“计算机组成原理”统考试题分析

1、“计算机组成原理计算机组成原理”统考试题结构分析统考试题结构分析齐齐哈尔大学齐齐哈尔大学 组成原理课题组组成原理课题组20092009年真题分析年真题分析一、单项选择题（一、单项选择题（1212小题，每小题小题，每小题2 2分，共分，共2424分）分） 第第1 1章章 计算机系统概论（计算机系统概论（1 1） （1111） 第第2 2章章 运算方法与运算器（运算方法与运算器（2 2）（）（1212、1313） 第第3 3章章 存储系统（存储系统（3 3）（）（1414、1515、2121） 第第4 4章章 指令系统（指令系统（2 2） （1616、1717） 第第5 5章章 中央处理机（中央处

2、理机（2 2） （1818、1919） 第第6 6章章 总线系统（总线系统（1 1） （2020） 第第8 8章章 I/OI/O系统（系统（1 1） （2222）二、综合应用题（两大题，共二、综合应用题（两大题，共2121分）分） 4343题（题（8 8分）分析计算题（中断与分）分析计算题（中断与DMADMA）：）： 涉及第涉及第5 5、6 6、8 8章章 4444题（题（1111分）设计题（指令周期设计）：分）设计题（指令周期设计）： 涉及第涉及第2 2、3 3、4 4、5 5章章20102010年真题分析年真题分析一、单项选择题（一、单项选择题（1111小题，每小题小题，每小题2 2分，共

3、分，共2222分）分） 第第1 1章章 计算机系统概论（计算机系统概论（1 1） （1212） 第第2 2章章 运算方法与运算器（运算方法与运算器（2 2） （ 1313、1414 ） 第第3 3章章 存储系统（存储系统（3 3） （1515、1616、1717） 第第4 4章章 指令系统（指令系统（0 0） （）（） 第第5 5章章 中央处理机（中央处理机（2 2） （1818、1919） 第第6 6章章 总线系统（总线系统（1 1） （2020） 第第8 8章章 I/OI/O系统（系统（2 2） （2121、2222）二、综合应用题（两大题，共二、综合应用题（两大题，共2323分）分） 4

4、343题（题（1111分）设计题（指令系统设计）：分）设计题（指令系统设计）： 涉及第涉及第4 4、5 5章章 4444题（题（1212分）计算题（分）计算题（CacheCache相关计算）：涉及第相关计算）：涉及第3 3章章20112011年真题分析年真题分析一、单项选择题（一、单项选择题（1111小题，每小题小题，每小题2 2分，共分，共2222分）分） 第第1 1章章 计算机系统概论（计算机系统概论（1 1） （1212） 第第2 2章章 运算方法与运算器（运算方法与运算器（1 1） （1313） 第第3 3章章 存储系统（存储系统（2 2） （1414、1515） 第第4 4章章 指令

5、系统（指令系统（3 3） （1616、1717、1818） 第第5 5章章 中央处理机（中央处理机（1 1） （1919） 第第6 6章章 总线系统（总线系统（1 1） （1919、2020） 第第8 8章章 I/OI/O系统（系统（2 2） （2121、2222）二、综合应用题（两大题，共二、综合应用题（两大题，共2323分）分） 4343题（题（1111分）分析计算题（存储系统，数据传送方式）：分）分析计算题（存储系统，数据传送方式）： 涉及第涉及第3 3、8 8章章 4444题（题（1212分）设计题（指令系统，流水线）：分）设计题（指令系统，流水线）：涉及第涉及第4 4、5 5章章20

6、122012年真题分析年真题分析一、单项选择题（一、单项选择题（1111小题，每小题小题，每小题2 2分，共分，共2222分）分） 第第1 1章章 计算机系统概论（计算机系统概论（1 1） （1212） 第第2 2章章 运算方法与运算器（运算方法与运算器（2 2） （13,1413,14） 第第3 3章章 存储系统（存储系统（3 3） （1515、1616、1717） 第第4 4章章 指令系统（指令系统（0 0） （）（） 第第5 5章章 中央处理机（中央处理机（1 1） （ 1818 ） 第第6 6章章 总线系统（总线系统（2 2） （2020） 第第8 8章章 I/OI/O系统（系统（2

7、2） （2121、2222）二、综合应用题（两大题，共二、综合应用题（两大题，共2323分）分） 4343题（题（1111分）分析计算题（指令执行和运算器）：分）分析计算题（指令执行和运算器）： 涉及第涉及第2 2、5 5章章 4444题（题（1212分）设计题（存储器）：涉及第分）设计题（存储器）：涉及第3 3章章第一章第一章 计算机系统概论计算机系统概论20092009年真题年真题 11. 11.冯冯诺依曼计算机中指令和数据均以诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，二进制形式存放在存储器中，CPUCPU区分它们区分它们的依据是（的依据是（ ） A. A.指令操作码的译码结果

