《-计算机组成与系统结构》考试试卷

1、.号学线.名姓.级班封业专密.）部、系（院卷.试学大江长生命赐给我们，我们必须奉献生命，才能获得生命。计算机组成与系统结构考试试卷一填空题 (填空每空 1 分，共 10 分；选择填空每空 2 分，共 20 分)1计算机系统中的存贮器系统是指_D _。A RAM 存贮器B ROM 存贮器C 主存贮器D cache、主存贮器和外存贮器2某机字长 32 位，其中 1 位符号位， 31 位表示尾数。若用定点小数表示，则最大正小数为 _B_。A +（1 2-32）B+（ 1 2-31）C 2-32D2-313算术 / 逻辑运算单元74181ALU 可完成 _C_。A 16 种算术运算功能B 16 种逻辑

2、运算功能C 16 种算术运算功能和 16 种逻辑运算功能D 4 位乘法运算和除法运算功能4存储单元是指_B_。A 存放一个二进制信息位的存贮元B 存放一个机器字的所有存贮元集合C 存放一个字节的所有存贮元集合D 存放两个字节的所有存贮元集合；5相联存贮器是按_C _进行寻址的存贮器。A地址方式B堆栈方式C内容指定方式D地址方式与堆栈方式6变址寻址方式中，操作数的有效地址等于_C _。A 基值寄存器内容加上形式地址（位移量）B 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量）C 变址寄存器内容加上形式地址（位移量）D 程序记数器内容加上形式地址（位移量）7以下叙述中正确描述的句子是：_D _。A 同一个 C

3、PU 周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作B 同一个 CPU 周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作C 同一个 CPU 周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作D 同一个 CPU 周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作8计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时_C_。希望是本无所谓有，无所谓无的。这正如地上的路；其实地上本没有路，走的人多了，也便成了路。生命赐给我们，我们必须奉献生命，才能获得生命。A 减少了信息传输量B 提高了信息传输的速度C 减少了信息传输线的条数D 加重了 CPU 的工作量9带有处理器的设备一般称为_A_设备。A智能化B交互式C远程通信10.

4、某中断系统中，每抽取一个输入数据就要中断DCPU过程控制一次，中断处理程序接收取样的数据，并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要每存储NX 秒。另一方面，缓冲区内个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需要踪到每Y 秒，因此该系统可以跟秒_A _次中断请求。A N / （NX + Y ）B. N / （ X + Y ）NC .min1 / X ,1 / YD. max1 / X ,1/ Y1存储 _ 程序 _并按 _地址 _顺序执行，这是 _冯·诺依曼 _型计算机的工作原理。2移码表示法主要用于表示_浮点 _数的阶码 E，以利于比较两个_指数 _的大小和_对阶 _操作。3闪速存储

5、器能提供高性能、低功耗、高可靠性及_瞬时启动 _能力，为现有的 _存储器_体系结构带来巨大变化，因此作为_固态盘_用于便携式电脑中。4微程序设计技术是利用 _软件 _方法设计 _操作控制 _的一门技术。具有规整性、可维护性、 _灵活性 _等一系列优点。5衡量总线性能的重要指标是_总线带宽 _，它定义为总线本身所能达到的最高 _传输速率 _。PCI 总线的带宽可达 _264MB / S_。6. 在计算机术语中，将运算器、控制器、cache 合在一起，称为 _CPU_，而将_CPU _和存储器合在一起，成为_主机 _。7.半导体 SRAM 靠 _触发器 _存贮信息，半导体 DRAM 则是靠 _栅极

6、电容_存贮信息。8.存储器_取出一条指令并执行这条指令的时间和称为_指令周期CPU _。由于各种指令的操作功能不同，各种指令的指令周期是_不相同的 _。9. 总线是构成计算机系统的 _互连机构 _，是多个 _系统功能 _部件之间进行数据传送的 _公共 _通道。10. DMA 控制器按其 _组成 _结构，分为 _选择 _型和 _多路 _型两种。希望是本无所谓有，无所谓无的。这正如地上的路；其实地上本没有路，走的人多了，也便成了路。生命赐给我们，我们必须奉献生命，才能获得生命。二.判断题（每小题1 分，共 10 分）1、存储单元是存放一个二进制信息的存贮元。×2、集中式总线控制中，定时查

7、询方式的响应速度最快。×3、主程序运行时何时转向为外设服务的中断服务程序是预先安排好的。×4、时序电路用来产生各种时序信号，以保证整个计算机协调地工作。5、采用下址字段法控制微程序执行顺序的微程序控制器中，一定要有微程序计数器。×6、引入虚拟存储系统的目的是提高存储速度。×7、方式进行外设与主机交换信息时，不需要向主机发出中断请求。×8、 CPU 以外的设备都称外部设备。×9、第三代计算机所用的基本器件是晶体管。×10、 CPU 访问存储器的时间是由存储器的容量决定的，存储容量与越大，访问存储器所需的时间越长。 ×

