2021年華中科技大學軟件工程專業《計算機組成原理》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、某SRAM芯片，其容量為512×8位，除電源和接地端外，該芯片引出線的最小數目應該是（）。A.23B.25C.50D.192、在對破壞性讀出的存儲器進行讀/寫操作時，為維持原存信息不變，必須輔以的操作是（）。A.刷新B.再生C.寫保護D.主存校驗3、假設在網絡中傳送采用偶校驗碼，當收到的數據位為10101010時，則可以得出結論（）A.傳送過程中未出錯B.出現偶數位錯C.出現奇數位錯D.未出錯或出現偶數位錯4、常用的（n，k）海明碼中，冗余位的位數為（）。A.n+kB.n-kC.nD.k5、用海明碼對長度為8位的數據進行檢/糾錯時，若能糾正一位錯，則校驗位數至少為（）。A.2B.3C.4D.56、下列關于總線說法中，正確的是（）I.使用總線結構減少了信息傳輸量II.使用總線的優點是數據信息和地址信息可以同時傳送III.使用總結結構可以提高信息的傳輸速度IV.使用總線結構可以減少信息傳輸線的條數A.I，II，IIIB.II，III，IVC.III，IVD.只有I7、下列有關總線定時的敘述中，錯誤的是（）。A.異步通信方式中，全互鎖協議最慢B.異步通信方式中，非互鎖協議的可靠性最差C.同步通信方式中，同步時鐘信號可由各設備提供D.半同步通信方式中，握手信號的采樣由同步時鐘控制8、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.16.8s9、將高級語言源程序轉換為機器目標代碼文件的程序是（）。A.匯編程序B.鏈接程序C.編譯程序D.解釋程序10、微指令操作控制字段的每一位代表一個控制信號，這種微程序的控制方式叫作（）A.字段直接編碼B.字段間接編碼C.混合編碼D.直接編碼11、某計算機的指令流水線由4個功能段組成，指令流經各功能段的時間（忽略各功能段之間的緩存時間）分別為90ns，80ns、70ns和60ns，則該計算機的CPU時鐘周期至少是）（）。A.90nsB.80nsC.70nsD.60ns12、下列關于各種尋址方式獲取操作數快慢的說法中，正確的是（）。I.立即尋址快于堆棧尋址Ⅱ.堆棧尋址快于寄存器尋址Ⅲ.寄存器一次間接尋址快于變址尋址Ⅳ.變址尋址快于一次間接尋址A.I、IVB.Ⅱ、ⅢC.I、Ⅲ、IVD.Ⅲ、Ⅳ13、在各種尋址方式中，指令的地址碼字段可能的情況有（）。I.寄存器編號Ⅱ.設備端口地址Ⅲ.存儲器的單元地址Ⅳ.數值A.I、ⅡB.I、Ⅱ、ⅢC.I、ⅢD.I、Ⅱ、Ⅲ、IV14、在中斷周期，CPU主要完成以下工作（）。A.關中斷，保護斷點，發中斷響應信號并形成中斷服務程序入口地址B.開中斷，保護斷點，發中斷響應信號并形成中斷服務程序入口地址C.關中斷，執行中斷服務程序D.開中斷，執行中斷服務程序15、下列關于中斷I/O方式和DMA方式比較的敘述中，錯誤的是（）A.中斷I/O方式請求的是CPU處理時間，DMA方式請求的是總線使用權B.中斷響應發生在一條指令執行結束后，DMA響應發生在一個總線事務完成后C.中斷I/O方式下數據傳送通過軟件完成，DMA方式下數據傳送由硬件完成D.中斷I/O方式適用于所有外部設備，DMA方式僅適用于快速外部設備二、填空題16、RISC機器一定是_______CPU，但后者不一定是RISC機器，奔騰機屬于_______機器17、主存儲器容量通常以KB表示，其中K=______；硬盤容量通常以GB表示，其中G=______18、漢字的_______、_______、_______是計算機用于漢字輸入、內部處理、輸出三種不同用途的編碼。19、不同機器有不同的_________RISC指令系統是_________指令系統的改進。20、移碼表示法主要用于表示浮點數的_______碼，以利于比較兩個_______數的大小和進行操作。21、在計算機術語中，將______和______和在一起稱為CPU，而將CPU和______合在一起稱為主機。