2021年華南理工大學軟件工程專業《計算機組成原理》科目期末試卷B（有答案）一、選擇題1、某計算機使用4體交叉編址存儲器，假定在存儲器總線上出現的主存地址（十進制）序列為8005，8006，8007，8008，8001，8002，8003，8004，8000，則可能發生訪存沖突的地址對是（）。A.8004和8008B.8002和8007C.8001和8008D.8000和80042、下列關于Cache和虛擬存儲器的說法中，錯誤的有（）。I.當Cache失效（即不命中）時，處理器將會切換進程，以更新Cache中的內容II.當虛擬存儲器失效（如缺頁）時，處理器將會切換進程，以更新主存中的內容III.Cache和虛擬存儲器由硬件和OS共同實現，對應用程序員均是透明的IV.虛擬存儲器的容量等于主存和輔存的容量之和A.I、IⅣB.Ⅲ、VC.I、Ⅱ、ⅢD.I、Ⅲ、Ⅳ3、并行加法器中，每位全和的形成除與本位相加兩數數值位有關外，還與（）有A.低位數值大小B.低位數的全和C.高位數值大小D.低位數送來的進位4、假設編譯器規定int和shot類型長度分別為32位和16位，若有下列C語言語句：unsignedshortx=65530；unsignedinty=x；得到y的機器數為（）。A.00007FFAHB.0000FFFAHC.FFFF7FFAHD.FFFFFFFAH5、4位機器內的數值代碼，則它所表示的十進制真值可能為（）。I.16Ⅱ.-1Ⅲ.-8V.8A.I、V、ⅢB.IⅡ、IⅣC.Ⅱ、Ⅲ、IVD.只有V6、為協調計算機系統各部件的工作，需要一種器件來提供統一的時鐘標準，這個器件，是（）。A.總線緩沖器B.總線控制器C.時鐘發生器D.以上器件都具備這種功能7、下列關于多總線結構的敘述中，錯誤的是（）。A.靠近CPU的總線速度較快B.存儲器總線可支持突發傳送方式C.總線之間需通過橋接器相連D.PCI-Expressx16采用并行傳輸方式8、CPU中的譯碼器要用（）。A.地址譯碼人B.指令譯碼C.數據譯碼1D.控制信號譯碼9、程序P在機器M上的執行時間是20s，編譯優化后，P執行的指令數減少到原來的70%，而CPl增加到原來的1.2倍，則P在M上的執行時間是（）。A.8.4sB.11.7sC.14sD.16.8s10、單周期處理器中所有指令的指令周期為一個時鐘周期。下列關于單周期處理器的敘述中，錯誤的是（）。A.可以采用單總線結構數據通路B.處理器時鐘頻率較低C.在指令執行過程中控制信號不變D.每條指令的CPI為111、已知一臺時鐘頻率為2GHz的計算機的CPI為1.2。某程序P在該計算機上的指令條數為4×10-6。若在該計算機上，程序P從開始啟動到執行結束所經歷的時間是4s，則運行P所用CPU時間占整個CPU時間的百分比大約是（）。A.40%B.60%C.80%D.100%12、在下列尋址方式中，（）方式需要先計算，再訪問存。A.相對尋址B.變址尋址C.間接尋址D.A、B13、某機器字長為32位，存儲器按半字編址，每取出一條指令后PC的值自動+2，說明其指令長度是（）。A.16位B.32位C.128位D.256位14、在DMA傳送方式中，發出DMA請求的是（）。A.外部設備B.DMA控制器C.CPUD.主存15、隱指令指（）。A.操作數隱含在操作碼中的指令B.在一個機器周期里完成全部操作的指令C.隱含地址碼的指令D.指令系統中沒有的指令二、填空題16、計算機的_______是計算機_______結構的重要組成部分，也是計算機不同于一般電子設備的本質所在。17、由于存儲器芯片的容量有限，所以往往需要在______和______兩方面進行擴充才能滿足實際需求。18、數控機床是計算機在_______方面的應用，郵局把信件自動分練是在計算機_______方面的應用。19、PCI總線是當前流行的總線。它是一個高_________且與_________無關的標準總線。20、字節多路通道可允許多個設備進行_______型操作，數據傳送單位是_______21、CPU能直接訪問______和______但不能直接訪問磁盤和光盤。