8、指令操作码的译码结果 B. B.指令和数据的寻址方式指令和数据的寻址方式 C. C.指令周期的不同阶段指令周期的不同阶段 D. D.指令和数据所在的存储单元指令和数据所在的存储单元 20102010年真题年真题 1212、下列选项中，能缩短程序执行时间的、下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是（措施是（ ）I I 提高提高CPUCPU时钟频率，时钟频率，IIII优化优化数据通路结构，数据通路结构，IIIIII对程序进行编译优化对程序进行编译优化 A A：仅：仅I I和和II II B B：仅：仅I I和和III III C C：仅：仅IIII和和III III D D：I I，IIII，III

9、III20112011年真题年真题 12 12、下列选项中，描述浮点数操作速度指、下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（标的是（ ）。）。 A.MIPS A.MIPS B.CPI B.CPI C.IPC C.IPC D.MFLOPS D.MFLOPS20122012年真题年真题 12 12、基准程序、基准程序A A在某计算机上的运行时间为在某计算机上的运行时间为100100秒，其中秒，其中9090秒为秒为CPUCPU时间，其它时间忽略时间，其它时间忽略不计。若不计。若CPUCPU速度提高速度提高50%50%，I/OI/O速度不变，速度不变，则基准程序则基准程序A A所耗费的时间是（所耗费的时

10、间是（ ）秒。）秒。 A.55 A.55 B.60 B.60 C.65 C.65 D.70 D.70第二章第二章 运算方法和运算器运算方法和运算器20092009年真题年真题 12. 12.一个一个C C语言程序在一台语言程序在一台3232位机器上运行。程序位机器上运行。程序中定义了三个变量中定义了三个变量xyzxyz，其中，其中x x和和z z是是intint型，型，y y为为shortshort型。当型。当x=127x=127，y=-9y=-9时，执行赋值语句时，执行赋值语句z=x+yz=x+y后，后，xyzxyz的值分别是（的值分别是（ ） A AX=0000007FHX=0000007

11、FH，y=FFF9Hy=FFF9H，z=00000076H z=00000076H B BX=0000007FHX=0000007FH，y=FFF9Hy=FFF9H，z=FFFF0076H z=FFFF0076H C CX=0000007FHX=0000007FH，y=FFF7Hy=FFF7H，z=FFFF0076H z=FFFF0076H D DX=0000007FHX=0000007FH，y=FFF7Hy=FFF7H，z=00000076H z=00000076H 分析：分析： X X为为intint型，长度为型，长度为3232位，转化为位，转化为1616进制应为进制应为00007FH00

12、007FH Y Y为为shortshort型，长度为型，长度为1616位，转化为位，转化为1616进制应为进制应为FFF7HFFF7H 因为因为Z Z为为intint型，应把型，应把Y Y由由shortshort型转换成型转换成intint型再计算，型再计算，即把即把Y Y变成变成FFFFFFF7HFFFFFFF7H 则则Z=X+Y=00000076HZ=X+Y=00000076H20092009年真题年真题 13.13.浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和判溢出等步骤。设浮点数的算、规格化、舍入和判溢出等步骤。设浮点数的阶码和尾数均采

13、用补码表示，且位数分别为阶码和尾数均采用补码表示，且位数分别为5 5位和位和7 7位（均含位（均含2 2位符号位）。若有两个数位符号位）。若有两个数X=2X=27 729/3229/32，Y=2Y=25 55/85/8，则用浮点加法计算，则用浮点加法计算X+YX+Y的最终结果是的最终结果是（ ） A A00111 1100010 00111 1100010 B B00111 0100010 00111 0100010 C C01000 0010001 01000 0010001 D D发生溢出发生溢出 分析：分析： 把把X X和和Y Y转换为二进制转换为二进制 X=00.11101X=00.1

14、11012 20011100111，Y=00.10100Y=00.101002 20010100101即即 X=00111 0011101X=00111 0011101， Y=00101 0010100Y=00101 00101001.1.对阶：对阶：Y=00111 0000101Y=00111 00001012.2.求和：求和：X+Y=00111 0100010X+Y=00111 01000103.3.规格化：规格化：X+Y=01000 0010001X+Y=01000 00100014.4.阶码符号位为阶码符号位为0101，溢出，溢出20102010年真题年真题 1313、假定有、假定有4

15、 4个整数用个整数用8 8位补码分别表示位补码分别表示r1=FEH ,r2=F2H ,r3=90H,r4=F8H,r1=FEH ,r2=F2H ,r3=90H,r4=F8H,若将运若将运算结果存放在一个算结果存放在一个8 8位的寄存器中，则下列位的寄存器中，则下列运算会发生溢出的是（运算会发生溢出的是（ ） A A：r1r1* *r2 r2 B B：r2r2* *r3 r3 C C：r1r1* *r4 r4 D D：r2r2* *r4r4分析：分析： r1r1的真值为的真值为-2-2，r2r2的真值为的真值为-14-14， r3r3的真值为的真值为-112-112，r4r4的真值为的真值为-8

