2009计算机组成原理期末考试A卷

考试科目名称 计算机组织与系统结构 （A卷）2008——2009学年第 2 学期 教师 袁春风/窦万春考试方式：闭卷系（专业） 计算机科学与技术年级 2007班级学号 姓名 成绩题号一二三四五六分数一、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分）得分1. 在计算机系统层次结构中，指令集体系结构（或ISA，或指令系统）处于硬件和软件交界面，硬件所有功能由它集中体现，软件通过它在硬件上执行。

2. 任何高级语言源程序或汇编语言源程序都必须翻译成机器代码才能在硬件上执行。

完成这种翻译转换任务的程序有汇编程序、解释程序（或解释器）和编译程序（或编译器）三类。

3. 响应时间和吞吐率（或带宽，或数据传输率）是衡量一个计算机系统好坏的两个基本性能。

不同应用场合，用户关心的性能不同。

例如，对于银行、证券等事务处理系统来说，事务处理用户主要关心的是响应时间。

4. 一个变量在计算机内部用0或1编码表示的数被称为机器数，变量真正的值被称为真值。

5. 假定某变量x存放在寄存器R1中为1111 1111 1111 1111 1111 1011 1100 0000B，则变量x在屏幕上用16进制显示为0x FFFFFBC0 。

若x的类型为int，则x的值为 -1088；对R1进行算术左移4位后的值在屏幕上显示为0x FFFFBC00 ；对R1算术右移4位后为0x FFFFFFBC ；对R1逻辑右移4位后为0x 0FFFFFBC 。

6. 与硬连线路控制器相比，微程序控制器的缺点是速度慢。

7. 假定某计算机采用小端方式，按字节编址。

若某变量x的主存地址为00001000H，其数据类型为float，已知x=-1.5，则主存地址00001000H和00001003H中存放的内容分别是00 H和BF H。

8. 可以用一个特殊的Cache来记录最近使用页的页表项，因为页表项主要用于地址转换，所以把这种特殊的Cache称为转换后援缓冲器，简称TLB （或快表）。

《计算机组成原理》期末考试卷（A卷）答案及评分标准计算机科学学院2008-2009学年度第一学期计算机系06级本科《计算机组成原理》试题A参考答案及评分标准一、填空题(每空1分,共 20 分)1、运算器，控制器；2、操作码，地址码；3、半导体存储器，磁表面存储器；4、静态，动态；5、直接映像，全相联映像，组相联映像；6、64K7、互斥，不产生微命令（或空操作）；8、DMA初始化（或DMA预处理），DMA传送，DMA后处理；9、用来指示指令在存储器中的存放位置；10、并行接口，串行接口二、选择题（每题1分，共10分）1、D；2、D；3、D；4、C；5、D；6、D；7、A；8、B；9、C；10、C。

三、是非题（每题1分，共10分）1、×；2、√；3、√；4、×；5、√；6、√；7、√；8、√；9、√；10、×。

四、简答题（每题5分，共15分）1、冯诺依曼的数字电子计算机设计思想包含那些要点？答：（1）用二进制代码表示程序和数据；（2分）（2）计算机采用存储程序的工作方式；（2分）（3）计算机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成。

（1分）2、微程序控制器怎么产生微操作控制信号？这种控制器有何优缺点？答：微操作控制信号的产生：事先把微操作控制信号以代码的形式构成微指令，然后存放于控制存储器中，取微指令时，其代码直接或译码产生微操作控制信号。

（3分）优点：规整、易于修改和扩展；（1分）缺点：速度较慢。

（1分）3．画出计算机中采用的存储系统的层次结构，并说明不同层次的作用及对速度、容量的要求。

答:（1）主存：存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大；（1分）（2）Cache：存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。