22、按IEEE754標準，一個浮點數由_______、_______、_______三個域組成。23、虛擬存儲器指的是________層次，它給用戶提供了一個比實際________空間大的多________空間。24、RISC的中文含義是________，CISC的中文含義是________。25、堆棧是一種特殊的數據尋址方式，它采用________原理。按結構不同，分為________堆棧和________堆棧。三、名詞解釋題26、循環碼：27、不歸零制NRZO：28、ROM：29、從設備：被主設備訪問的設備。四、簡答題30、比較選擇型DMA控制器與多路型DMA控制器？31、總線的分類方法主要有哪幾種？請分別按這幾種法說明總線的分類。32、說明總線結構對計算機系統性能的影響。33、請說明SRAM的組成結構，與SRAM相比，DRAM在電路組成上有什么不同之處？五、計算題34、設存儲字長和指令字長均為24位，若指令系統可完成108種操作，且具有直接、一一次間接尋址、多次間接尋址、變址、基址、相對和立即這7種尋址方式，則可在保證最大范圍內直接尋址的前提下，指令字中操作碼占幾位？尋址特征位占幾位？可直接尋址的范圍是多少？一次間接尋址的范圍是多少？多次間接尋址的范圍又是多少？35、某計算機采用5級指令流水線，如果每級執行時間是2ns，求理想情況下該流水線的加速比和吞吐率。36、已知兩個實數x=-68，y=-8.25，它們在C語言中定義為float型變量，分別存放在寄存器A和B中。另外，還有兩個寄存器C和D。A、B、C、D都是32位寄存器。請問（要求用十六進制表示二進制序列）：1）寄存器A和B中的內容分別是什么？2）x和y相加后的結果存放在寄存器C中，寄存器C中的內容是什么？3）x和y相減后的結果存放在寄存器D中，寄存器D中的內容是什么？注：float型變量在計算機中都被表示成IEEE754單精度格式。六、綜合題37、用16K×16位的SRAM芯片構成64K×32位的存儲器。要求畫出該存儲器的組成邏輯框圖。38、某機采用微程序控制方式，微指令字長為24位，采用水平型字段直接編碼控制方式和斷定方式。共有微命令30個，構成4個互斥類，各包含5個、8個、14個和3個微命令，外部條件共3個。1）控制存儲器的容量應為多少？2）設計出微指令的具體格式。39、某指令系統字長12位，地址碼取3位，試提出一種方案，使該系統有4條三地址指令、8條二地址指令、150條一地址指令。列出操作碼的擴展形式并計算操作碼的平均長度。

參考答案一、選擇題1、D2、D3、D4、B5、D6、C7、D8、B9、D10、A11、B12、D13、B14、A15、D二、填空題16、軟件系統17、存取時間存儲周期存儲器帶寬18、自動控制人工智能19、帶寬處理器20、傳輸字節21、cache主存22、符號位階碼尾數23、主存--外存主存虛擬地址24、精簡指令系統計算機復雜指令系統計算機25、先進后出寄存器存儲器三、名詞解釋題26、循環碼：一種糾錯碼，其合法碼字移動任意位后的結果仍然是一個合法碼字。27、不歸零制NRZO：一種磁盤信息記錄方式，磁頭線圈上始終有電流，正向電流代表1，反向電流代表0。28、ROM：只讀存儲器，一種只能讀取數據不能寫入數據的存儲器。29、從設備：被主設備訪問的設備。四、簡答題30、答：選擇型DMA控制器特別適合數據傳送率很高以至接近內存存取速度的設備，而不適用慢速設備；而多路型，DMA控制器卻適合于同時為多個慢速外設服務。選擇型DMA控制器在物理上可以連接多個設備，而邏輯上只允許接一個設備；而多路型不僅在物理上可連接多個外設，而且在邏輯上也允許這些外設同時工作。選擇型以數據塊方式傳送，多路型中各設備以字節交叉方式通過DMA控制器進行數據傳送。31、答：A、按傳送格式分為：串行總線、并行總線；B、按時序控制方式分為：同步總線（含同步擴展總線），異步總線；C、按功能分為：系統總線，CPU內部總線、各種局部總線。32、答：（1）最大存儲容量單總線系統中，最大內存容量必須小于由計算機字長所決定的可能的地址總線。