计算机组成原理复习题.docx
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计算机组成原理复习题
五.(9分)指令格式如下所示,OP为操作码字段,试分析指令格式特点。
312622181716150
OP
源寄存器
变址寄存器
偏移量
四.(9分)设存储器容量为32字,字长64位,模块数m=4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。
存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位,总线周期τ=50ns.问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?
三.(10分)设机器字长32位,定点表示,尾数31位,数符1位,问:
定点原码整数表示时,最大正数是多少?
最小负数是多少?
定点原码小数表示时,最大正数是多少?
最小负数是多少?
填空题(每小题3分,共15分)
1.存储A.______并按B.______顺序执行,这是C.______型计算机的工作原理。
2.移码表示法主要用于表示A.______数的阶码E,以利于比较两个B.______的大小和
C.______操作。
3.闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及A.______能力,为现有的B.______体
系结构带来巨大变化,因此作为C.______用于便携式电脑中。
4.微程序设计技术是利用A.______方法设计B.______的一门技术。
具有规整性、可维护
性、C.______等一系列优点。
5.衡量总线性能的重要指标是A.______,它定义为总线本身所能达到的最高B.______。
PCI
总线的带宽可达C.______。
选择题(每小题1分,共10分)
计算机系统中的存贮器系统是指______。
ARAM存贮器
BROM存贮器
C主存贮器
Dcache、主存贮器和外存贮器
某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。
若用定点小数表示,则最大正小数为______。
A+(1–2-32)B+(1–2-31)C2-32D2-31
算术/逻辑运算单元74181ALU可完成______。
A16种算术运算功能
B16种逻辑运算功能
C16种算术运算功能和16种逻辑运算功能
D4位乘法运算和除法运算功能
存储单元是指______。
A存放一个二进制信息位的存贮元
B存放一个机器字的所有存贮元集合
C存放一个字节的所有存贮元集合
D存放两个字节的所有存贮元集合;
相联存贮器是按______进行寻址的存贮器。
A地址方式B堆栈方式C内容指定方式D地址方式与堆栈方式
变址寻址方式中,操作数的有效地址等于______。
A基值寄存器内容加上形式地址(位移量)
B堆栈指示器内容加上形式地址(位移量)
C变址寄存器内容加上形式地址(位移量)
D程序记数器内容加上形式地址(位移量)
以下叙述中正确描述的句子是:
______。
A同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相容性微操作
B同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫相容性微操作
C同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相斥性微操作
D同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作
计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时______。
A减少了信息传输量
B提高了信息传输的速度
C减少了信息传输线的条数
D加重了CPU的工作量
带有处理器的设备一般称为______设备。
A智能化B交互式C远程通信D过程控制
10.某中断系统中,每抽取一个输入数据就要中断CPU一次,中断处理程序接收取样的数
据,并将其保存到主存缓冲区内。
该中断处理需要X秒。
另一方面,缓冲区内每存储N
个数据,主程序就将其取出进行处理,这种处理需要Y秒,因此该系统可以跟踪到每
秒______次中断请求。
A.N/(NX+Y)B.N/(X+Y)NC.min[1/X,1/Y]D.max[1/X,1/Y]
选择题
1.D2.B3.C4.B5.C
6.C7.A、D8.C9.A10.A
填空题
A.程序B.地址C.冯·诺依曼
A.浮点B.指数C.对阶
A.瞬时启动B.存储器C.固态盘
A.软件B.操作控制C.灵活性
A.总线带宽B.传输速率C.264MB/S
解:
(1)定点原码整数表示:
最大正数:
数值=(231–1)10
最小负数:
数值=-(231–1)10
(2)定点原码小数表示:
最大正数值=(1–2-31)10
最小负数值=-(1–2-31)10
解:
信息总量:
q=64位×4=256位
顺序存储器和交叉存储器读出4个字的时间分别是:
t2=mT=4×200ns=8×10–7(s)
t1=T+(m–1)τ=200+3×50=3.5×10–7(s)
顺序存储器带宽是:
W1=q/t2=32×107(位/S)
交叉存储器带宽是:
W2=q/t1=73×107(位/S)
解:
(1)操作码字段为6位,可指定26=64种操作,即64条指令。
(2)单字长(32)二地址指令。
(3)一个操作数在源寄存器(共16个),另一个操作数在存储器中(由变址寄
存器内容+偏移量决定),所以是RS型指令。
(4)这种指令结构用于访问存储器。
二.填空题(每题3分,共15分)
1为了运算器的A._____,采用了B._____进位,C._____乘除法和流水线等并行措施。