22、奔騰CPU中L2級cache的內容是_______的子集，而_______內容又是L2級cache的子集。23、計算機軟件一般分為兩大類：一類叫________，另一類叫________操作系統屬于________類。24、RISC的中文含義是________，CISC的中文含義是________。25、DMA控制器訪采用以下三種方法：________、________、________三、名詞解釋題26、檢錯碼：27、超流水線（Superpipelining）技術：28、段式管理：29、指令模擬：四、簡答題30、說明中斷向量地址和入口地址的區別和聯系。31、雙重分組跳躍進位？32、什么是閃速存儲器？它有哪些特點？33、外圍設備的I/0控制方式分哪幾類？各具什么特點？五、計算題34、將下列十進制數表示成浮點規格化數，階碼4位（包含一位階符），分別用補碼和移碼表示；尾數9位（包含一位數符），用補碼表示。1）27/64。2）-27/64。35、一個16K×16位的存儲器，有lK×4位的DRAM芯片，內部結構由64×64構成，試問：1）采用異步刷新方式，如果最大刷新間隔為2ms，則相鄰兩行之間的刷新間隔是多少？2）如果采用集中刷新方式，則存儲器刷新一遍最少用多少個存儲周期？設存儲器的存儲周期為0.5us，“死區”占多少時間？“死時間率”為多少（刷新周期為2ms）？36、某磁盤存儲器轉速為3000r/min，共有4個記錄面，5道/mm，每道記錄信息為12288B，最小磁道直徑為230mm，共有275道。試問：1）磁盤存儲器的容量是多少？2）最高位密度與最低位密度是多少？3）磁盤數據傳輸率是多少？4）平均等待時間是多少？5）給出一個磁盤地址格式方案。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、采用微程序控制器的某計算機在微程序級采用兩級流水線，即取第i+1條微指令與執行第i條微指令同時進行。假設微指令的執行時間需要40ns，試問：1）若控制存儲器選用讀出時間為30ns的ROM，在這種情況下微周期為多少？并畫出微指令執行時序圖。2）若控制存儲器選用讀出時間為50ns的ROM，在這種情況下微周期為多少？并畫出微指令執行時序圖。39、設某機器共能完成120種操作，CPU共有8個通用寄存器，且寄存器都為12位。主存容量為16K字（機器采用按字尋址），采用寄存器-存儲器型指令。1）欲使指令可直接訪問主存的任意地址，指令字長應取多少位？2）若在上述設計的指令字中設置一尋址特征位X，且X=0表示某個寄存器作為基址寄存器，試畫出指令格式。試問采用基址尋址可否訪問主存的任意單元？為什么？如不能，提出一種方案，使得指令可訪問主存的任意位置。3）若存儲字長等于指令字長，且主存容量擴大到64K字，在不改變硬件結構的前提下，可采用什么方法使得指令可訪問存儲器的任意位置。

參考答案一、選擇題1、D2、B3、D4、B5、C6、D7、C8、D9、C10、D、11、A12、C13、D14、A15、D二、填空題16、流水CISC17、21023018、輸入編碼（或輸入碼）內碼（或機內碼）字模碼19、指令系統CISC20、階碼指對階21、運算器控制器存儲器22、主存L1級cache23、系統軟件應用軟件系統軟件24、精簡指令系統計算機復雜指令系統計算機25、停止CPU訪問周期挪用DMA和CPU交替訪內三、名詞解釋題26、檢錯碼：能夠發現某些錯誤或具有自動糾錯能力的數據編碼。27、超流水線（Superpipelining）技術：是將一些流水線寄存器插入到流水線段中，好比將流水線再分道，提高了原來流水線的速度，在一個時鐘周期內一個功能部件被使用多次。28、段式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，把虛擬存儲空間分成段，段的長度可以任意設定，并可以放大或縮小。