數據比給定范圍過低或過高時能提出隨機中斷請求，主機應能判別是哪一個采集器請求，是溫度過低或過高。請擬定該接口中有哪些主要部件（不要求畫出完整的連線），并概略說明在兩種方式下的工作原理。 圖2九、一臺向量處理機一次只能采用下述二種方式中的一種進行運算：一是向量方式，執行速度為Rv=10 MFLOPS；標量方式，執行速度Rs=1 MFLOPS。設F是該處理機的典型程序代碼中可向

8、量化部分的百分比。 1）推導出該向量機平均執行速度Ra的公式。 2）要使Ra達到7.5 MFLOPS，問可向量化是分比F是多少？ 本科生期末試卷十答案一、 選擇題1B 2A C 3C 4D 5D 6B 7C 8C D 9B 10 D二、 填空題1 ACPU BCPU C主機2 A觸發器 B柵極電容3 A存儲器 B指令周期 C不相同的4 A互連機構 B系統功能 C公共5 A組成結構 B選擇 C多路 6A. 專用 B. IBM SP2 C. 企業三、解：先將十進制數轉換為二進制數： （20.59375）10=（10100.10011）2 然后移動小數點，使其在1，2位之間 10100.10011=

9、1.001001124 ,e =4 于是得到 S=0， E = 4+127 = 131 M=01001011 最后得到32位浮點數的二進制格式為： 0100 0001 01010 0100 1100 0000 0000 0000 =（41A4C000）16 四、解：（1）由于主存地址碼給定18位，所以最大空間為218=256K，主存的最大容量為256K。現在每個模塊板的存貯容量為32KB，所以主存共需256KB/32KB=8塊板。（2）每個模塊板的存貯容量為32KB，現用4K4位的SRAM 芯片。每塊板采用位并聯與地址串聯相結合的方式：即用2片SRAM芯片拼成4K8位（共8組），用地址碼的低1

10、2位（A0 A11）直接接到芯片地址輸入端，然后用地址碼的高3位（A14 A12）通過 3：8 譯碼器輸出分別接到8組芯片的片選端。共 82=16個S RAM （3）根據前面所得，共有8個模板，每個模板上有16片芯片，故主存共需816=128片芯片（SRAM）。CPU選擇各模塊板的方法是：各模塊板均用地址碼A0 A14譯碼，而各模塊的選擇用地址碼最高三位A17，A16，A15通過3：8譯碼器輸出進行選擇。五、解：（1）第一種指令是單字長二地址指令，RR型；第二種指令是雙字長二地址指令，RS型，其中S采用基址尋址或變址尋址，R由源寄存器決定；第三種也是雙字長二地址指令，RS型，R由目標寄存器決定

11、，S由20位地址（直接尋址）決定。（2）處理機完成第一種指令所花的時間最短，因為RR型指令，不需要訪問存儲器。第二種指令所花的時間最長，因為RS型指令，需要訪問存儲器。同時要進行尋址方式的變換運算（基址或變址），這也需要時間。第二指令的執行時間不會等于第三種指令，因為第三種指令雖然也訪問存儲器，但節省了求有效地址運算的時間開銷。（3）根據以知條件：MOV（OP）=00010101，STA（OP）=011011，LDA（OP）=111100，將指令的十六進制格式轉換為二進制代碼且比較后可知：（F0F1）H （3CD2）H指令代表LDA指令，編碼正確，其含義是把主存（13CD2）H地址單元的內容取

12、至15號寄存器。 （2856）H代表MOV指令，編碼正確，含義是把5號源寄存器的內容傳送至6目標寄存器。（6DC6）H是單字長指令，一定是MOV指令，但編碼錯誤，可改正為（28D6）H。 （1C2）H是單字長指令，代表MOV指令，但編碼錯誤，可改正為 （28D6）H。六、解：設P1是有總延遲時間t1的非流水線處理器，故其最大吞吐量（數據帶寬）為1/t1。又設Pm是相當于Pi的m段流水線處理器。其中每一段處理線路具有同樣的延遲時間tc，和緩沖寄存器延遲時間tr，這樣Pm的每段總延遲時間為tc+tr，故Pm的帶寬為Wm=1/（tc+tr）。如果Pm是將Pi劃分成延遲相同的若干段形成的，則t1mti

13、，因此Pi的帶寬為W1=1/（mtc）。由此可得出結論：條件mtc(tc+tr)滿足，則Pm比Pi有更強的吞吐能力。七、解：PCI總線結構框圖如圖B20.3所示： 圖B20.31） HOST總線：該總線又稱CPU總線、系統總線、主存總線等，它不僅連接主存，還可以連接多個CPU2） PCI總線：連接各種高速的PCI設備。PCI設備可以是主設備也可以是從設備，或者兼而有之。系統中允許有多余的PCI總線。它們可以使用HOST橋與HOST總線相連，也可以使用PCI/PCI橋與已經同HOST橋連接的PCI總線相連。從而可擴充整個系統的PCI總線負載能力。3） LAGACY總線：可以是ISA、EISA、MCA等性能較低的傳統總線，以便充分利用市場上現有的適配器卡，支持中低速I/O設備。八、解：數據采集接口方案如圖B20.4所示。 圖B20.4現在結合兩種工作方式說明上述部件的作用。（1） 定期巡檢方式 主機定期輸出指令DOA、設備碼；（或傳送指令）送出控制字到A寄存器，其中用四位分別指定選中的緩沖寄存器（四個B寄存器分別與四個采集器相應）。然后主機以輸入指令DIA、設備碼；（或傳送指令）取走數據。（2） 中斷方式 比較結果形成狀態字 A ，共8位，每兩位