17-18学年计组期末考试

1、院、系领导A卷审批并签名广州大学2017-20182017-2018学年第二学期考试卷答案课程计算机组成与系统结构考试形式（闭卷，考试）学院系专业班级学号姓名题次一二三四五六七八九十总分评卷人分数20302426100评分警示：广州大学授予学士学位工作细则第五条：“考试作弊而被给予记过、留校察看或开除学籍处分并且被取消相应课程本次考试成绩的，不授予学士学位。”选择题（每题2分，共20分。答案必须填入下表，否则无效）题号12345678910答案ABBBABBAAA1、计算机硬件能够直接执行的是（A）。I.机器语言程序n.汇编语言程序田.硬件描述语言程序A.仅IB.仅I、nC.仅I、mD.I、H

2、、m2、由3个“1”和5个“0”组成的8位二进制补码，能表示的最小整数是（B）A-126B.-125C.-32D,-33、下列存储器中，在工作期间需要周期性刷新的是（B）A.SRAMB.SDRAMC.ROMD.FLASH4、若磁盘转速为7200转/分，平均寻道时间为8ms,每个磁道包含1000个扇区，则访问一个扇区的平均存取时间大约是（B）计算机组成与系统结构 48 学时 A 卷共 6 页/第 1 页5、下列关于闪存（FlashMemory）的叙述中，错误的是（A）A.信息可读可写，并且读、写速度一样快B.存储单元由MOS管组成，是一种半导体存储器C.掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器D.

3、采用随机访问方式，可替代计算机外部存储器6、响应外部中断的过程中，中断隐指令完成的操作除保护断点外，还包括（B）I.关中断II.保存通用寄存器的内容III.形成中断服务程序入口地址并送PCA,仅I、IIB,仅kIIIC,仅II、IIID.I、II、III7、 若x=103,y=-25,则下列表达式采用8位定点补码运算实现时会发生溢出的是 （B） 。A.x+yB.x-yC.-x+yD.-x-y8、某容量为256M的存储器由若干4M*8位的DRAM芯片组成，该DRAM芯片的地址引脚、数据引脚的总数是（A）A.19B.22C.30D.369、采用指令Cache和数据Cache分离的主要目的是（A）。

4、A.减少指令流水线资源冲突B.提高Cache的命中率C.降低CPU平均访存时间D.降低Cache的缺失损失10、一次总线事务中，主设备只需给出一个首地址，从设备就能从首地址开始的若干连续单元读出或写入多个数据。这种总线事务方式称为（A）A.突发传输B.串行传输C.并行传输D.同步传输得分：二、名词解释（每题5分，共30分）A. 8.1msB. 12.2msC. 16.3msD. 20.5ms得分:简答题（每题6分，共24分）1、1、磁盘冗余阵列（RAID）答：将多个独立操作的磁盘按某种方式组织成磁盘阵列，以增加容量，利用类似于主存中的多体交叉技术， 将数据存储在多个盘上， 能过使这些盘并行工作

5、来提高数据传输速度，并用冗余磁盘技术提高系统可靠性。2、快表（TLB）答：全称为Translation-LookasideBuffer。用一个特殊Cache来跟踪记录最近用过的页表表项。页表表项主要用于地址转换，因为在TLB中查找页表项速度很快，所以TLB也被称为快表。TLB通常很小，一般用全相联方式或组相联方3、指令周期答： 从取出一条指令执行到取出下一条指令执行的间隔时间。 即一条指令从存储器读出到执行完成所用的全部时间，包括取指令、指令译码、计算机操作数地址、取操作数、运算、存结果、中断检测等。4、程序状态字（PSW）答： 表示程序运行状态的一个二进制位序列。 一般包含反映指令执行结果的