8、三简答题（每小题5 分，共 15 分）1、与程序中断控制方式相比DMA 控制方式有何特点？答：速度快。响应快、优先级高、处理快、无须现场保护和现场的恢复。但是应用范围没有程序中断控制方式广。2、微程序控制的基本思想是：把指令执行所需要的所有控制信号存放在控制存储器中，需要时从这个存储器中读取，即把操作控制信号编成微指令，存放在控制存储器中。一条机器指令的功能通常用许多条微指令组成的序列来实现，这个微指令序列称为微程序。微指令在控制存储器中的存储位置称为微地址。3、中断接口一般包含哪些基本组成？简要说明它们的作用。答：地址译码。选取接口中有关寄存器，也就是选择了 I/O 设备；命令字 /状态字寄

9、存器。供 CPU 输出控制命令，调回接口与设备的状态信息；数据缓存。提供数据缓冲，实现速度匹配；控制逻辑。如中断控制逻辑、与设备特性相关的控制逻辑等。四计算题（每小题10 分，共 20 分）1、 CPU 执行一段程序时，cache 完成存取的次数为5000 次，主存完成存取的次数为 200 次。已知cache 存取周期为40ns，主存存取周期为160ns。求：1Cache 命中率 H。2Cache/主存系统的访问效率e。3平均访问时间Ta。解：命中率 H = Nc/（ Nc+Nm） = 5000/（ 5000+2000） =5000/5200=0.96希望是本无所谓有，无所谓无的。这正如地上的

10、路；其实地上本没有路，走的人多了，也便成了路。生命赐给我们，我们必须奉献生命，才能获得生命。主存慢于 cache 的倍率 R = Tm/Tc=160ns/40ns=4 访问效率：（）+（）×. . 平均访问时间. n2、用 16K × 1 位的 DRAM 芯片构成64K × 8 位的存储器。要求：（ 1）画出该芯片组成的存储器逻辑框图。（ 2）设存储器读 / 写周期均为 0. 5 s，CPU 在 1 s 内至少要访存一次。 试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍，所需实际刷新时间是多少？解：（1）根据题意，存储器总量为

11、64KB，故地址线总需 16 位。现使用 16K× 1 位的动态 RAM芯片，共需 32 片。芯片本身地址线占 14 位，所以采用位并联与地址串联相结合的方法来组成整个存储器，其组成逻辑框图如图B9.3 ，其中使用一片2 ： 4译码器。（ 2）根据已知条件， CPU在 1 s 内至少需要访存一次，所以整个存储器的平均读 / 写周期与单个存储器片的读 / 写周期相差不多，应采用异步刷新比较合理。对动态 MOS存储器来讲，两次刷新的最大时间间隔是2s。 RAM芯片读 /写周期为0.5 s，假设 16K × 1 位的 RAM芯片由 128 × 128 矩阵存储元构成，

12、刷新时只对128 行进行异步方式刷新，则刷新间隔为2m / 128 = 15.6 s，可取刷新信号周期15 s。希望是本无所谓有，无所谓无的。这正如地上的路；其实地上本没有路，走的人多了，也便成了路。生命赐给我们，我们必须奉献生命，才能获得生命。图 B9.3五设计题（每小题10 分，共 10 分）1. 机器字长32 位，主存容量为1MB ， 16 个通用寄存器，共32 条指令，请设计双地址指令格式，要求有立即数、直接、寄存器、寄存器间接、变址、相对六种寻址方式。解：根据题意， 有 32 种操作码， 故 OP字段占 5 位，16 个通用寄存器各占4 位（源、目的）；寻址模式字段X 占 3 位；剩

13、余字段D 为立即数和直接寻址使用，指令格式如下：5 位OP3位X4位源4位目的16D位寻址模式定义如下：X=000,立即数 =DX=001,直接寻址， E=DX=010,寄存器直接寻址X=011,寄存器间接寻址, E=(R)X=100,变址寻址， E=(R) +DX=101,相对寻址， E=(PC)+D希望是本无所谓有，无所谓无的。这正如地上的路；其实地上本没有路，走的人多了，也便成了路。生命赐给我们，我们必须奉献生命，才能获得生命。六 综合题（每小题15 分，共 15 分）1.有一台磁盘机，其平均寻道时间为了30ms,平均旋转等待时间为120ms，数据传输速率为500B/ms ，磁盘机上存放

14、着1000 件每件 3000B 的数据。 现欲把一件数据取走，更新后在放回原地，假设一次取出或写入所需时间为：平均寻道时间 +平均等待时间 +数据传送时间。另外，使用CPU 更新信息所需时间为4ms,并且更新时间同输入输出操作不相重叠。试问：（ 1） 磁盘上全部数据需要多少时间？（ 2） 若磁盘及旋转速度和数据传输率都提高一倍，更新全部数据需要多少间？.解：（ 1）磁盘上总数据量 = 1000 × 3000B = 3000000B读出全部数据所需时间为3000000B ÷ 500B / ms = 6000ms重新写入全部数据所需时间= 6000ms所以，更新磁盘上全部数据所需的时间为：2×（平均找道时间+平均等待时间+数据传送时间） + CPU 更新时间=