2021年海南师范大学软件工程专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2021年海南师范大学软件工程专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、某SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最小数目应该是（）。A.23B.25C.50D.192、某C语言程序段如下：for（i=0；i<9；i++）{temp=1；for（j=0；j<=i；j++）temp+=a[J]；sum+=temp；}下列关于数组a的访问局部性的描述中，正确的是（）。A.时间局部性和空间局部性皆有B.无时间局部性，有空间局部性C.有时间局部性，无空间局部性D.时间局部性和空间局部性皆无3、在浮点机中，判断原码规格化的形式的原则是（）。A.尾数的符号位与第一数位不同B.尾数的第一数位为1，数符任意C.尾数的符号位与第一位相同D.阶符与数符不同4、下列编码中，能检测出所有长度小于或等于校验位（检测位）长度的突发错的校验码是（）。A.循环冗余校验码B.海明码C.奇校验码D.偶校验码5、假设机器字长为8位（含两位符号位），若机器数DA日为补码，则算术左移一位和算术右移一位分别得（）。A.B4HEDHB.F4H6DHC.B5HEDHD.B4H6DH6、总线的数据传输速率可按公式Q=Wf/N计算，其中Q为总线数据传输速率，W为总线数据宽度（总线位宽/8），f为总线时钟频率，N为完成一次数据传送所需的总线时钟周期个数。若总线位宽为16位，总线时钟频率为8MHz，完成一次数据传送需2个总线时钟周期，则总线数据传输速率Q为（）。A.16Mbit/sB.8Mbit/sC.16MB/sD.8MB/s7、在下列各种情况中，最应采用异步传输方式的是（）.A.I/O接口与打印机交换信息B.CPU与主存交换信息C.CPU和PCI总线交换信息D.由统一时序信号控制方式下的设备8、只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为（）。A.目标程序B.编译程序C.解释程序D.汇编程序9、假定机器M的时钟频率为200MHz，程序P在机器M上的执行时间为12s。对P优化时，将其所有乘4指令都换成了一条左移两位的指令，得到优化后的程序P。若在M上乘法指令的CPl为102，左移指令的CPl为z，P的执行时间是P”执行时间的1.2倍，则P中的乘法指令条数为（）。A.200万B.400万C.800万D.1600万10、关于通用寄存器，下列说法正确的是（）。A.可存放指令的寄存器B.可存放程序状态字的寄存器C.本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器D.可存放运算结果的寄存器11、下列关于指令流水线数据通路的叙述中，正确的是（）。A.包含生成控制信号的控制部件B.包含算术逻辑运算部件ALUC.包含通用寄存器组和取指部件D.由组合逻辑电路和时序逻辑电路组合而成12、某指令系统有200条指令，对操作码采用固定长度二进制编码时，最少需要用（）A.4B.8C.16D.3213、假设寄存器R中的数值为200，主存地址为200和300的地址单元中存放的内容分别是300和400，则（）访问到的操作数为200。I.直接寻址200Ⅱ.寄存器间接寻址（R）Ⅲ.存储器间接寻址（200）Ⅳ.寄存器寻址RA.I、IⅣB.Ⅱ、ⅢC.Ⅲ、IVD.只有Ⅳ14、设一个磁盘盘面共有200个磁道，盘面总存储容量60MB，磁盘旋转一周的时问为25ms，每个磁道有8个扇区，各扇区之间有一间隙，磁头通过每个间除需1.25ms。则磁盘通道所需最大传输率是（）。A.10MB/sB.60MB/sC.83.3MB/sD.20MB/s15、中断服务程序的最后一条指令是（）。A.转移指令B.出栈指令C.中断返回指令D.开中断指令二、填空题16、RISC机器一定是_______CPU，但后者不一定是RISC机器，奔腾机属于_______机器17、计算机软件一般分为两大类：一类叫______,另一类叫______操作系统属于_______类。18、汉字的_______、_______、_______是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。19、中断处理过程可以嵌套进行，_________的设备可以中断_________的中断服务程序。20、形成指令寻址的方式，称为指令寻址方式，有顺序寻址和_______寻址两种，使用_______来跟踪。21、在计算机术语中，将______和______和在一起称为CPU，而将CPU和______合在一起称为主机。22、为了解决多个_______同时竞争总线_______，必须具有_______部件。23、虚拟存储器指的是________层次，它给用户提供了一个比实际________空间大的多________空间。24、存储________并按________顺序执行，这是冯诺依曼型计算机的工作原理。