6、标志信息（如进位标志、溢出标志、符号标志等）和设定的一些状态信息（如中断允许/禁止标志、管理程序/用户程序状态等）.5、对阶答：浮点数加减运算时，在尾数相加减前所进行的操作称为对阶。对阶时，需要比较两个阶的大小。阶小的那个数的尾数右移，阶码增加。右移一次阶码加1,直到两数的阶码相等为止。6、CPI答：全称为CyclesPerInstruction,每条指令平均时钟周期数，是衡量CPU性能的一种基本参数。为32字节，按字节编址。主存号129号单元所在主存块应装入到cache的组号是多少？给出分析过程。（Cache起始行为第0行，答案用十进制表示）解法1:每字块有32个字节，故块内地址为5位；Ca

7、che有16块，采用2路组相连映射方式，共8组，组号3位，其余高位为标记。129号的二进制表示为：10000001标记组号块内地址010000001组号为100,即第4组。解法2:129号单元所在的块号为：129/32=4。Cache的组数为16/2=8组第4块所在的组号为：4mod8=4。即在第4组中。2、 某16位机的指令格式和寻址方式如下所示， 设该机有8个16位通用寄存器， 加法指令ADD的操作码为234H。写出以下指令语句的机器码（要求用十六进制表小）：ADDR7,R51587430OP|D（目标寄存器）|S（源寄存器）|ADDD,S答：ADD机器码：1000110100R7机器码：

8、111R5机器码：101指令语句机器码：1000110100111101,用16进制表示为8D3DH3、写出I/O设备与主机进行数据交换的三种基本方式。每种方式下，数据是否直接和CPU交换？答：I/O设备与主机进行数据交换有三种基本方式：程序查询方式，中断方式，DMA方式。其中,程序查询方式和中断方式外设的数据都是直接和CPU交换，DMA方式下外设的数据和主存进行直接传送。4、RISC和CISC有何不同？分别举出一个采用RISC、CISC的典型架构。答：RISC是精简指令集计算机，CISC复杂指令集计算机。RISC和CISC相比，指令数、指令格式、寻址方式少，通用寄存器多，采用组合逻辑，采用优

9、化的编译技术，便于实现指令流水。RISC便于设计，成本较低，可靠性较高。例如X86架构采用CISC,ARM和MIPS都采用RISC。得分：四、分析题(每题13分，共26分)1、下图是一个简化的CPU与主存连接结构示意图。各部件及其之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。其中有四个寄存器：主存地址寄存器MAR、主存数据寄存器MDR、程序计数器PC、指令寄存器IR。图中的&b、c、d各是其中之一。要求：(1)写出图中a、b、c、d四个寄存器的名称。(4分)(2)简述图中取指令(从主存取到控制器)的过程。(4分)(3)说明数据从主存取出、运算、写回主存所经过的数据通路(假设数据地址已在MAR中

10、)。(5分)答：(1)a：MDR,b:IR,c：MAR,d:PC(2)取指令的数据通路为：PC-MARM(MAR)一MDRIR一控制器(3)数据从主存取出、运算、写回主存所经过的数据通路为:MARfMM(MAR)-MDRALUALUHACACMDRM(MAR)2、（13分）某机字长32位，控制器采用微程序控制方式，微指令字长32位,采用水平型直接控制与字段编码控制相结合的微指令格式，共有微命令35个,其中4个微命令采用直接控制方式，31个微命令采用字段编码控制方式，共构成4个相斥类（各包含5个、16个、3个、7个微命令）。可测试的外部条件有1个。（1）设计该微指令的具体格式；（7分）（2）能访问多大的微程序空间？（2分）（3）简述微程序控制器和硬布线控制器的不同。（4分）答：（1）微命令各字段要：4、3、5、2、3位，共17位外部条件需要1位地址32-17-1=14位。微指令格式如下：直接控制的4个微命令5个微命令16个微命令3个微命令7个微命令外部条件下址字段43523114（2）下址字段有14位，控制存储器容量为214=16K个单元，容量为16K*32b（3）微程序控制器的控制功能是在存放微程序存储器和存放当前正在执行的微指令的寄存器