雙總線系統中，存儲容量不會受到外圍設備數量的影響（2）指令系統雙總線系統，必須有專門的I/0指令系統單總線系統，訪問內存和I/0使用相同指令（3）吞吐量總線數量越多，吞吐能力越大33、答：SRAM存儲器由存儲體、讀寫電路、地址譯碼電路、控制電路組成，DRAM還需要有動態刷新電路。五、計算題34、解析：1）由于此指令系統可完成108種操作，因此指令字中的操作碼占7位（27=128）。2）由于指令系統中有7種尋址方式，因此尋址特征位占3位。3）由于地址碼的位數為24-7-3=14位，因此直接尋址的范圍為214。4）由于存儲字長為24位，因此一次間接尋址的范圍為224。5）由于多次間接尋址需要使用一位來標志是否間接尋址完畢，因此只有23位用做尋址，尋址范圍為223。35、44.解析：流水線的加速比指采用流水線技術時指令的執行速度與等效的不采用流水線技術的指令執行速度之比，理想情況加速比等于流水線的級數。吞吐率指每秒鐘能處理的指令數量。本題中計算機采用5級指令流水線，所以理想情況下加速比等于5?，F在每完成一條指令的時間是2ns，則最大吞吐率等于1/2ns=5×108。36、解析：1）float型變量在計算機中都被表示成IEEE754單精度格式。x=-68=-（1000100）2=-1.0001×26，符號位為l，階碼為127+6=128+5=（10000101）2，尾數為1.0001，所以小數部分為00010000000000000000000，合起來整個浮點數表示為11000010100010000000000000000000，寫成十六進制為C2880000H。y=-8.25=-（1000.01）2=-1.00001×23，符號位為1，階碼為127+3=128+2=（100000102，尾數為1.00001，所以小數部分為00001000000000000000000，合起來整個浮點數表示為11000001000001000000000000000000，寫成十六進制為Cl040000H。2）兩個浮點數相加的步驟如下。①對階：Ex=10000101，Ey=10000010，則[Ex-Ey]補=[Ex]補+[-Ey]補=10000101+01111110=00000011Ex大于Ey，所以對y進行對階。對階后，y=-0.00100001×26。②尾數相加：x的尾數為-1.000100000000000000000，y的尾數為-0.00100001000000000000000。用原碼加法運算實現，兩數符號相同，做加法，結果為-1.001100010000000000000000000。即x加y的結果為-1.00110001×24，所以符號位為1，尾數為00110001000000000000000，階碼為127+6=128+5，即10000101，合起來為11000010100110001000000000000000，轉換為十六進制形式為C2988000H。所以寄存器C中的內容是C2988000H。3）兩個浮點數相減的步驟同加法，對階的結果也一樣，只是尾數相減。尾數相減：x的尾數為-1.00010000000000000000000，y的尾數為-0.00100001000000000000000。用原碼減法運算實現，兩數符號相同，做減法。符號位取大數的符號，為1：數值部分為大數加小數負數的補碼，即1.00010000000000000000000+1.11011111000000000000000=0.11101111000000000000000x減y的結果為-0.11101111×26=-1.1101111×25，所以符號位為1，尾數為11011110000000000000000，階碼為127+5=128+4=（10000100）2，合起來為11000010011011110000000000000000，轉換為十六進制形式為C26F0000H。所以寄存器D中的內容是C26F0000H。六、綜合題37、解析：所需芯片總數（64K×32）/（16K×16）=8片，因此存儲器可分為4