2022年南阳师范学院软件工程专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

B(有答案)1、主存与Cache间采用全相联映射方式，Cache容量4MB,分为4块，每块IMB,主存容量256MB。若主存读/写时间为30ms,Cache的读/写时间为3ns,平均读/写时间2、某计算机的存储系统由Cache一主存系统构成，Cache的存取周期为10ms,主存的存取周期为50ms。在CPU执行一段程序时，Cache完成存取的次数为4800次，主存完成的存取次数为200次，该Cache一主存系统的效率是()。【注：计算机存取时，同时访问Cache和主存，Cache访问命中，则主存访问失效；Cache访问未命中，则等待主存访问】3、假设基准程序A在某计算机上的运行时间为100s,其中90s为CPU时间，其余为/0时间。若CPU速度提高50%,V/O速度不变，则运行基准程序A所耗费的时间是()。4、计算机()负责指令译码。A.算术逻辑单元B.控制单元(或者操作码译码器)C.存储器电路D.输入/输出译码电路5、下列描述中，正确的是()。A.控制器能理解、解释并执行所有指令以及存储结果B.所有数据运算都在CPU的控制器中完成C.ALU可存放运算结果D.输入、输出装置以及外界的辅助存储器称为外部设备6、关于同步控制说法正确的是()。A.采用握手信号B.由统一时序电路控制的方式C.允许速度差别较大的设备一起接入工作7、下列关于总线仲裁方式的说法中，正确的有()。I独立请求方式响应时间最快，是以增加处理器开销和增加控制线数为代价的Ⅱ计数器定时查询方式下，有，根总线请求(BR)线和一根设备地址线，若每次计数都从0开始，则设备号小的优先级高Ⅲ.链式查询方式对电路故障最敏感IV.分布式仲裁控制逻辑分散在总线各部件中，不需要中央仲裁器8、下列说法中正确的是()。A.采用微程序控制器是为了提高速度B.控制存储器采用高速RAM电路组成C.微指令计数器决定指令的执行顺序D.一条微指令放在控制存储器的一个单元中9、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10、下列有关I/O接口的叙述中，错误的是()。11、流水线中有3类数据相关冲突：写后读相关、读后写相关、写后写相关。那么下列3组指令中存在读后写相关的是()。D.以上都不是12、假设编译器规定int和shot类型长度分别为32位和16位，若有下列C语言语句：unsignedinty=x;得到y的机器数为()13、假设有7位信息码010101,则低位增设偶校验位后的代码和低位增设奇校验位后的代码分别为()。14、直接寻址的无条件转移指令的功能是将指令中的地址码送入()。A.程序计数器(PC)B.累加器(ACC)C.指令寄存器(IR)D.地址寄存器(MAR)15、某计算机主存空间为4GB,字长为32位，按字节编址，采用32位定长指令字格式。若指令按字边界对齐存放，则程序计数器(PC)和指令寄存器(IR)的位数至少分别是16、寻址方式按操作数的物理位置不同，多使用型和型，前者比后者执行速度快。17、RISC的中文含义是,CISC的中文含义是。18、存储器的技术指标有存储容量、存取时间、和、19、多媒体CPU是带有技术的处理器，它是一种多媒体扩展结构技术，特别适合21、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。22、不同的CRT显示标准所支持的最大和数目是不同的。23、一个定点数由和两部分组成。24、·计算机硬件包括、、适配器，输入/输出设备。25、计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用传送、 30、外围设备的I/0控制方式分哪几类?34、一台8位微机的地址总线为l6条，其RAM存储器容量为32KB,首地址为4000H,且地址是连续的，可用的最高地址是多少?35、设某机主存容量为16MB,Cache的容量为8KB,且按字节编址。每字块8个字，每字32位。设计一个4路组相联映射的Cache组织。2)设Cache初态为空，CPU依次从主存0,1,2,..,99号单元中读出100个字(主存一次读出一个字),并重复此次序10次，问命中率是多少?3)若Cache速度是主存速度的5倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍?4)系统的效率是多少?36、已知有效信息位为1100,试用生成多项式G(x)=101l将其编成CRC码。37、某16位计算机的主存按字节编码，存取单位为16位；采用16位定长指令字格式：CPU采用单总线结构，主要部分如下图所示。图中R0~R3为通用寄存器：T为 (right)3种操作，控制信号为SRop,SR的输出由信号SRout控制：ALU可实现直送A(mova)、A加B(add)、A减B(sub)、A与B(and)、A或B(or)、非A(not)、A加1(inc)7种操作，控制信号为ALUop。请回答下列问题。1)图中哪些寄存器是程序员可见的?为何要设置暂存器T?2)控制信号ALUop和SRop的位数至少各是多少?3)控制信号SRout所控制部件的名称或作用是什么?4)端点①~⑨中，哪些端点须连接到控制部件的输出端?5)为完善单总线数据通路，需要在端点①~⑨中相应的端点之间添加必要的连线。写出连线的起点和终点，以正确表示数据的流动方向。