25、堆栈是一种特殊的数据寻址方式，它采用________原理。按结构不同，分为________堆栈和________堆栈。三、名词解释题26、软件：27、温彻斯特技术：28、指令编码：29、控制存储器的容量四、简答题30、什么是并行处理？31、计算机指令中一般包含哪些字段？各有什么作用？32、写出浮点数补码规格化形式。当尾数出现什么形式时需要规格化？如何规格化？33、何谓CRT的显示分辨率、灰度级？五、计算题34、一个16K×16位的存储器，有lK×4位的DRAM芯片，内部结构由64×64构成，试问：1）采用异步刷新方式，如果最大刷新间隔为2ms，则相邻两行之间的刷新间隔是多少？2）如果采用集中刷新方式，则存储器刷新一遍最少用多少个存储周期？设存储器的存储周期为0.5us，“死区”占多少时间？“死时间率”为多少（刷新周期为2ms）？35、设有一个1MB容量的存储器，字长为32位，问：1）若按字节编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？2）若按半字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？3）若按字编址，地址寄存器、数据寄存器各为儿位？编址范围为多大？36、某32位计算机，CPU主频为800MHz，Cache命中时的CPI为4，Cache块大小为32B；主存采用8体交叉存储方式，每个体的存储字长为32位、存储周期为40ns；存储器总线宽度为32位，总线时钟频率为200MHz，支持突发传送总线事务。每次读突发传送总线事务的过程包括送首地址和命令、存储器准备数据和传送数据。每次突发传送32B，传送地址或32位数据均需一个总线时钟周期。请回答下列问题，要求给出理由或计算过程。1）CPU和总线的时钟周期各为多少？总线的带宽（即最大数据传输率）为多少？2）Cache缺失时，需要用几个读突发传送总线事务来完成一个主存块的读取？3）存储器总线完成一次读突发传送总线事务所需的时间是多少？4）若程序BP执行过程中，共执行了100条指令，平均每条指令需进行1.2次访存，Cache缺失率为5%，不考虑替换等开销，则BP的CPU执行时间是多少？六、综合题37、在信号处理和科学的应用中，转置矩阵的行和列是一个很重要的问题。从局部性的角度来看，它也很有趣，因为它的引用模式既是以行为主的，也是以列为主的，例如，考虑下面的转置函数：1.Tpedefintarraya[2][2]；2.3.voidtransposel（arraydst，arraysrc）4.{5.inti，j；6.for（i=0；i<2；1++）{7.for（j=0；j<2；j++）{8.dst[j][i]=src[i][j]；9.}10.}11.}假设在一台具有如下属性的机器上运行这段代码：sizeof（int）==4。src数组从地址0开始，dst数组从地址16开始（十进制）。只有一个L1数据高速缓存，它是直接映射的、直写、写分配，块大小为8个字节。这个高速缓存总的大小为16个数据字节，一开始是空的。对src和dst数组的访问分别是读和写不命中的唯一来源。问题如下：1）对每个row和col，指明对src[row][col]和dstfrow][col]的访问是命中（h）还是不命中（m），例如，读src[0][0]会不命中，写dst[0][0]也不命中，并将结果填至下列表格中。2）对于一个大小为32数据字节的高速缓存，指明src和dst的访问命中情况，并将结果填至下列表格中。38、设某机有4个中断源A、B、C、D.其硬件排队优先顺序为A>B>C>D，现要求将中断处理顺序改为D>A>C>B。1）写出每个中断源对应的屏蔽字。2）按图所示的时间轴给出的4个中断源的请求时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设每个中断源的中断服务程序时间均为20s。39、在按字节编址的计算机M上，fl的部分源程序（阴影部分）与对应的机器级代码（包括指令的虚拟地址）如下：其中，机器级代码包括行号、虚拟地址、机器指令和汇编指令。请回答下列问题（1）计算机M是RISC还是CISC，为什么？（2）fl的机器指令代码共占多少字节，要求给出计算过程。（3）第20条指令cmp通过i减n-1实现对i和n-l的比较。执行fl（0）过程中，当i=0时，cmp指令执行后，进/借位标志CF的内容是什么？要求给出计算过程。（4）第23条指令shl通过左移操作实现了power*2运算，在f2中能否也用shl指令实现power*2运算？为什么？