2相联存储器不按地址而是按A.______访问的存储器,在cache中用来存放B.______,在虚拟存储器中用来存放C.______。
3硬布线控制器的设计方法是:
先画出A.______流程图,再利用B.______写出综合逻辑表达式,然后用C.______等器件实现。
4磁表面存储器主要技术指标有A.______,B.______,C.______,和数据传输率。
5DMA控制器按其A.______结构,分为B.______型和C.______型两种。
二.填空题
A.高速性B.先行C.阵列。
A.内容B.行地址表C.页表和段表。
A.指令周期B.布尔代数C.门电路、触发器或可编程逻辑。
A.存储密度B.存储容量C.平均存取时间。
A.组成结构B.选择C.多路。
选择题(每小题1分,共10分)
六七十年代,在美国的______州,出现了一个地名叫硅谷。
该地主要工业是______它也是______的发源地。
A马萨诸塞,硅矿产地,通用计算机
B加利福尼亚,微电子工业,通用计算机
C加利福尼亚,硅生产基地,小型计算机和微处理机
D加利福尼亚,微电子工业,微处理机
若浮点数用补码表示,则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。
A阶符与数符相同为规格化数
B阶符与数符相异为规格化数
C数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数
D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数
定点16位字长的字,采用2的补码形式表示时,一个字所能表示的整数范围是______。
A-215~+(215-1)B-(215–1)~+(215–1)
C-(215+1)~+215D-215~+215
某SRAM芯片,存储容量为64K×16位,该芯片的地址线和数据线数目为______。
A64,16B16,64C64,8D16,16。
交叉存贮器实质上是一种______存贮器,它能_____执行______独立的读写操作。
A模块式,并行,多个B模块式串行,多个
C整体式,并行,一个D整体式,串行,多个
用某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。
A直接B间接C寄存器直接D寄存器间接
流水CPU是由一系列叫做“段”的处理线路所组成,和具有m个并行部件的CPU相比,一个m段流水CPU______。
A具备同等水平的吞吐能力B不具备同等水平的吞吐能力
C吞吐能力大于前者的吞吐能力D吞吐能力小于前者的吞吐能力
描述PCI总线中基本概念不正确的句子是______。
AHOST总线不仅连接主存,还可以连接多个CPU
BPCI总线体系中有三种桥,它们都是PCI设备
C以桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作
D桥的作用可使所有的存取都按CPU的需要出现在总线上
计算机的外围设备是指______。
A输入/输出设备B外存储器
C远程通信设备D除了CPU和内存以外的其它设备
中断向量地址是:
______。
A子程序入口地址B中断服务例行程序入口地址
C中断服务例行程序入口地址的指示器D中断返回地址
一.选择题
1.D2.C3.A4.D5.A
6.C7.A8.C9.D10.C
本科生期末试卷三
选择题(每小题1分,共10分)
冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是______。
A多指令流单数据流
B按地址访问并顺序执行指令
C堆栈操作
D存贮器按内容选择地址
在机器数______中,零的表示形式是唯一的。
A原码B补码C移码D反码
在定点二进制运算器中,减法运算一般通过______来实现。
A原码运算的二进制减法器
B补码运算的二进制减法器
C原码运算的十进制加法器
D补码运算的二进制加法器
4.某计算机字长32位,其存储容量为4MB,若按半字编址,它的寻址范围是______。
A4MBB2MBC2MD1M
主存贮器和CPU之间增加cache的目的是______。
A解决CPU和主存之间的速度匹配问题
B扩大主存贮器容量
C扩大CPU中通用寄存器的数量
D既扩大主存贮器容量,又扩大CPU中通用寄存器的数量
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外,另一个常需采用______。
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
同步控制是______。
A只适用于CPU控制的方式
B只适用于外围设备控制的方式
C由统一时序信号控制的方式
D所有指令执行时间都相同的方式
8.描述PCI总线中基本概念不正确的句子是______。
PCI总线是一个与处理器无关的高速外围总线
PCI总线的基本传输机制是猝发式传送
C.PCI设备一定是主设备
D.系统中只允许有一条PCI总线
CRT的分辨率为1024×1024像素,像素的颜色数为256,则刷新存储器的容量为______。
A512KBB1MBC256KBD2MB
10.为了便于实现多级中断,保存现场信息最有效的办法是采用______。
A通用寄存器B堆栈C存储器D外存
填空题(每小题3分,共15分)
数的真值变成机器码可采用A.______表示法,B.______表示法,C.______表示法,移
码表示法。
形成指令地址的方式,称为A.______方式,有B.______寻址和C.______寻址。
3.CPU从A.______取出一条指令并执行这条指令的时间和称为B.______。
由于各种指
令的操作功能不同,各种指令的指令周期是C.______。
微型机的标准总线从16位的A.______总线,发展到32位的B.______总线和C.