6)为什么二路选择器MUX的一个输入端是2?⑦4⑩T⑥主存总线38、一条双字长的取数指令(LDA)存于存储器的200和201单元，其中第一个字为操作码OP和寻址特征M,第二个字为形式地址A。假设PC当前值为200(还没有取该条双字长指令),变址寄存器IX的内容为100,基址寄存器的内容为200,内容表的各列分别为寻址方式，该寻址方式下的有效地址以及取数指令执行结束后累加器ACC的内容(ACC中存放的其实就是有效地址对应的操作数),试补全表。寻址方式累加器ACC的内容立即寻址直接寻址间接寻址相对寻址变址寻址基址寻址先变址后问址先间址后变址39、写出一个定点8位字长的二进制数在下列情况中所能表示的真值(数值)范围：1)不带符号数表示。2)原码表示。3)补码表示。4)反码表示。5)移码表示。参考答案一、选择题18、存储周期存储器带宽19、MMX图像数据21、输入编码(或输入码)内码(或机内码)字模码22、分辨率颜色23、符号位数值域24、运算器存储器控制器25、并行串行复用是将一些流水线寄存器插入到流水线段中，好比将流水线再分道，提高了原来流水线的速度，在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次。码元传输速率，每秒通过信道传输的码元数。(传的是信号)将高级语言程序转换成机器语言程序的计算机软件。29、立即数：在指令中直接给出的操作数设备的操作能够同步，而且硬件结构比较简单(2)程序中断方式：一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了CPU的时间，但硬件结构相对复杂一些。(3)直接内存访问(DMA)方式：数据传输速度很高，传输速率仅受内存访问时间的限制。需更多硬件，适用于内存和高速外设之间大批交换数据的场合。(4)通道方式：可以实现对外设的统一管理和外设与内存之间的数据传送，大大提高了CPU的工作效率。(5)外围处理机方式：通道方式的进一步发展，基本上独立于主机工作，结果更接近一(5)硬件识别中断源(移到中断服务子程序入口地，址)32、答：刷新：对DRAM定期进行的全部重写过程；刷新原因：因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三种：集中式、分散式、异步式。集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新，存在CPU访存死时间。分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间。异步式：是集中式和分散式的折衷。33、答：水平型微指令的特点是一次能定义并执行多个并行操作的微命令。从编码方式看，直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接和字段混合编码都属水平型微指令。其中直接编码速度最快，字段编码要经过译码，故速度受影响。34、解析：32KB存储空间共占用15条地址线，若32KB的存储地址起始单元为0000H,其范围应为0000H~7FFFH,但现在的首地址为4000H,即首地址后移了，因此最高地址也应该相应后移，故最高地址=4000H+7FFFH=BFFFH。归纳总结：32KB的存储空间是连续的，由于首地址发生变化，因此术地址也会跟着发生变化。1)主存地址字段如图所示。组号13位2)由于Cache初态为空，因此CPU读0号单元时不命中，必须访存，同时将该字所在的主存块调入Cache(调入内存一定是一整块调入，而一块包括8个单元),接着CPU读1~7号单元均命中。同理，CPU读8,16,..,96号单元均不命中。可见，CPU在连续读100个字中共有13次未命中，而后9次循环读100个字全部命中，命中率为3)设主存存储周期为5t,Cache的存储周期为t,没有Cache的访问时间是5t×1000,有Cache存储周期为t×(1000-13)+5t×13,则有Cache和无Cache相比，速度提高的倍数为4)系统的效率为1)程序员可见寄存器为通用寄存器(R0~R3)和PC.因为采用了单总线结构，因2)ALU共有7种操作，故其操作控制信号ALUop至少需要3位；移位寄存器有3种3)信号SRout所控制的部件是一个三态门，用于控制移位器与总线之间数据通路4)端口①、②、③、⑤、⑧须连接到控制部件输出端。5)连线1,⑥→⑨:连线2,①④。6)因为每条指令的长度为16位，按字节编址，所以每条指令占用2个内存单元，顺序执行时，下条指令地址为(PC)+2.MUX的一个输入端为2,可便于执行直接寻址：由于直接寻址的有效地址EA为形式地址本身，因此直接寻址的有效地址为300,根据题目给出的表格可知，地址为300对应的内容为400。间接寻址：间接寻址中根据形式地址寻找到的内容才是真正的有效地址，即根据存储器的内容300找到的400才是间接寻址的有效地址，故有效地址为400,地址为400对应的内容为700。相对寻址：相对寻址中形式地址加上PC的内容为有效地址，PC当前值为200,当取出一条指令后，变为202,故有效地址为202+300-502,地址为502对应的内容为900。变址寻址：变址寻址的有效地址为形式地址加上变址寄存器的内容，因此有效地址为100+300-400,地址为400对应的内容为700。基址寻址：基址寻址的有效地址为形式地址加上基址寄存器的内容，因此有效地址为200+300=500,地址为500对应的内容为600。先变址后间址：先变址，即先是形