16、-8 显然只有显然只有r3r3和其它寄存器的内容相乘才会溢出和其它寄存器的内容相乘才会溢出20102010年真题年真题 14 14、假定变量、假定变量i i、f f和和d d的数据类型分别为的数据类型分别为intint、floatfloat和和doubledouble（intint用补码表示，用补码表示，floatfloat和和doubledouble分别用分别用IEEE 754IEEE 754单精度和双精度浮点数格式表示），已知单精度和双精度浮点数格式表示），已知i=785i=785，f=1.5678e3f=1.5678e3，d=1.5e100d=1.5e100。若在。若在3232位机器中执

17、行下列关系位机器中执行下列关系表达式，则结果为表达式，则结果为 “ “真真”的是：的是：I I i = (inti = (int) (float) i ) (float) i II II f = (float) (intf = (float) (int) f) fIIIIIIf = (float) (double) f f = (float) (double) f IV IV (d+f(d+f) - d = f) - d = f A A仅仅I I和和II II B B仅仅I I和和IIIIII C C仅仅IIII和和III III D D仅仅IIIIII和和IV IV 分析：分析： intin

18、t型数据长度型数据长度3232位，表示范围为位，表示范围为-2-231312 23131-1-1，转换为十进制数，转换为十进制数约为约为-2-210109 92 210109 9, , float float型数据为单精度浮点数，按型数据为单精度浮点数，按754754标准，尾数标准，尾数2323位，阶码位，阶码8 8位，位， doubledouble型数据为双精度浮点数，按型数据为双精度浮点数，按754754标准，尾数标准，尾数5252位，阶码位，阶码1111位。位。 I I i = (inti = (int) (float) i) (float) i i=(785) i=(785)1010=

19、(1100010001)=(1100010001)2 2，有效数字为有效数字为1010位，转换为位，转换为floatfloat型数据不丢型数据不丢失有效位，再转换回失有效位，再转换回intint型，值不变，结果为真。型，值不变，结果为真。 II II f = (float) (intf = (float) (int) f) f f=(1.5678e3) f=(1.5678e3)1010=(1567.8)=(1567.8)1010, ,有小数部分，转换为有小数部分，转换为intint型数据小数部分型数据小数部分丢失，再转换回丢失，再转换回floatfloat型，值改变，结果为假。型，值改变，结果

20、为假。 IIIIIIf = (float) (double) f f = (float) (double) f float float型转换为型转换为doubledouble型，位数增加，不丢失有效位，再转换回型，位数增加，不丢失有效位，再转换回floatfloat型型, ,值不变，结果为真。值不变，结果为真。 IVIV (d+f(d+f) - d = f) - d = f d=1.5e100, d=1.5e100, 变成浮点数阶码大约为变成浮点数阶码大约为330330，f=1.5678e3,f=1.5678e3,变成浮点数阶码变成浮点数阶码大约为大约为1010，两数相加，阶差为，两数相加，阶

21、差为320320，f f相当于相当于0 0，被舍去，再减，被舍去，再减d d，结果为，结果为0 0，和和f f相比较，结果为假。相比较，结果为假。 20112011年真题年真题 1313、float float 型数据通常用型数据通常用 IEEE754 IEEE754 单精度单精度浮点数格式表示。如编译器将浮点数格式表示。如编译器将 float float 型变型变量量 x x 分配在一个分配在一个 32 32 位浮点寄存器位浮点寄存器 FR1 FR1 中，且中，且 x x =-8.25=-8.25，则，则 FR1 FR1 的内容是（的内容是（ ）。）。 A.C104 0000H A.C104

22、 0000H B.C242 0000H B.C242 0000H C.C184 0000H C.C184 0000H D.C1C2 0000H D.C1C2 0000H分析：分析： X=(-8.25)X=(-8.25)1010=(-1000.01)=(-1000.01)2 2=(-1.00001=(-1.000012 23 3) )2 2转换为转换为3232位浮点数格式位浮点数格式1 10000010 000010000000000000000001 10000010 00001000000000000000000即即 C104 0000C104 000020112011年真题年真题 4343

23、、假定在一个、假定在一个 8 8 位字长的计算机中运行如下位字长的计算机中运行如下类类 C C 程序段：程序段：unsigned intunsigned int x=134; x=134;unsigned intunsigned int y=246; y=246;intint m=x; m=x;intint n=y; n=y;unsigned int z1=x-yunsigned int z1=x-y; ;unsigned int z2=x+yunsigned int z2=x+y; ;int k1=m-nint k1=m-n; ;int k2=m+nint k2=m+n; ; 若编译器编译时

