2022年南陽(yáng)師范學(xué)院軟件工程專(zhuān)業(yè)《計(jì)算機(jī)組成原理》科目期末試卷B(有答案)

B(有答案)1、主存與Cache間采用全相聯(lián)映射方式，Cache容量4MB,分為4塊，每塊IMB,主存容量256MB。若主存讀/寫(xiě)時(shí)間為30ms,Cache的讀/寫(xiě)時(shí)間為3ns,平均讀/寫(xiě)時(shí)間2、某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由Cache一主存系統(tǒng)構(gòu)成，Cache的存取周期為10ms,主存的存取周期為50ms。在CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，Cache完成存取的次數(shù)為4800次，主存完成的存取次數(shù)為200次，該Cache一主存系統(tǒng)的效率是()?！咀ⅲ河?jì)算機(jī)存取時(shí)，同時(shí)訪問(wèn)Cache和主存，Cache訪問(wèn)命中，則主存訪問(wèn)失效；Cache訪問(wèn)未命中，則等待主存訪問(wèn)】3、假設(shè)基準(zhǔn)程序A在某計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行時(shí)間為100s,其中90s為CPU時(shí)間，其余為/0時(shí)間。若CPU速度提高50%,V/O速度不變，則運(yùn)行基準(zhǔn)程序A所耗費(fèi)的時(shí)間是()。4、計(jì)算機(jī)()負(fù)責(zé)指令譯碼。A.算術(shù)邏輯單元B.控制單元(或者操作碼譯碼器)C.存儲(chǔ)器電路D.輸入/輸出譯碼電路5、下列描述中，正確的是()。A.控制器能理解、解釋并執(zhí)行所有指令以及存儲(chǔ)結(jié)果B.所有數(shù)據(jù)運(yùn)算都在CPU的控制器中完成C.ALU可存放運(yùn)算結(jié)果D.輸入、輸出裝置以及外界的輔助存儲(chǔ)器稱(chēng)為外部設(shè)備6、關(guān)于同步控制說(shuō)法正確的是()。A.采用握手信號(hào)B.由統(tǒng)一時(shí)序電路控制的方式C.允許速度差別較大的設(shè)備一起接入工作7、下列關(guān)于總線仲裁方式的說(shuō)法中，正確的有()。I獨(dú)立請(qǐng)求方式響應(yīng)時(shí)間最快，是以增加處理器開(kāi)銷(xiāo)和增加控制線數(shù)為代價(jià)的Ⅱ計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢(xún)方式下，有，根總線請(qǐng)求(BR)線和一根設(shè)備地址線，若每次計(jì)數(shù)都從0開(kāi)始，則設(shè)備號(hào)小的優(yōu)先級(jí)高Ⅲ.鏈?zhǔn)讲樵?xún)方式對(duì)電路故障最敏感IV.分布式仲裁控制邏輯分散在總線各部件中，不需要中央仲裁器8、下列說(shuō)法中正確的是()。A.采用微程序控制器是為了提高速度B.控制存儲(chǔ)器采用高速RAM電路組成C.微指令計(jì)數(shù)器決定指令的執(zhí)行順序D.一條微指令放在控制存儲(chǔ)器的一個(gè)單元中9、關(guān)于通用寄存器，下列說(shuō)法正確的是()。A.可存放指令的寄存器B.可存放程序狀態(tài)字的寄存器10、下列有關(guān)I/O接口的敘述中，錯(cuò)誤的是()。11、流水線中有3類(lèi)數(shù)據(jù)相關(guān)沖突：寫(xiě)后讀相關(guān)、讀后寫(xiě)相關(guān)、寫(xiě)后寫(xiě)相關(guān)。那么下列3組指令中存在讀后寫(xiě)相關(guān)的是()。D.以上都不是12、假設(shè)編譯器規(guī)定int和shot類(lèi)型長(zhǎng)度分別為32位和16位，若有下列C語(yǔ)言語(yǔ)句：unsignedinty=x;得到y(tǒng)的機(jī)器數(shù)為()13、假設(shè)有7位信息碼010101,則低位增設(shè)偶校驗(yàn)位后的代碼和低位增設(shè)奇校驗(yàn)位后的代碼分別為()。14、直接尋址的無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令的功能是將指令中的地址碼送入()。A.程序計(jì)數(shù)器(PC)B.累加器(ACC)C.指令寄存器(IR)D.地址寄存器(MAR)15、某計(jì)算機(jī)主存空間為4GB,字長(zhǎng)為32位，按字節(jié)編址，采用32位定長(zhǎng)指令字格式。若指令按字邊界對(duì)齊存放，則程序計(jì)數(shù)器(PC)和指令寄存器(IR)的位數(shù)至少分別是16、尋址方式按操作數(shù)的物理位置不同，多使用型和型，前者比后者執(zhí)行速度快。17、RISC的中文含義是,CISC的中文含義是。18、存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)有存儲(chǔ)容量、存取時(shí)間、和、19、多媒體CPU是帶有技術(shù)的處理器，它是一種多媒體擴(kuò)展結(jié)構(gòu)技術(shù)，特別適合21、漢字的、、是計(jì)算機(jī)用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出三種不同用途的編碼。