速度最快，容量较小；（1分）（3）外存：存放需联机保存但暂不执行的程序和数据。

容量很大而速度较慢。

（1分）作出层次结构图：（2分）五、计算题（共32分）1、解：二进制数原码补码反码-23：-10111 10010111 11101001 11101000（每个1分）2、解：[X]补=00.11011,[Y]补=11.01011,[-Y]补=00.10101 （每个1分,共3分）[X+Y]补=[X]补+[Y]补=00.11011+11.01011=00.00110, 无溢出（1分）X+Y=+0.00110 （1分）[X-Y]补=[X]补+[-Y]补=00.11011+00.10101=01.10000 （1分）X-Y 结果发生正溢出（1分）3、解：A=00.0000，B=[X]补=11.0101，-B= [- X]补=00.1011 C=[Y]补=0.1101 （2分）步数条件操作 A C C N C N+1C N C N+1 00.0000 0.1101 0 1) 10 -B + 00.1011 00.1011 ->00.0101 10.110 1 （1分） 2) 01 ＋B + 11.0101 11.1010 -> 11.1101 010.11 0 （1分） 3) 10 -B + 00.1011 00.1000 -> 00.0100 0010.1 1 4) 11 -> 00.0010 00010. 1 （1分） 5) 01 +B + 11.0101 11.0111 0001 （最后一步不移位）（1分）(XY)补 =1.01110001 (XY)真值 = - 0.10001111 （1分） 4、解：（1）编码方法)4(1001,)(03=+=K X X X M 即)3(1001000,)()(363=+=?=?r X X X X M X X M r 即（2分）)41(1011,)(013=+++=r X X X X G 即)2(1011110101010111001000)()(3除模+==?X G X X M（2分）（2）编码后的校验码为：)2(10011101101001000)()(3加模=+=+?X R X X M（2分） 5（填对表格1行，得1分）六、设计题（共13分）1、解：构成的16位ALU 如下：（5分）2、解：（1）计算芯片数扩展位数：用两片2K×4位的存储芯片扩展容量至2K×8位；扩展单元数：用4组2K×8位将容量扩展至8K×8位；故共需2×4 = 8 片2K×4位的存储芯片。

南昌航空大学2008—2009学年第1学期期末考试课程名称: 计算机组成与结构A A 卷一. 基本题(共50分)1. 现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？(10分)答: 现代计算机系统划分为五个层次：（1）第一级是微程序设计级，是一个实在的硬件级，由机器硬件直接执行微指令；（2）第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由程序解释机器指令系统；（3）第三级是操作系统级，它由操作系统实现；（4）第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性，提高程序的可读性；（5）第五级是高级语言级，它是面向用户的，方便用户编写应用程序。

这种分级观点的好处是：对于掌握计算机是如何组成的提供了一种好的结构和体制，便于读者理解；同时用这种观点来设计计算机对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

2. 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。

(16分)(1) x=+0.1101 y=+0.1001 (2) x=-0.1100 y=-0.1000解: (1) [ｘ]补＝00.1101, [ｙ]补＝00.1001 （8分）[ｘ]补00.1101＋ [ｙ]补00.100101.0110双符号位为“01”,表示已溢出,即结果大于＋1。

(2) [ｘ]补＝11.0100, [ｙ]补＝11.1000 （8分）[ｘ]补11.0100＋ [ｙ]补11.100010.1100双符号位为“10”,表示已溢出,即结果小于－1。

3. 比较通道、DMA、中断三种基本I/O方式的异同点。

(10分)答:CPU管理外围设备主要有程序查询方式、查询中断方式、直接内存访问（DMA）访问方式和通道方式。

上述三种I/O方式计算机信息交换的主要方式。

（1）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。

（2）DMA方式：数据传送速度很高，传送速率仅受到内存访问时间的控制。

命题人 江家宝 统分人 复核人一、单项选择题：（错选、多选或未选均无分。

每小题2分，共30分）题号 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 A B C B D D BBA C A D DB A二、填空题：（每空2分，共16分）(1)．结果的操作数超出机器的表示范围； (2)．0.5；(3). 隐含 ； (4)．指令寄存器IR ； (5)．同步； (6)．桥；(7). 1000；(8). 通道；三、判断题：（每小题2分，共16分）题号 1 2 3 4 5 6 78 答案 √ × √ √ × × √ ×四、计算与分析题：（本大题18分，其中：第1题10分，第2题和第3题任选一题8分；若第2、3题全答，则取得分最高者） 1．[解]： （1）[(20ms +10ms +4096B /(1024B/ms)) ×2+4ms] ×1000 = 72000ms = 72 (s)（5分） （2）[(20ms +5ms +4096B /(2048B/ms)) ×2+4ms] ×1000 =58000ms = 58 (s)（5分） 2．[解]：（8分）3、[解]：（1）页表存放在主存中，实现一次页面访问需要2次访问主存：一次是访问页表，确定所存取页面的物理地址、一次是根据物理地址存取页面数据；所以访问一次主存需要20ns ×2 = 40(ns); （4分）（2）75%×20+(1-85%)×2×20 = 21(ns) （4分）五、应用设计题：（每小题10分，共20分） 1、[解]：经分析，（d, i, j ）和（e, f, h ）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a, b, c, g 四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如下：（10分）a b c g 01d 01e10 i 10 f 11 j 11 h* * * ** ** *2．[解]：（10分）命题人 江家宝 统分人 复核人一、单项选择题：（错选、多选或未选均无分。