24、将若编译器编译时将 8 8 个个 8 8 位寄存器位寄存器 R1R1R8 R8 分别分分别分配至变量配至变量 x x、y y、m m、n n、z1z1、z2z2、k1k1和和 k2k2。请回答下列问。请回答下列问题。（提示：带符号整数用补码表示）题。（提示：带符号整数用补码表示） (1) (1) 执行上述程序段后，寄存器执行上述程序段后，寄存器R1R1、R5R5和和R6R6的内容分别的内容分别是什么？（用十六进制表示）是什么？（用十六进制表示） （2 2）执行上述程序段后，变量）执行上述程序段后，变量 m m 和和 K1 K1 的值分别是多的值分别是多少？（用十进制表示）少？（用十进制表示）

25、（3 3）上述程序段涉及带符号整数加）上述程序段涉及带符号整数加/ /减、无符号整数加减、无符号整数加/ /减运算，这四种运算能否利用同一个加法器及辅助电路实减运算，这四种运算能否利用同一个加法器及辅助电路实现？简述理由。现？简述理由。 （4 4）计算机内部如何判断带符号整数加）计算机内部如何判断带符号整数加/ /减运算的结果减运算的结果是否发生溢出？上述程序段中，哪些带符号整数运算语句是否发生溢出？上述程序段中，哪些带符号整数运算语句的执行结果会发生溢出？的执行结果会发生溢出？ 分析：分析： 变量变量寄存器寄存器十进制十进制( (真值真值) )二进制二进制十六进制十六进制是否溢出是否溢出x

26、xR1R1134134100001101000011086H86Hy yR2R22462461111011011110110F6HF6Hm mR3R3-122-122100001101000011086H86Hn nR4R4-10-101111011011110110F6HF6Hz1z1R5R5-112-112100100001001000090H90H为负，溢出为负，溢出z2z2R6R638038001111100011111007CH7CH255255，溢出，溢出k1k1R7R7-112-112100100001001000090H90Hk2k2R8R8-132-1320111110001

27、1111007CH7CH-128-128，溢，溢出出 （1 1）R1R1：86H86H，R5R5：90H90H，R6R6：7C7C （2 2）m m：-122-122，n n：-10-10 （3 3）可以利用同一个加法器及辅助电路实现。因可以利用同一个加法器及辅助电路实现。因为无符号整数和有符号整数都是以补码形式存储，为无符号整数和有符号整数都是以补码形式存储，所以运算规则都是一样的。但是有一点需要考虑，所以运算规则都是一样的。但是有一点需要考虑，由于无符号整数和有符号整数的表示范围是不一由于无符号整数和有符号整数的表示范围是不一样的，所以需要设置不一样的溢出电路。样的，所以需要设置不一样的溢

28、出电路。 （4 4）判断溢出方法：）判断溢出方法： 双符号位：双符号位： 单符号位：单符号位： K2K2会发生溢出会发生溢出20122012年真题年真题 13.13.在在C C语言中，语言中，intint型占型占3232位，位，shortshort型占型占1616位，位，若有下列语句：若有下列语句： unsigned short x=65530unsigned short x=65530 unsigned int unsigned int y=x y=x 则执行后，则执行后，y y的的1616进制表示为：进制表示为： A A0000 7FFA 0000 7FFA B B0000 FFFA 00

29、00 FFFA C CFFFF 7FFA FFFF 7FFA D DFFFF FFFA FFFF FFFA 分析：分析： X=65530D=FFFAHX=65530D=FFFAH X X和和Y Y都是无符号整数，由都是无符号整数，由1616位扩展到位扩展到3232位，位，高位补高位补0 0，则，则 Y=0000 FFFAHY=0000 FFFAH20122012年真题年真题 14.float14.float类型（即类型（即IEEE754IEEE754单精度浮点数单精度浮点数格式）能表示的最大正整数是：格式）能表示的最大正整数是： A A2 21261262 2103103 B B2 21271

30、272 2104104 C C2 21271272 2103103 D D2 21281282 2104104 分析：分析： IEEE754IEEE754单精度浮点数的真值为：单精度浮点数的真值为：x=(-1)x=(-1)S S(1.M)(1.M)2 2E-127E-127，其中，其中M M为为2323位位 当表示最大正整数时：当表示最大正整数时：S=0S=0M M为全为全1 1，即，即1.M=2-21.M=2-2-23-23E=254E=254，E-127=127(E=0E-127=127(E=0和和255255分别表示零和无穷大分别表示零和无穷大) ) 则则x=(2-2x=(2-2-23-

31、23) )2 2127127=2=2128128-2-2104104 第三章第三章 内部存储器内部存储器 14.14.某计算机的某计算机的CacheCache共有共有1616块，采用块，采用2 2路组路组相联映射方式（即每组相联映射方式（即每组2 2块）。每个主存块块）。每个主存块大小为大小为3232字节，按字节编址。主存字节，按字节编址。主存129129号单号单元所在主存块应装入到的元所在主存块应装入到的CacheCache组号是组号是（ ） A A0 0 B. 2 B. 2 C. 4 C. 4 D. 6 D. 6 20092009年真题年真题分析：分析： 每个块大小为每个块大小为3232字

