2024年10月自考02318计算机组成原理试题及答案

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2024年10月高等教育自学考试全国统一命题考试

计算机组成原理试题答案及评分参考

（课程代码02318）

一、单项选择题：本大题共15小题，每小题1分，共15分。

1．B2．A3．D4．D5．A6．B7．C8．D9．B10．C

11．C12．C13．D14．A15．B

二、填空题：本大题共10空，每空1分，共10分。

16．应用程序员,系统程序员

17．进位记数制，定/浮点表示

18．陷阱，终止

19．直接映射，全相联映射

20．中断控制，DMA控制

三、简答题：本大题共5小题，每小题7分，共35分。

21．答：冯·诺依曼结构计算机的基本思想主要包括以下几个方面：

（1）采用“存储程序”工作方式；（2分）

（2）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成；（2分）

（3）存储器不仅能存放数据，而且也能存放指令；（2分）

（4）计算机内部以二进制形式表示指令和数据。（1分）

22．答：对浮点数尾数进行规格化，除了能得到尽量多的有效数位外，还可以使浮点数的表

示具有唯一性。（3分）两种规格化操作有：“左规”、“右规”。（4分）

23．答：转移指令和调用（转子）指令的区别在于执行调用（转子）指令时必须保存下条指

令的地址（即返回地址）；（3分）调用（转子）指令用于过程调用或函数调用，当被调用

过程执行结束时，根据返回地址返回到调用过程继续执行，（2分）而转移指令则不返回

执行，因而无需保存返回地址。（2分）

24．答：I/O接口的基本功能有：

（1）数据缓冲；（2分）（2）错误或状态检测；（2分）（3）控制或定时；（2分）

（4）数据格式转换。（1分）

25．答：

取指令：根据PC的值从存储器取出指令并更新。（2分）

指令译码：产生执行所需要的控制信号。（2分）

取操作数：读取存储器操作数或寄存器操作数。（1分）

执行：对操作数完成指定的操作。（1分）

写回：将操作结果写入存储器或寄存器。（1分）

四、计算题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。

26．解：

（1）将C0B00000（用十六进制数表示）的IEEE754单精度浮点数展开为32位二进制数：

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(C0B00000)16＝(11000000101100000000000000000000)2（2分）

（2）据IEEE754单精度浮点数格式可知：

符号s=1

尾数小数部分f=(0.011)2=(0.375)10

阶码e＝(10000001)2=(129)10（2分）

（3）所以，其值为：

se-1271129-127

（-1）1.f2=（-1）1.3752=-5.5（2分）

27.解：根据总线的总带宽计算公式：B=W×F/N

则本题所述总线的总带宽为：

B=10B×50MHz/1=500MB/s（3分）

改进后，总线的总带宽为：

B=（128/8）B×200MHz/0.5=6400MB/s（3分）

28．解：程序P在机器M1上的时钟周期数为CPU执行时间×时钟频率=30S×1GHz=30G。

（2分）

因此，程序P在机器M2上的时钟周期数为:2×30GHz=60G。（2分）

要使程序P在M2上的运行时间缩短为6S，则M2的时钟频率至少应为:

程序所含时钟周期÷CPU执行时间=60G÷6S=10GHz。（2分）

五、分析设计题：本大题共2小题，第33小题10分，第34小题12分，共22分。

29．答：

（1）需要4个或5个节拍（2分）

（2）控制信号功能

R2out,MARinMAR←(R2)（2分）

MemRMDR←M(MAR)（2分）

MDRout,YinY←(MDR)（2分）

R1out,ORZ←YOR(R1)（1分）

Zout,R1inR1←(Z)（1分）

其中，第2行和第3行可以在一拍中完成或者各占用一个节拍。

30．答：

（1）主存空间4GB=232字节，故主存地址有32位，Cache有64KB/4KB=16行，故行号需4

位表示。

主存地址划分为标记、cache行号（或cache索引）和块内地址三个部分（3分），各部分地

址如下：

块内地址12位：A11～A0（1分）

Cache行号4位：A15～A12（1分）

标记32-12-4=16位：A31～A16（1分）

（2）cache总容量=64KB+（16+1）×16=64KB+272B=65808B或526464bit或64.2