参考答案一、选择题1、D2、A3、B4、A5、A6、D、7、A8、C9、B10、D11、A12、B13、D14、D15、C二、填空题16、流水CISC17、系统软件应用软件系统软件18、输入编码（或输入码）内码（或机内码）字模码19、优先级高优先级低20、跳跃程序计数器21、运算器控制器存储器22、主设备控制权总线仲裁23、主存--外存主存虚拟地址24、程序地址25、先进后出寄存器存储器三、名词解释题26、软件：由程序构成的系统，分为系统软件和应用软件。27、温彻斯特技术：硬盘中采用的一种技术，将磁头、盘片和音圈电机组合在一个密封的盒内，避免产生磁头与介质的磨损，并且采用接触式启停。28、指令编码：将指令分成操作码和操作数地址码的几个字段来编码.29、控制存储器的容量取决于指令的数量，每条指令的微程序长度和微指令代码的利用率。四、简答题30、答：广义地讲，并行性有两种含义：一是同时性，指两个或多个事件在同一时刻发生；二是并发性，指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。计算机的并行处理技术可贯穿于信息加工的各个步骤和阶段，概括起来，主要有三种形式：（1）时间并行：指时间重叠，在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。（2）空间并行：指资源重复，在并行性概念中引入空间因素，以“数量取胜”为原则来大幅度提高计算机的处理速度。（3）时间并行+空间并行：指时间重叠和资源重复的综合应用，既采用时间并行性又采用空间并行性31、答：包含地址码和操作吗；操作码表示操作的类型；地址码一半表示操作数和操作结果的存储位置；32、解析：设浮点数尾数采用双符号位，当尾数呈现00.1×××…×或者11.0×××…×时，即为补码规格化形式。当尾数出现01.×××…×或10.××x…×时，需要右规一次，即尾数右移一位，阶码加1。当尾数出现00.0×××…×或11.1××x…x时，需要左规N次（N不定），尾数每左移一位，阶码减1，直到尾数呈现规格化形式为止。33、答：分辨率是指显示器所能表示的像素个数。像素越密，分辨率越高，图像越清晰。分辨率取决于显像管荧光粉的粒度、荧光屏的尺寸和CRT电子束的聚焦能力。同时刷新存储器要有与显示像素数相对应的存储空间，用来存储每个像素的信息。灰度级是指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别，在彩色显示器中则表现为颜色的不同。灰度级越多，图像层次越清楚逼真。五、计算题34、解析：不论采用何种刷新方式，刷新都是从单个芯片的存储容量着手。1）采用异步刷新方式，在2ms时间内把芯片的64行刷新一遍，相邻两行之间的刷新间隔=2ms/64=31.25μs，可取的刷新间隔为31μs。2）如果采用集中刷新方式，则存储器刷新一遍最少用64个存储周期，因为存储器的存储周期为0.5μs，则“死区”=0.5μs×64=32μs，“死时间率”=32μs/2000μs×100%=l.6%。35、解析：字长为32位，若按半字编址，则每个存储单元存放16位；若按字编址，则每个存储单元存放32位。1）若按字节编址，1MB=220×8bit，地址寄存器为20位，数据寄存器为8位，编址范围为00000H~FFFFFH。2）若按半字编址，1MB=20×8bit=219×16bit，地址寄存器为19位，数据寄存器为16位，编址范围为00000H~7FFFFH。3）若按字编址，1MB=20×8bit=218×32bit，地址寄存器为18位，数据寄存器为32位，编址范围为00000H~3FFFFH。归纳总结：主存容量确定后，编址单位越大，对应的存储单元数量就越少。因此，随着编址单位的变大，地址寄存器的位数减少，数据寄存器的位数增加。其实这个可以这么来理解，医院需要放置1000个床位，每个房间放的床位多了，需要的房间自然就少了。36、解析：1）CPU的时钟周期为1/800MHz=1.25ns。总线的时钟周期为1/200MHz=5ns。总线带宽为4B×200MHz=800MB/s或4B/5ns=800MB/s。2）因为每次读突发传送32B，而Cache块大小恰好是32B，所以只需要1个读突发传送总线事务来完成一个主存块的读取。3）一次读突发传送总线事务包括一次地址传送和32B数据传送：用1个总线时钟周期传输地址，即5ns；首先，根据低位交叉存储器的工作原理，数据全部读出需要40ns+（8-1）×5ns=75ns。但是，在第40ns时，数据的读取与传输是可以重叠的，所以只需要加上最后一个体读出的数据的传输时间即可，即5ns。故读突发传送总线事物时间为5ns+75ns+5ns=85ns。4）BP的CPU执行时间包括Cache命中时的指令执行时间和Cache缺失时带来的额外开销。命中时的指令执行时间：100×4×l.25ns=500ns。指令执行过程中Cache缺失时的额外开销：1.2×100×5%×85ns=510ns。可得，BP的CPU执行时间：500ns+510ns=1010ns。六、综合题37、解析：1）解决这个问题的关键是想象出如图所示的关系图。注意：每个高速缓存行只包含数组的一个行，高速缓存正好只够保存一个数组，而且对王所有isrc和dst的行i都映射到同一个高速缓存行（0%2=0，1%2=1，2%2=0，3%2=1）。因为高速缓存不够太，不足以容纳这两个数组，所以对一个数组的引用总是驱逐出另一个数组的有用的行。具体过程如下：dst[j][i]=src[i][j]语包先访问src[i][i]再将其存储到dst[j][i]说明如下：①访问src[0][0]，不命中，将src[0]调入高速缓存的L