32、节，主存字节，主存129129号单元应分在第号单元应分在第4 4块，对应装入到块，对应装入到CacheCache的组号应为第的组号应为第4 4组。组。 15. 15.某计算机主存容量为某计算机主存容量为64KB64KB，其中，其中ROMROM区区为为4KB4KB，其余为，其余为RAMRAM区，按字节编址。现要区，按字节编址。现要用用2K2K8 8位的位的ROMROM芯片和芯片和4K4K4 4位的位的RAMRAM芯片芯片来设计该存储器，则需要上述规格的来设计该存储器，则需要上述规格的ROMROM芯芯片数和片数和RAMRAM芯片数分别是（芯片数分别是（ ） A A1 1、15 15 B B2 2、

33、15 15 C C1 1、30 30 D D2 2、30 30 20092009年真题年真题分析：分析： ROMROM芯片数：芯片数：4KB/(2K4KB/(2K* *8)=28)=2片片 RAMRAM芯片数：芯片数：(64KB-4KB)/(4K(64KB-4KB)/(4K* *4)=304)=30片片 21.21.假设某计算机的存储系统由假设某计算机的存储系统由CacheCache和主和主存组成，某程序执行过程中访存存组成，某程序执行过程中访存10001000次，次，其中访问其中访问CacheCache缺失（未命中）缺失（未命中）5050次，则次，则CacheCache的命中率是（的命中率是

34、（ ） A A5% 5% B. 9.5% B. 9.5% C. 50% C. 50% D. 95% D. 95% 20092009年真题年真题分析：分析： CacheCache的命中率的命中率=Cache=Cache命中次数命中次数/ /总访存次数总访存次数 = =（1000-501000-50）/1000/1000 =95% =95% 1515、假定用若干个、假定用若干个2k2k* *4 4位芯片组成一个位芯片组成一个8k8k* *8 8位存储器，则地址位存储器，则地址0B1FH0B1FH所在芯片的最小地所在芯片的最小地址是（址是（ ） A A：0000H 0000H B B：0600H 0

35、600H C C：0700H 0700H D D：0800H0800H20102010年真题年真题分析：分析： 存储器总地址位数：存储器总地址位数：1313位，位，A0A0A12A12 存储芯片地址位数：存储芯片地址位数：1111位，位，A0A0A10A10 A11 A11，A12A12产生片选信号，同一芯片内存储单元的产生片选信号，同一芯片内存储单元的地址地址A11A11，A12A12两位相同，两位相同，A0A0A10A10的范围从全的范围从全0 0到全到全1 1 0B1FH=0000 1011 0001 1111B 0B1FH=0000 1011 0001 1111B A11,A12=10

36、, A11,A12=10,则芯片首地址为则芯片首地址为 0000 1000 0000 0000B0000 1000 0000 0000B，即为，即为0800H0800H 1616、下列有关、下列有关RAMRAM和和ROMROM的叙述中，正确的是（的叙述中，正确的是（ ）I I、 RAMRAM是易失性存储器，是易失性存储器，ROMROM是非易失性存储器是非易失性存储器IIII、RAMRAM和和ROMROM都是采用随机存取的方式进行信息访问都是采用随机存取的方式进行信息访问IIIIII、RAMRAM和和ROMROM都可用作都可用作CacheCacheIVIV、RAMRAM和和ROMROM都需要进行

37、刷新都需要进行刷新 A A：仅：仅I I和和II II B B：仅：仅IIII和和III III C C：仅：仅I,III,II，III III D D：仅：仅IIII，IIIIII，IVIV20102010年真题年真题分析：分析： ROMROM是只读存储器，因此是非易失性的，不需要刷新。是只读存储器，因此是非易失性的，不需要刷新。 CacheCache位于位于CPUCPU和主存之间，其保存当前正在使用的数和主存之间，其保存当前正在使用的数据块，不能用据块，不能用ROMROM实现。实现。 ROMROM通过地址线确定访问对象的地址，是采用随机存通过地址线确定访问对象的地址，是采用随机存取的方式访

38、问。取的方式访问。 1717、下列命令组合情况中，一次访存过程、下列命令组合情况中，一次访存过程中，不可能发生的是（中，不可能发生的是（ ） A A：TLBTLB未命中，未命中，CacheCache未命中，未命中，PagePage未命未命中中 B B：TLBTLB未命中，未命中，CacheCache命中，命中，PagePage命中命中 C C：TLBTLB命中，命中，CacheCache未命中，未命中，PagePage命中命中 D D：TLBTLB命中，命中，CacheCache命中，命中，PagePage未命中未命中20102010年真题年真题分析：分析： TLBTLB是页表缓冲器，也称为快

