中北大学 计算机组成与体系结构2010期末考试试题

1、 2010/2011 学年 第 一 学期末考试试题（A卷） 课程名称 计算机组成与体系结构 使用班级： 08060343,08060344,08060345,08060346 总分得分 一、 单项选择题（共20分，每小题 2 分，答案必须写到下表中，否则不计分）题号12345678910答案1、设X=-0.101101，则X补为_。A.1.101111 B.1.010011 C.1.010010 D.1.1001112、定点32位字长的字，采用补码形式表示时,一个字所能表示的整数范围是_。A.-231 +（231 -1） B.-（231 1） +（231 1） C.-（231 + 1） +23

2、1 D.-231 +231 3、 某机字长16位，其中1位符号位，15位数值位。若用定点小数表示，则最大正小数为_。A.+（1 2-16） B.+（1 2-15） C.2-16 D.2-154、（1997）10化成十六进制数是_。A（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7F0）165、下列数中最小的数是_。A（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（312）10 6、若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是_。A.阶符与数符相同为规格化数B.阶符与数符相异为规格化数C.数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D.数符与尾数小数点

3、后第一位数字相同为规格化数7、微程序存放在( )A.堆栈中B.主存中C.控制存储器中D.磁盘中8、比较硬布线控制器和微程序控制器，下列说法正确的是( )A.硬布线控制器结构简单规整B.硬布线控制器执行速度慢C.微程序控制器执行速度快D.微程序控制器容易实现复杂指令控制9、 算术 / 逻辑运算单元74181ALU可完成_。A.16种算术运算功能B.16种逻辑运算功能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10、某SRAM芯片，存储容量为16K×8位，该芯片的地址线和数据线数目为_。A.64，8 B.16，64 C.14，8 D.16，8 。 得分二、填空

4、（共40分，每小题2分）1、假设将系统中某一部件的处理速度加快到10倍，该部件的原处理时间仅为整个系统运行时间的40%，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高_。2、若浮点数的格式为：阶码在前，尾数在后，阶码长度q =4，尾数长度p =12(均包括符号位且都用补码表示)，rm=2。则该格式浮点数所表示的正的最大值为_，正的最小值为_，负的最大值为_，负的最小值为_。3、微指令由_字段和_字段组成。4、接口中一般包括数据端口，_端口和_端口。5、现有RAM芯片8K×4的若干，若要求构成一个16K×8的RAM阵列，需_个这样的芯片，若该RAM阵列的起始地址为8000H，则结束地

5、址为_。6、通道控制方式典型的四级结构为主机、_、_和_。7、用74181和74182构成16位先行进位运算器，需要74181_片，74182_片。8、计算机系统结构的定义是_。9、使用一个4段浮点加法流水线（每段时间均为t）完成运算X1+ X2+ X3+ X4+ X5+ X6+ X7+ X8(其中X1X8均为浮点数)，则完成此运算所需时间为 ，该流水线的吞吐率为 ，加速比为 。得分三、（8分）已知X=0.100001，Y=­0.100101，用原码一位乘法计算X×Y。（要求写出详细计算过程）得分四、（8分）若某机指令字长为12位，每个地址码长为3位，指令中包括三地址指令，

6、二地址指令，单地址指令和零地址指令。现要求设计：三地址指令4条，二地址指令31条，单地址指令7条，零地址指令8条。请用扩展编码法为其编码。得分五、（14分）基于程序访问的局部性原理，建立了存储系统的体系结构。回答下面问题：（1）什么是存储系统？（2）有一主存-CACHE层次的存储器，其主存容量为1MB，CACHE容量为16KB，每块8B，CACHE每组包括4块，若采用组相连映像方式，请问主存的地址格式。（3）若CPU发出的主存地址为13245H，问该单元位于主存的哪一块？映像到CACHE的哪一块？（4）若CACHE的存取周期为20ns，命中率为0.90，希望采用CACHE后的加速比大于10，那

7、么要求主存储器的存取周期应满足什么条件？得分六、（10分）（1）简述机器语言指令和微指令之间的关系。（2在基本模型机的实验中，机器语言指令存放在哪？微指令存放在哪？（3）实验系统中基本模型机的数据通路如下，用方框图描述加法指令(R0+R0R0)从取指令开始到执行完的全部过程。2010/2011 学年 第 一 学期末考试试题（A卷）答案 课程名称 计算机组成与体系结构 使用班级： 08060343,08060344,08060345,08060346 二、 单项选择题（共20分，每小题 2 分，答案必须写到下表中，否则不计分）题号12345678910答案BABABCCDCC二、填空（共40分，

8、每空2分）1、 1.562、（1-2-11）27,2-12-8,-(2-1+2-11)2-8,-273、操作控制，顺序控制（或下址）4、控制，状态5、4，BFFFH6、通道，设备控制器，设备7、4,18、程序员所看到的计算机的基本属性。9、15t,7/15t,28/15三、解答：当成两正数去做，X=0.100001 Y=0.100101部分积乘数说明00.0000000.100101乘数低位为1,+X右移一位+00.10000100.10000100.01000010.10010乘数低位为0,右移一位00.001000010.1001乘数低位为1, +X右移一位+00.10000100.101

9、00100.0101001010.100乘数低位为0,右移一位00.00101001010.10乘数低位为0,右移一位00.000101001010.1乘数低位为1, +X右移一位+00.10000100.10011000.0100110001010 （6分）所以X×Y 原=（01）.，即X×Y=-0.（8分）四、解答：操作码A3A2A1000A3A2A1011100000A2A1100111101000A2A1101111110000A2A1110111111000A2A1111110111111000A1111111110111111111000111111111111（8分）五、（14分）（1）存储系统是将两个或两个以上具有不同容量，不同速度，不同价格的存储器，按照硬件，软件或硬件和软件结合的方式构成的系统。 （2分）（2）主存每组内的块数=CACHE分组数=16KB/(4*8B)=29，所以组内块号9位主存组号（8位）组内块号(9位)块内地址（3位）（6分）（10分）（4）若主存的的存取周期为tns,主存储器的存取