计算机组成原理试卷(B)答案

姓名一、不能在密封线内解答。二、姓名、考证号不得改。 否则，试卷无效。三、考生在解答前必须把姓名、学校编号、年级和班级填写在指定的方框内。四、考卷印得不清楚。 举手可以问评委。取得学位所在的年级秘密封上信注意：翻译： b总分核持有者二OO九-二o一o学年第一学期期末考试计算机组成原理问题(07计算机专用)题名一个二三四五六七八九十问题点2016101011111111得分注意：学号、名字和所属年级没有写、全部没有写或者在封印线以外写的人，答案无效。1 .选择题(每小题2分，共20分)1 .冯诺依曼机工作的基本方式特征是_ B _。a多指令流式传输流用b地址访问，按顺序执行命令c堆栈操作d存储器根据内容选择地址2 .在浮点数被标记为补数的情况下，确定运算结果是否为规范化函数的方法是_C_。a阶码与整数码具有相同的归一化数b阶码和数码与正规化数不同c的数量和尾数的小数点以下第一位的数量不同d的数量是与尾数的小数点以下第一位的数量相同的标准化数3 .当定点的16位字长的数字以第二补数形式表示时，一个数字能够表示的整数范围是_ _ _ _ _ _ _。A -215 (215 -1) B -(215 -1) (215 -1 )c-(2151 )至215 d-215至2154 .如果双端口存储是_B_，则会发生读/写冲突。a .左端口和右端口的地址代码不同b .左端口和右端口的地址代码相同c .左端口和右端口的数据代码不同d .左端口和右端口的数据代码相同5 .某个寄存器内的操作数的地址方式称为_C_地址。a直接b间接c寄存器直接d寄存器间接6 .在以下4种命令中，执行时间最长的是_ _ _ _ _ _ _ _ _。A.RR型命令B.RS型命令C.SS型命令d .程序控制命令7.PCI总线的基本概念不正确的句子是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。主机总线不仅可以连接主内存，还可以连接多个CPUB PCI总线系统有三种桥接器： PCI设备在从c桥连接实现的PCI总线结构中，许多总线不允许并行操作d桥的作用是确保所有访问都出现在总线上，以满足CPU的需要8 .计算机使用总线结构的主要优点是易于积木化_c_。a减少信息传输量b提高了信息的传输速度c减少信息传输线的条数d增加了CPU的工作量9 .计算机的外围设备是指_d_。a输入输出设备b外存储器c远程通信设备CPU和内存以外的设备10 .中断向量地址是： _。a子程序入口地址b中断服务例程入口地址c中断服务例程入口地址的指示符d中断返回地址2 .填空问题(每个问题2分，共16分)1 .根据总线调停电路的a _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _位置，总线调停有B_集中调停和C_分散调停两种方式。2 .在计算机术语中，运算器、控制器和cache一起被称为A_中央运算器(CPU)_，而B_CPU_和存储器一起被称为C_中央运算器(主机)。3 .指令形式是指令用a_二进制代码_表示的结构形式，通常由B_操作友_字段和c_地址代码_字段构成。4 .条件分支指令、无条件分支指令、转子指令、主指令、中断反馈指令等均为A_分支_指令。 这种指令以指令形式表示的地址指示转移的不是C_操作数_而是B_下一个指令_。5.CPU从a_主存储器中读取命令并执行该命令的时间，以及称为B_命令周期_ _。 根据各指令的动作功能不同，各指令的时间和时间也不同，但管线CPU必须努力达到c_。6 .磁性表面存储装置的关键技术指标是a.b.c.平均存取时间.数据传输率。7. RISC设备必须是A_流水线_CPU，但后者不一定是RISC设备。 奔腾处理器是B_流水线_CPU，奔腾处理器是C_CISC_机器。8. (26)16 or(63)16 nor(135)8的值是a._(80)16_。三. (10分钟)机械词长32位，定点显示，尾数31位，数码1位(1)定点原码整数表示时，最大正数是多少？ 最大负数是多少？(2)定点原码小数表示时，最大正数是多少？ 最大负数是多少？解： (1)定点原码整数显示：0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111最大正数：数值=(231 - 1)100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 0000最大负数：数值=-(0)10(2)定点原文小数表示：最大正数=(12-31 ) 10最大负值=-(0 )104.(10分钟)某16位字长机器的指令结构如下，分析指令形式和地址方式的特征。15 10 9 5 4 0OP目标寄存器源极寄存器解：指令格式和地址方式的特征如下(1)双地址命令。(2)操作码OP可指定26=64指令。(3)由于源极和目标是共用寄存器(分别可以指定32个寄存器)，因此在RR型命令中，两个操作数都进入寄存器(4)该命令形式常用于算术逻辑系命令。5.(11分钟)将存储容量设为32字、字长64位、模块数m=4，分别以顺序方式和交叉方式组织。 存储周期T=200ns，数据总线宽度64位，总线周期=50ns .顺序内存和交叉内存的带宽是多少？解：顺序存储器和交叉存储器连续读取的m=4字节的信息总量顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4字节所需的时间分别如下顺序内存和交叉内存的带宽分别如下所示说明：因为问题没有明确记载连续读几个字节，所以字节数不一定是4，如果公式正确的话计算是不错的。6.(11分钟)在流水CPU中，通过将从取得一个命令到执行结束的任务分割为一系列子任务，并在流水线的各程序中同时执行各子任务，流水CPU具有更强的数据吞吐量能力。 请用时空图法证明这个结论的正确性。解：假设指令周期包含四个子程序：指令(IF )、指令解码(ID )、操作数(EX )和运算(WB )。 每个子流程称为流程段(Si )，一条管线由一系列连接的流程段组成。 在统一时钟信号的控制下，数据从一个过程段流向相邻的过程段。S1 S2 S3 S4WBEX公司IFID入出图B18.4图B18.4(B )表示非流水CPU的时空图。 由于在上述指令的所有四个子过程被执行之后开始下一个指令，因此每四个单位时间一个输出结果，即，指令的执行结束。图B18.4(C )表示非流水CPU的时空图。 因为上述指令与下一指令的四个过程可在时间上重叠执行，所以当流水线充满时，可以每单位时间输出结果并执行指令。比较结果表明，流水CPU每8个单位时间执行5个指令，但流水CPU只执行2个指令，因此流水CPU具有更强的数据吞吐量能力。7(11分钟)在CPU中设置16条地址线、8条数据线，使用(低电平有效)作为访问控制信号，作为读写命令信号(高电平被读取，低电平被写入)。 现有的下一个存储芯片：ROM(2K8位、4K4位、8K8位)RAM(1K4位、2K8位、4K8位)74138解码器和其他门电路(定制门电路)。从上述规格中选择合适的芯片，绘制CPU与存储器芯片的连接图。 要求：(1)最小4K地址为系统程序区域，409616383地址范围为用户程序区域(2)表示选择的存储器芯片的类型和数量(3)详细描绘筛选逻辑。a:4k系统程序区域选择2张2K8位ROM用户程序区域选择3张4K8位RAM切片选择逻辑图如下所示8.(11分钟)如果CPU执行程序，则cache完成访问的次数为5000次，主存储器完成访问的次数为200次。 已知cache接入周期是40ns，主存储接入周期是160ns。 求求你：1.ache命中率h2.Cache/主存储器系统的