\东华理工大学2008 —2009 学年第一学期计算机组成原理期末考试试题（A1 ）卷9、CRT的颜色为256色，则刷新存储器每个单元的字长是（）。

A 256位B 16位C 8位D 7位10、直接映射cache的主要优点是实现简单。

这种方式的主要缺点是（）。

A 它比其他cache映射方式价格更贵B 如果使用中的2个或多个块映射到cache同一行，命中率则下降C 它的存取时间大于其它cache映射方式D cache中的块数随着主存容量增大而线性增加11、运算器的核心功能部件是（）。

A 数据总线B ALUC 状态条件寄存器D 通用寄存器12、某SRAM芯片，其容量为1M×8位，除电源和接地端外，控制端有E和R/W，该芯片的管脚引出线数目是（）。

A 20B 28C 30D 3213、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用（）。

A 堆栈寻址方式B 立即寻址方式C 隐含寻址方式D 间接寻址方式14、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（）。

A 每一条机器指令由一条微指令来执行B 每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行C 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行D 一条微指令由若干条机器指令组成15、双端口存储器所以能进行高速读/写操作，是因为采用了（）。

A 高速芯片B 新型器件C 流水技术D 两套相互独立的读写电路二、填空题（每空1分，共16分）1、根据小数点位置不同，定点数分为____________和___________两种表示方法。

2、主存与cache的地址映射有____________、____________、_____________三种方式。

3、一台计算机所有机器指令的集合称为这台计算机的____________。

4、CPU具有_________控制、__________控制、__________控制和__________加工等四项基本功能。

华南农业大学期末考试试卷（A卷）2009-2010学年第一学期考试科目：计算机组成原理考试类型：（闭卷）考试时间： 120 分钟学号姓名年级专业________________一．名词解释题（每小题4分，共20分）1．先行进位2．RISC3．CPU周期4．系统总线5．DMA二．填空题（下列每空2分，共28分）1．按照冯.诺伊曼的思想，将解决问题的指令序列存放到存储器中，这叫。

2．用8位（含符号位）补码表示整数，能表示的最大正整数和最小负整数分别是和。

3．打印或显示汉字时所需要的码叫。

4．在浮点数运算时，尾数结果要规格化，则规格化的补码负尾数应为形如的形式。

5．某采用多模块交叉方式编址的存储器容量为32字，存储模块数为4，则地址为10110的字位于第_____号模块内的第_____号字（模块号和字号都是从0开始编号的）。

6．主存有256个数据块，cache有8行，若采用直接映射方式，则主存第222块可映射到cache第____ 行（行从0开始编号）。

7．线性k级指令流水线，有n条指令流过，加速比为。

8．在总线的三种集中式仲裁方式中，响应速度最快的是。

9．磁盘的最小寻址单位是。

某显示器分辨率为1024×1024，颜色深度为256，则刷新存储器的容量应为。

激光打印机中，表面涂有一层感光材料的记录装置是。

10．为了使CPU能受理新的中断源发出中断请求，中断服务子程序在返回前一定要执行指令。

在中断接口电路中，控制是否允许设备发出中断请求的触发器是。

三．计算题（共32分）1．（9分）已知X = －0.1101和Y = －0.1011，分别用单符号和双符号法计算X + Y和X－Y，并指出运算结果是否产生了溢出，如果有溢出，是上溢还是下溢。

2．（8分）某16位机器的一种RS型指令格式如下：6位 4位 1位 2位 16位1）指出该指令的格式类型。

2）填补上（1）～（5）的空白。

3．（6分）CPU执行某段程序，其中在cache中完成存取的次数为6600次，在主存中完成存取的次数为400，已知cache和主存的存取周期分别为60ns、300ns，求cache的命中率和平均访问时间。