22、不同的CRT顯示標(biāo)準(zhǔn)所支持的最大和數(shù)目是不同的。23、一個(gè)定點(diǎn)數(shù)由和兩部分組成。24、·計(jì)算機(jī)硬件包括、、適配器，輸入/輸出設(shè)備。25、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)應(yīng)用條件和硬件資源不同，數(shù)據(jù)傳輸方式可采用傳送、 30、外圍設(shè)備的I/0控制方式分哪幾類(lèi)?34、一臺(tái)8位微機(jī)的地址總線為l6條，其RAM存儲(chǔ)器容量為32KB,首地址為4000H,且地址是連續(xù)的，可用的最高地址是多少?35、設(shè)某機(jī)主存容量為16MB,Cache的容量為8KB,且按字節(jié)編址。每字塊8個(gè)字，每字32位。設(shè)計(jì)一個(gè)4路組相聯(lián)映射的Cache組織。2)設(shè)Cache初態(tài)為空，CPU依次從主存0,1,2,..,99號(hào)單元中讀出100個(gè)字(主存一次讀出一個(gè)字),并重復(fù)此次序10次，問(wèn)命中率是多少?3)若Cache速度是主存速度的5倍，試問(wèn)有Cache和無(wú)Cache相比，速度提高多少倍?4)系統(tǒng)的效率是多少?36、已知有效信息位為1100,試用生成多項(xiàng)式G(x)=101l將其編成CRC碼。37、某16位計(jì)算機(jī)的主存按字節(jié)編碼，存取單位為16位；采用16位定長(zhǎng)指令字格式：CPU采用單總線結(jié)構(gòu)，主要部分如下圖所示。圖中R0~R3為通用寄存器：T為 (right)3種操作，控制信號(hào)為SRop,SR的輸出由信號(hào)SRout控制：ALU可實(shí)現(xiàn)直送A(mova)、A加B(add)、A減B(sub)、A與B(and)、A或B(or)、非A(not)、A加1(inc)7種操作，控制信號(hào)為ALUop。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。1)圖中哪些寄存器是程序員可見(jiàn)的?為何要設(shè)置暫存器T?2)控制信號(hào)ALUop和SRop的位數(shù)至少各是多少?3)控制信號(hào)SRout所控制部件的名稱(chēng)或作用是什么?4)端點(diǎn)①~⑨中，哪些端點(diǎn)須連接到控制部件的輸出端?5)為完善單總線數(shù)據(jù)通路，需要在端點(diǎn)①~⑨中相應(yīng)的端點(diǎn)之間添加必要的連線。寫(xiě)出連線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，以正確表示數(shù)據(jù)的流動(dòng)方向。6)為什么二路選擇器MUX的一個(gè)輸入端是2?⑦4⑩T⑥主存總線38、一條雙字長(zhǎng)的取數(shù)指令(LDA)存于存儲(chǔ)器的200和201單元，其中第一個(gè)字為操作碼OP和尋址特征M,第二個(gè)字為形式地址A。假設(shè)PC當(dāng)前值為200(還沒(méi)有取該條雙字長(zhǎng)指令),變址寄存器IX的內(nèi)容為100,基址寄存器的內(nèi)容為200,內(nèi)容表的各列分別為尋址方式，該尋址方式下的有效地址以及取數(shù)指令執(zhí)行結(jié)束后累加器ACC的內(nèi)容(ACC中存放的其實(shí)就是有效地址對(duì)應(yīng)的操作數(shù)),試補(bǔ)全表。尋址方式累加器ACC的內(nèi)容立即尋址直接尋址間接尋址相對(duì)尋址變址尋址基址尋址先變址后問(wèn)址先間址后變址39、寫(xiě)出一個(gè)定點(diǎn)8位字長(zhǎng)的二進(jìn)制數(shù)在下列情況中所能表示的真值(數(shù)值)范圍：1)不帶符號(hào)數(shù)表示。2)原碼表示。3)補(bǔ)碼表示。4)反碼表示。5)移碼表示。參考答案一、選擇題18、存儲(chǔ)周期存儲(chǔ)器帶寬19、MMX圖像數(shù)據(jù)21、輸入編碼(或輸入碼)內(nèi)碼(或機(jī)內(nèi)碼)字模碼22、分辨率顏色23、符號(hào)位數(shù)值域24、運(yùn)算器存儲(chǔ)器控制器25、并行串行復(fù)用是將一些流水線寄存器插入到流水線段中，好比將流水線再分道，提高了原來(lái)流水線的速度，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)一個(gè)功能部件被使用多次。碼元傳輸速率，每秒通過(guò)信道傳輸?shù)拇a元數(shù)。(傳的是信號(hào))將高級(jí)語(yǔ)言程序轉(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言程序的計(jì)算機(jī)軟件。29、立即數(shù)：在指令中直接給出的操作數(shù)設(shè)備的操作能夠同步，而且硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單(2)程序中斷方式：一般適用于隨機(jī)出現(xiàn)的服務(wù)，且一旦提出要求應(yīng)立即進(jìn)行，節(jié)省了CPU的時(shí)間，但硬件結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些。(3)直接內(nèi)存訪問(wèn)(DMA)方式：數(shù)據(jù)傳輸速度很高，傳輸速率僅受內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)間的限制。