39、表技术，由相联存储是页表缓冲器，也称为快表技术，由相联存储器构成，里面存放的是页表中近期最常使用页的页表器构成，里面存放的是页表中近期最常使用页的页表信息，是页表内容的信息，是页表内容的一部分一部分。因此，。因此，TLBTLB命中，命中，PagePage一一定命中，但定命中，但PagePage命中，命中，TLBTLB不一定命中。不一定命中。 CacheCache是高速缓冲存储器，里面存放的是主存中近是高速缓冲存储器，里面存放的是主存中近期最常使用的数据块，是主存内容的期最常使用的数据块，是主存内容的一部分一部分，而主存，而主存中的内容在页表中一定存在。因此，中的内容在页表中一定存在。因此，Ca

40、cheCache命中，命中，PagePage一定命中，但一定命中，但PagePage命中，命中，CacheCache不一定命中。不一定命中。 TLBTLB和和CacheCache的命中没有一致关系。的命中没有一致关系。 44.44.（1212分）某计算机的主存地址空间为分）某计算机的主存地址空间为256MB256MB，按字节编址，指令按字节编址，指令CacheCache和数据和数据CacheCache分离分离, ,均有均有8 8个个CacheCache行，每个行，每个CacheCache行的大小为行的大小为64B64B，数据，数据CacheCache采用直接映射方式，现有两个功能相同的程采用直

41、接映射方式，现有两个功能相同的程序序A A和和B,B,其伪代码如下所示：其伪代码如下所示：20102010年真题年真题 假定假定intint 类型数据用类型数据用3232位补码表示，程序编位补码表示，程序编译时译时i,ji,j, sum , sum 均分配在寄存器中，数据均分配在寄存器中，数据a a按行优按行优先方式存放，其地址为先方式存放，其地址为320320（十进制数），请回答（十进制数），请回答下列问题，要求说明理由或给出计算过程。下列问题，要求说明理由或给出计算过程。 （1 1）若不考虑用于）若不考虑用于cachecache一致性维护和替换一致性维护和替换算法的控制位，则数据算法的控制

42、位，则数据CacheCache的总容量是多少？的总容量是多少？ （2 2）要组元素）要组元素a031a031和和a11a11各自所在各自所在的主存块对应的的主存块对应的CacheCache行号分别是多少（行号分别是多少（CacheCache行行号从号从0 0开始）？开始）？ （3 3）程序）程序A A和和B B的数据访问命中各是多少？那的数据访问命中各是多少？那个程序的执行时间更短？个程序的执行时间更短？分析：分析： 主存块数主存块数=256MB/64B=4M =256MB/64B=4M Cache Cache共共8 8行，每行对应主存块数行，每行对应主存块数=4M/8=512K=4M/8=5

43、12K 主存地址格式如下：主存地址格式如下：标记标记1919位位行号行号3 3位位块内地址块内地址6 6位位1.1.每行每行CacheCache的数据位数的数据位数=64=64* *8=5128=512位位 每行需有一个行标记（每行需有一个行标记（1919位，说明该行存放的是位，说明该行存放的是主存中的哪一块）和一个有效位（主存中的哪一块）和一个有效位（1 1位，说明该行位，说明该行内容是否是从主存中的装入的有效块）内容是否是从主存中的装入的有效块） CacheCache总位数总位数= =（512+19+1512+19+1）* *8=42568=4256位位2.2.数组数组a a起始地址为起始

44、地址为320320，按行优先存放，则，按行优先存放，则 aijaij=320+i=320+i* *256256* *4+j4+j* *4 4 a031 a031地址为地址为1BCH(OO01BCH(OO0110110111100B)111100B)，对应第，对应第6 6行；行； a11a11地址为地址为544H(010544H(010101101000100B)000100B)，对应第，对应第5 5行。行。3. Cache3. Cache每行每行64B64B，可存放，可存放1616个数据元素。数组个数据元素。数组a a按行优按行优先方式存放，每次从主存装入先方式存放，每次从主存装入CacheC

45、ache时都是把同一个时都是把同一个相邻的相邻的1616个元素装入。个元素装入。 对程序对程序a a来说，要连续访问同一行的相邻元素，即来说，要连续访问同一行的相邻元素，即每每1616个元素中，个元素中，1 1次装入，次装入，1515次命中。次命中。 命中率命中率=15/16=93.75%=15/16=93.75% 对程序对程序b b来说，要连续访问不同行的元素，每次都来说，要连续访问不同行的元素，每次都需重新装入。需重新装入。 命中率命中率=0=0 14. 14. 下列各类存储器中，不采用随机存取下列各类存储器中，不采用随机存取方式的是（方式的是（ ）。）。 A.EPROM A.EPROM