29、指令模擬：在一種計算機上用軟件來解釋執行另一種計算機的指令。四、簡答題30、答：中斷向量地址和入口地址的區別：向量地址是硬件電路（向量編碼器）產生的中斷源的內存中斷向量表表項地址編號，中斷入口地址是中斷服務程序首址。中斷向量地址和入口地址的聯系：中斷向量地址可理解為中斷服務程序入口地址指示器（入口地址的地址），通過它訪存可獲得中斷服務程序入口地址。31、答：n位全加器分成若干大組，大組內又分成若干小組，大組中小組的最高進位同時產生，大組與大組間的進位串行傳送32、答：閃速存儲器是高密度、非易失性的讀/寫半導體存儲器。從原理上看，它屬于ROM型存儲器，但是它又可隨機改寫信息；從功能上看，它又相當于RAM，所以傳統ROM與RAM的定義和劃分已失去意義。因而它是一種全新的存儲器技術。閃速存儲器的特點：（1）固有的非易失性，（2）廉價的高密度，（3）可直接執行，（4）固態性能.33、答：外圍設備的I/0控制方式分類及特點：（1）程序查詢方式：CPU的操作和外圍設備的操作能夠同步，而且硬件結構比較簡單（2）程序中斷方式：一般適用于隨機出現的服務，且一旦提出要求應立即進行，節省了CPU的時間，但硬件結構相對復雜一些。（3）直接內存訪問（DMA）方式：數據傳輸速度很高，傳輸速率僅受內存訪問時間的限制。需更多硬件，適用于內存和高速外設之間大批交換數據的場合。（4）通道方式：可以實現對外設的統一管理和外設與內存之間的數據傳送，大大提高了CPU的工作效率。（5）外圍處理機方式：通道方式的進一步發展，基本上獨立于主機工作，結果更接近一般處理機。五、計算題34、解析1）27/64=0.011011=0.11011×2-1當補碼和尾數都采用補碼表示時：1，111：0.11011000。階碼采用移碼、尾數采用補碼表示時：0.11l：0.11011000。2）-27/64=1.011011=1.11011×2-1當補碼和尾數都采用補碼表示時：1，11l；1.00101000。階碼采用移碼、尾數采用補碼表示時：0.1l1：l.00101000。35、解析：不論采用何種刷新方式，刷新都是從單個芯片的存儲容量著手。1）采用異步刷新方式，在2ms時間內把芯片的64行刷新一遍，相鄰兩行之間的刷新間隔=2ms/64=31.25μs，可取的刷新間隔為31μs。2）如果采用集中刷新方式，則存儲器刷新一遍最少用64個存儲周期，因為存儲器的存儲周期為0.5μs，則“死區”=0.5μs×64=32μs，“死時間率”=32μs/2000μs×100%=l.6%。36、解析：1）每道記永信息容最=12288B，每個記錄面信息容量=275×12288B.共有4個記求面，所以磁盤存儲器的容量=4×275×12288B=13516800B。2）假設最高位密度為D1（即最內圈磁道的位密度），D1=每道信息量：內圈圓周長=12288B：（π×最小磁道直徑）=17B/mm。假設最低位密度為D2（即最外圈磁道的位密度），最大磁道半徑=最小磁道半徑+（275÷5）=115mm+55mm=170mm.故D2=每道信息量÷外圈閱周長=12288B+（π×最小磁道直徑）=11.5B/mm.3）磁盤數據傳輸率C=轉速×每道信息容量，轉速r=3000/60r/s=50r/s.每道信息容量=12288B，故C=50×12288B=614400B/s4）平均等待時間=12r=12×50r/s5）磁盤地址格式為：柱面（磁道）號，磁頭（盤面）號，扇區號。因為每個記錄面有275個磁道，故磁道號占9位，又因為有4個記錄面，故盤面號占2位。假定每個扇區記錄1024個字節，則需要1288B÷1024B=12個扇區，扇區號占4位.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個模塊（圖中用橢圓標示出來了），每個模塊16K×32位，各模塊通過A15、A14進行2-4譯碼38、解析：在執行本條微指令的同時，預取下一條微指令。因為這兩個操作是在兩個完全不同的部件中執行的，所以這種重疊是完全可行的