需更多硬件，適用于內(nèi)存和高速外設(shè)之間大批交換數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。(4)通道方式：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外設(shè)的統(tǒng)一管理和外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送，大大提高了CPU的工作效率。(5)外圍處理機(jī)方式：通道方式的進(jìn)一步發(fā)展，基本上獨(dú)立于主機(jī)工作，結(jié)果更接近一(5)硬件識(shí)別中斷源(移到中斷服務(wù)子程序入口地，址)32、答：刷新：對(duì)DRAM定期進(jìn)行的全部重寫(xiě)過(guò)程；刷新原因：因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰減需要及時(shí)補(bǔ)充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三種：集中式、分散式、異步式。集中式：在最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)，集中安排一段時(shí)間進(jìn)行刷新，存在CPU訪存死時(shí)間。分散式：在每個(gè)讀/寫(xiě)周期之后插入一個(gè)刷新周期，無(wú)CPU訪存死時(shí)間。異步式：是集中式和分散式的折衷。33、答：水平型微指令的特點(diǎn)是一次能定義并執(zhí)行多個(gè)并行操作的微命令。從編碼方式看，直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼以及直接和字段混合編碼都屬水平型微指令。其中直接編碼速度最快，字段編碼要經(jīng)過(guò)譯碼，故速度受影響。34、解析：32KB存儲(chǔ)空間共占用15條地址線，若32KB的存儲(chǔ)地址起始單元為0000H,其范圍應(yīng)為0000H~7FFFH,但現(xiàn)在的首地址為4000H,即首地址后移了，因此最高地址也應(yīng)該相應(yīng)后移，故最高地址=4000H+7FFFH=BFFFH。歸納總結(jié)：32KB的存儲(chǔ)空間是連續(xù)的，由于首地址發(fā)生變化，因此術(shù)地址也會(huì)跟著發(fā)生變化。1)主存地址字段如圖所示。組號(hào)13位2)由于Cache初態(tài)為空，因此CPU讀0號(hào)單元時(shí)不命中，必須訪存，同時(shí)將該字所在的主存塊調(diào)入Cache(調(diào)入內(nèi)存一定是一整塊調(diào)入，而一塊包括8個(gè)單元),接著CPU讀1~7號(hào)單元均命中。同理，CPU讀8,16,..,96號(hào)單元均不命中?？梢?jiàn)，CPU在連續(xù)讀100個(gè)字中共有13次未命中，而后9次循環(huán)讀100個(gè)字全部命中，命中率為3)設(shè)主存存儲(chǔ)周期為5t,Cache的存儲(chǔ)周期為t,沒(méi)有Cache的訪問(wèn)時(shí)間是5t×1000,有Cache存儲(chǔ)周期為t×(1000-13)+5t×13,則有Cache和無(wú)Cache相比，速度提高的倍數(shù)為4)系統(tǒng)的效率為1)程序員可見(jiàn)寄存器為通用寄存器(R0~R3)和PC.因?yàn)椴捎昧藛慰偩€結(jié)構(gòu)，因2)ALU共有7種操作，故其操作控制信號(hào)ALUop至少需要3位；移位寄存器有3種3)信號(hào)SRout所控制的部件是一個(gè)三態(tài)門(mén)，用于控制移位器與總線之間數(shù)據(jù)通路4)端口①、②、③、⑤、⑧須連接到控制部件輸出端。5)連線1,⑥→⑨:連線2,①④。6)因?yàn)槊織l指令的長(zhǎng)度為16位，按字節(jié)編址，所以每條指令占用2個(gè)內(nèi)存單元，順序執(zhí)行時(shí)，下條指令地址為(PC)+2.MUX的一個(gè)輸入端為2,可便于執(zhí)行直接尋址：由于直接尋址的有效地址EA為形式地址本身，因此直接尋址的有效地址為300,根據(jù)題目給出的表格可知，地址為300對(duì)應(yīng)的內(nèi)容為400。間接尋址：間接尋址中根據(jù)形式地址尋找到的內(nèi)容才是真正的有效地址，即根據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容300找到的400才是間接尋址的有效地址，故有效地址為400,地址為400對(duì)應(yīng)的內(nèi)容為700。相對(duì)尋址：相對(duì)尋址中形式地址加上PC的內(nèi)容為有效地址，PC當(dāng)前值為200,當(dāng)取出一條指令后，變?yōu)?02,故有效地址為202+300-502,地址為502對(duì)應(yīng)的內(nèi)容為900。變址尋址：變址尋址的有效地址為形式地址加上變址寄存器的內(nèi)容，因此有效地址為100+300-400,地址為400對(duì)應(yīng)的內(nèi)容為700。基址尋址：基址尋址的有效地址為形式地址加上基址寄存器的內(nèi)容，因此有效地址為200+300=500,地址為500對(duì)應(yīng)的內(nèi)容為600。先變址后間址：先變址，即先是形