46、B.CDROM B.CDROM C.DRAM C.DRAM D.SRAM D.SRAM20112011年真题年真题分析：分析： ROMROM和和RAMRAM都是随机存储的。而都是随机存储的。而EPROMEPROM属于属于ROMROM；SRAMSRAM和和DRAMDRAM属于属于RAMRAM，故都是采用随机存取方式。，故都是采用随机存取方式。 而而CDROMCDROM属于光盘，为非随机存储。属于光盘，为非随机存储。 15. 15. 某计算机存储器按字节编址，主存地某计算机存储器按字节编址，主存地址空间大小为址空间大小为64MB64MB，现用，现用4Mx84Mx8位的位的RAMRAM芯片芯片组成组

47、成32MB32MB的主存储器，则存储器地址寄存的主存储器，则存储器地址寄存器器MARMAR的位数至少是（的位数至少是（ ）。）。 A.22 A.22 位位 B.23 B.23 位位 C.25 C.25 位位 D.26 D.26 位位20112011年真题年真题分析：分析： 主存地址空间主存地址空间64MB64MB，地址位数为，地址位数为2626位。则位。则MARMAR的位的位数应为数应为2626位。位。 44. 44. 某计算机存储器按字节编址，虚拟（逻辑）某计算机存储器按字节编址，虚拟（逻辑）地址空间大小为地址空间大小为16MB16MB，主存（物理）地址空间大，主存（物理）地址空间大小为小为

48、1MB1MB，页面大小为，页面大小为4KB4KB；CacheCache采用直接映射采用直接映射方式，共方式，共8 8行；主存与行；主存与CacheCache之间交换的块大小为之间交换的块大小为32B32B。系统运行到某一时刻时，页表的部分内容。系统运行到某一时刻时，页表的部分内容和和Cache Cache 的部分内容分别如题的部分内容分别如题44-a44-a图，题图，题44-b44-b图图所示，图中页框号及标记字段的内容为十六进制所示，图中页框号及标记字段的内容为十六进制形式。形式。 20112011年真题年真题请回答下列问题：请回答下列问题： （1 1）虚拟地址共有几位，哪几位表示虚页号？物

49、）虚拟地址共有几位，哪几位表示虚页号？物理地址共有几位？哪几位表示页框号理地址共有几位？哪几位表示页框号( (物理页号物理页号) )？ （2 2）使用物理地址访问）使用物理地址访问CacheCache时，物理地址应划时，物理地址应划分成哪几个字段？要求说明每个字段的位数及在物分成哪几个字段？要求说明每个字段的位数及在物理地址中的位置。理地址中的位置。 （3 3）虚拟地址）虚拟地址001C60H001C60H所在的页面是否在主存中？所在的页面是否在主存中？若在主存中，则该虚拟地址对应的物理地址是什么？若在主存中，则该虚拟地址对应的物理地址是什么？访问该地址时是否访问该地址时是否CacheCach

50、e命中？要求说明理由。命中？要求说明理由。 （4 4）假定为该机配置一个）假定为该机配置一个4 4路组相联的路组相联的TLBTLB，该，该TLBTLB共可存放共可存放8 8个页表项，若其当前内容（十六进制）个页表项，若其当前内容（十六进制）如题如题44-c44-c图所示，则此时虚拟地址图所示，则此时虚拟地址024BACH024BACH所在的所在的页面是否在主存中？要求说明理由。页面是否在主存中？要求说明理由。分析：分析：（1 1）页面大小为）页面大小为4KB4KB，则页内地址，则页内地址1212位。位。 虚拟地址空间大小为虚拟地址空间大小为16MB16MB，则虚拟地址为，则虚拟地址为2424位

51、。位。高高1212位表示虚页号。位表示虚页号。 主存地址空间大小为主存地址空间大小为1MB1MB，则物理地址为，则物理地址为2020位。位。高高8 8位表示页框号。位表示页框号。（2 2）物理地址共）物理地址共2020位。块大小为位。块大小为32B32B，则块内地址，则块内地址5 5位，位，CacheCache采用直接映射方式，共采用直接映射方式，共8 8行，则行号行，则行号3 3位，位，其余为主存块标记，其余为主存块标记，1212位。即：位。即：标记标记1212位位行号行号3 3位位块内地址块内地址5 5位位（3 3）虚拟地址）虚拟地址001C60H001C60H的虚页号为的虚页号为001H

52、001H，该页在页，该页在页表中有效位为表中有效位为1 1，即在主存中，且主存中的页框号，即在主存中，且主存中的页框号为为04H04H，即物理地址为，即物理地址为04C60H04C60H。 该地址变为二进制为该地址变为二进制为 0000 0100 11000000 0100 1100 0110110 00000 0000 即行号为即行号为3 3，主存块标记为，主存块标记为04CH04CH。而。而CacheCache中第中第三行虽然有效位为三行虽然有效位为1 1，但标记为，但标记为105H105H，因此不命中。，因此不命中。（4 4）TLBTLB为为4 4路组相联，共可存放路组相联，共可存放8