______总线,又进一步发展到64位的PCI总线。
5.VESA标准是一个可扩展的标准,它除兼容传统的A.______等显示方式外,还支持B.
______像素光栅,每像素点C.______颜色深度。
三.(9分)已知x=-0.01111,y=+0.11001,
求[x]补,[-x]补,[y]补,[-y]补,x+y=?
,x–y=?
四.(9分)假设机器字长16位,主存容量为128K字节,指令字长度为16位或32位,共有128条指令,设计计算机指令格式,要求有直接、立即数、相对、基值、间接、变址六种寻址方式。
五.(9分)某机字长32位,常规设计的存储空间≤32M,若将存储空间扩至256M,请提出一种可能方案。
本科生期末试卷三答案
选择题
1B2B,C3D4C5A
6C7C8C,D9B10B
填空题
1.A.原码B.补码C.反码
2.A.指令寻址B.顺序C.跳跃
3.A.存储器B.指令周期C.不相同的
4.A.ISAB.EISAC.VISA
5.A.VGAB.1280×1024C.24位
三.解:
[x]原=1.01111[x]补=1.10001所以:
[-x]补=0.01111
[y]原=0.11001[y]补=0.11001所以:
[-y]补=1.00111
[x]补11.10001[x]补11.10001
+[y]补00.11001+[-y]补11.00111
[x+y]补00.01010[x-y]补10.11000
所以:
x+y=+0.01010因为符号位相异,结果发生溢出
四.解:
由已知条件,机器字长16位,主存容量128KB/16=64K字,因此MAR=16位,共128条指令,故OP字段占7位。
采用单字长和双字长两种指令格式,其中单字长指令用于算术逻辑和I/O类指令,双字长用于访问主存的指令。
159543210
159865320
寻址方式由寻址模式X定义如下:
X=000直接寻址E=D(64K)
X=001立即数D=操作数
X=010相对寻址E=PC+DPC=16位
X=011基值寻址E=Rb+D,Rb=16位
X=100间接寻址E=(D)
X=101变址寻址E=RX+D,RX=10位
五.解:
可采用多体交叉存取方案,即将主存分成8个相互独立、容量相同的模块M0,M1,M2,…M7,每个模块32M×32位。
它各自具备一套地址寄存器、数据缓冲寄存器,各自以同等的方式与CPU传递信息,其组成结构如图B3.3:
图B3.3
CPU访问8个存贮模块,可采用两种方式:
一种是在一个存取周期内,同时访问8个存贮模块,由存贮器控制器控制它们分时使用总线进行信息传递。
另一种方式是:
在存取周期内分时访问每个体,即经过1/8存取周期就访问一个模块。
这样,对每个模块而言,从CPU给出访存操作命令直到读出信息,仍然是一个存取周期时间。
而对CPU来说,它可以在一个存取周期内连续访问8个存贮体,各体的读写过程将重叠进行。
四.(9分)已知X=-0.01111,Y=+0.11001,求[X]补,[-X]补,[Y]补,[-Y]补,X+Y=?
,X-Y=?
五.(9分)以知cache命中率H=0.98,主存比cache慢4倍,以知主存存取周期为200ns,求cache/主存的效率和平均访问时间。
四.解:
[X]原=1.01111[X]补=1.10001[-X]补=0.01111
[Y]原=0.11001[Y]补=0.11001
[-Y]补=1.00111
[X]补11.10001
+[Y]补00.11001
[X+Y]补00.01010
X+Y=+0.01010
[X]补11.10001
+[-Y]补11.00111
[X-Y]补10.11000
因为符号位相异,所以结果发生溢出。
五.解:
R=Tm/Tc=4;Tc=Tm/4=50ns
E=1/[R+(1-R)H]=1/[4+(1-4)×0.98]=0.94
Ta=Tc/E=Tc×[4-3×0.98]=50×1.06=53ns。
3.磁盘组有6片磁盘,每片有两个记录面,
2008-10-822:
08
提问者:
qrh357672455|浏览次数:
1388次
3.磁盘组有6片磁盘,每片有两个记录面,存储区内径22厘米、外径33厘米,道密度为40道/厘米,内层密度为400位/厘米,转速2400转/分,问:
(1)共有多少存储面可用?
(2)共有多少柱面?
(3)盘组总存储容量是多少?
(4)数据传输率是多少?
2008-10-910:
23
最佳答案
(1)6×2-2=10(面)
有10个存储面可用,因为最上和最下两个面不能用。
(2)有效存储区域=16.5-11=5.5(cm)
因为道密度=40道/cm,所以40×5.5=220道,即220个圆柱面
(3)内层磁道周长为2πR=2×3.14×11=69.08(cm)
每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B
每面信息量=3454B×220=759880B
盘组总容量=759880B×10=7598800B
(4)磁盘数据传输率Dr=rN,N为每条磁道容量,N=3454B,r为磁盘转速,
r=2400转/60秒=40转/秒
Dr=rN=40×3454B=13816B/s
【例4】磁盘组有6片磁盘,每片有两个记录面,最上最下两个面不用。
存储区域内径22cm,外径33cm,道密度为40道/cm,内层位密度400位/cm,转速2400转/分。
问:
(1)共有多少柱面?
(2)盘组总存储容量是多少?
(3)数据传输率多少?
(4)采用定长数据块记录格式,直接寻址的最小单位是什么?
寻址命令中如何表示磁盘地址?
(5)如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记录在同一个存储面上,还是记录在同一个柱面上?
【解】
(1)有效存储区域=16.5-11=5.5(cm)
因为道密度=40道/cm,所以40×5.5=220道,即220个圆柱面
(2)内层磁道周长为2πR=2×3.14×11=69.08(cm)
每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B
每面信息量=3454B×220=759880B
盘组总容量=759880B×10=7598800B
(3)磁盘数据传输率Dr=rN,N为每条磁道容量,N=3454B,r为磁盘转速,
r=2400转/60秒=40转/秒
Dr=rN=40×3454B=13816B/s
(4)采用定长数据块格式,直接寻址的最小单位是一个记录块(一个扇区),每个记录块记录固定字节数目的信息,在定长记录的数据块中,活动头磁盘组的编址方式可用如下格式:
17
此地址格式表示有4台磁盘,每台有16个记录面,每面有256个磁道,每道有16个扇区。
(5)如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记录在同一个柱面上,因为不需要重新找道,数据读/写速度快。
例1]若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16,求其浮点数的十进制数值。
解:
将16进制展开后,可得二进制数格式为
0 100,0001,0 011,0110,0000,0000,0000,0000
S E M
指数e=100,0001,0-01111111=00000011=(3)10
包含隐藏位1的尾数1.M=1.011,0110,0000,0000,0000,0000
于是有x=(-1)^0*(1.M)*2^(E-127)
=+(1.011011)2*2^3
=(11.375)10
[例2]将数(20.59375)10转化为754标准的32位浮点数的二进制存储格式。
解:
首先分别将整数部分和小数部分转换成二进制
(20.59375)10=+(10100.10011)2
然后移动小数点使其在1,2位之间
10100.10011=1.010010011*2^4e=4
于是得到:
S=0,E=e+127=131,M=010010011
最后得到32位浮点数的二进制存储格式为
0100,0001,1010,0100,1100,0000,0000,0000
=(41A4C000)16
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