53、8个页表项，即分个页表项，即分为两组。虚页号为为两组。虚页号为1212位，最低位为组号，高位，最低位为组号，高1111位为位为标记。标记。 虚拟地址虚拟地址024BACH024BACH的虚页号为的虚页号为024H024H，其中组号，其中组号为为0 0，标记为，标记为012H012H。在。在TLBTLB的第的第0 0组的最后一项标记组的最后一项标记为为012H012H，有效位为，有效位为1 1，说明该地址所在页面在主存，说明该地址所在页面在主存中。中。20122012年真题年真题 15.15.某计算机存储器按字节编址，采用小端方式存放数某计算机存储器按字节编址，采用小端方式存放数据。假定编译器规

54、定据。假定编译器规定intint型和型和shortshort型长度分别为型长度分别为3232位和位和1616位，并且数据按边界对齐存储。某位，并且数据按边界对齐存储。某C C语言程序段如下：语言程序段如下： structstruct intint a a；char bchar b；short cshort c； recordrecord； record.arecord.a=273=273； 若若recordrecord变量的首地址为变量的首地址为0Xc0080Xc008，则低至，则低至0Xc0080Xc008中的内中的内容及容及record.crecord.c的地址是（的地址是（ ） A A0

55、 x000 x00、0 xC00D 0 xC00D B B0 x000 x00、0 xC00E 0 xC00E C C0 x110 x11、0 xC00D 0 xC00D D D0 x110 x11、0 xC00E 0 xC00E 分析：分析： 小端方式存放数据，即低字节在低地址。小端方式存放数据，即低字节在低地址。 record.arecord.a=273=0111H=273=0111H 数据按边界对齐存储，即一个数据不能分别存放数据按边界对齐存储，即一个数据不能分别存放在两个字或半字中。在两个字或半字中。数据存放顺序为：数据存放顺序为： 地址地址 数据数据 0XC008 11H ;a0XC

56、008 11H ;a 0XC009 01H 0XC009 01H 0XC00A 00H 0XC00A 00H 0XC00B 00H 0XC00B 00H 0XC00C ;b 0XC00C ;b 0XC00D ; 0XC00D ;空闲空闲 0XC00E ;c0XC00E ;c 0XC00F 0XC00F20122012年真题年真题 16.16.下列关于闪存（下列关于闪存（Flash MemoryFlash Memory）的叙述中，错）的叙述中，错误的是（误的是（ ） A A信息可读可写，并且读、写速度一样快信息可读可写，并且读、写速度一样快 B B存储元由存储元由MOSMOS管组成，是一种半导体

57、存储器管组成，是一种半导体存储器 C C掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器器 D D采用随机访问方式，可替代计算机外部存储采用随机访问方式，可替代计算机外部存储器器 分析：分析： 闪存的写操作需先擦除再编程，写入时间闪存的写操作需先擦除再编程，写入时间比读出时间长。比读出时间长。20122012年真题年真题 17.17.假设某计算机按字编址，假设某计算机按字编址，CacheCache有有4 4个行，个行，CacheCache和主存之间交换的块为存储和主存之间交换的块为存储？字。若字。若CacheCache的内容初始为空，采用的内容初始为空，采用2 2路相

58、联映射方式和路相联映射方式和LRULRU替替换策略。访问的主存地址依次为换策略。访问的主存地址依次为0 0，4 4，8 8，2 2，0 0，6 6，8 8，6 6，4 4，8 8时，全中时，全中CacheCache的次数是（的次数是（ ） A A1 1 B B2 2 C C3 3 D D4 4 分析：分析： 把把X X和和Y Y转换为二进制转换为二进制 X=00.11101X=00.111012 20011100111，Y=00.10100Y=00.101002 20010100101即即 X=00111 0011101X=00111 0011101， Y=00101 0010100Y=001

59、01 00101001.1.对阶：对阶：Y=00111 0000101Y=00111 00001012.2.求和：求和：X+Y=00111 0100010X+Y=00111 01000103.3.规格化：规格化：X+Y=01000 0010001X+Y=01000 00100014.4.阶码符号位为阶码符号位为0101，溢出，溢出第四章第四章 指令系统指令系统20092009年真题年真题 16. 16.某机器字长某机器字长1616位，主存按字节编址，转移指位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移

60、量字段。假定操作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节取指令时，每取一个字节PCPC自动加自动加1 1。若某转移。若某转移指令所在主存地址为指令所在主存地址为2000H2000H，相对位移量字段的，相对位移量字段的内容为内容为06H06H，则该转移指令成功转以后的目标地，则该转移指令成功转以后的目标地址是（址是（ ） A.2006H A.2006H B.2007H B.2007H C.2008H C.2008H D.2009H D.2009H 分析：分析： 相对转移目标地址相对转移目标地址= =当前当前PCPC值值+ +位移量位移量 = =转移指令地址转移指令地址+2+2