2021年江蘇科技大學(xué)軟件工程專業(yè)《計算機(jī)組成原理》科目期末試卷A(有答案)

2021年江蘇科技大學(xué)軟件工程專業(yè)《計算機(jī)組成原理》科目期末試卷A（有答案）一、選擇題1、假定編譯器將賦值語句“x=x+3；”轉(zhuǎn)換為指令“addxaddr，3”，其中xaddr是x對應(yīng)的存儲單元地址。若執(zhí)行該指令的計算機(jī)采用頁式虛擬存儲管理方式，并配有相應(yīng)的TLB，且Cache使用直寫（WriteTrough）方式，則完成該指令功能需要訪問主存的次數(shù)至少是（）。A.0B.1C.2D.342、某計算機(jī)的存儲系統(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，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（）。【注：計算機(jī)存取時，同時訪問Cache和主存，Cache訪問命中，則主存訪問失效；Cache訪問未命中，則等待主存訪問】A.0.833B.0.856C.0.958D.0.8623、4位機(jī)器內(nèi)的數(shù)值代碼，則它所表示的十進(jìn)制真值可能為（）。I.16Ⅱ.-1Ⅲ.-8V.8A.I、V、ⅢB.IⅡ、IⅣC.Ⅱ、Ⅲ、IVD.只有V4、ALU屬于（）。A.時序電路B.控制器C.組合邏輯電路D.寄存器5、由3個“1”和5個“0”組成的8位二進(jìn)制補(bǔ)碼，能表示的最小整數(shù)是（）。A.-126B.-125C.-32D.-36、總線的半同步通信方式是（）。A.既不采用時鐘信號，也不采用握手信號B.只采用時鐘信號，不采用握手信號C.不采用時鐘信號，只采用握手信號D.既采用時鐘信號，又采用握手信號7、總線按連接部件不同可分為（）。A.片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線、通信總線B.數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線C.主存總線I/O總線、DMA總線D.ISA總線、VESA總線、PCI總線8、只有當(dāng)程序要執(zhí)行時，它才會去將源程序翻譯成機(jī)器語言，而且一次只能讀取、翻譯并執(zhí)行源程序中的一行語句，此程序稱為（）。A.目標(biāo)程序B.編譯程序C.解釋程序D.匯編程序9、下列關(guān)于配備32位微處理器的計算機(jī)的說法中，正確的是（）。該機(jī)器的通用寄存器一般為32位Ⅱ.該機(jī)器的地址總線寬度為32位Ⅲ.該機(jī)器能支持64位操作系統(tǒng)IV.一般來說，64位微處理器的性能比32位微處理器的高A.I、ⅡB.I、ⅢC.I、ⅣD.I、IⅡ、Ⅳ10、某計算機(jī)主存地址空間大小為256MB，按字節(jié)編址。虛擬地址空間大小為4GB，采用頁式存儲管理，頁面大小為4KB，TLB（快表）采用全相聯(lián)映射，有4個頁表項，內(nèi)容見下圖對虛擬地址03FFF180H進(jìn)行虛實(shí)地址變換的結(jié)果是（）。A.0153180HB.0035180HC.TLB缺失D.缺頁11、下列關(guān)于超標(biāo)量流水線特性的敘述中，正確的是（）。I.能縮短流水線功能段的處理時間II.能在一個時鐘周期內(nèi)同時發(fā)射多條指令I(lǐng)II.能結(jié)合動態(tài)調(diào)度技術(shù)提高指令執(zhí)行并行性A.僅IIB.僅I、IIIC.僅I、IID.I、II、III12、假設(shè)變址寄存器R的內(nèi)容為1000H，指令中的形式地址為2000H：地址1000H中的內(nèi)容為2000H，地址2000H中的內(nèi)容為3000H，地址3000H中的內(nèi)容為4000H，則變址尋址方式下訪問到的操作數(shù)是（）。A.1000HB.2000HC.3000HD.4000H13、在下列尋址中，（）尋址方式需要先運(yùn)算再訪問主存。A.立即B.變址C.間接D.直接14、下列操作中，不屬于“中斷隱指令”所完成的是（）。I.關(guān)中斷II.開中斷III.保護(hù)現(xiàn)場IV.保存斷點(diǎn)V.將中斷服務(wù)程序首地址送PCA.I，IIB.II，III，VC.II，IIID.III，V15、異常是指令執(zhí)行過程中在處理器內(nèi)部發(fā)生的特殊事件，中斷是來自處理器外部的請求事件。下列關(guān)于中斷或異常情況的敘述中，錯誤的是（）。A.“訪存時缺頁”屬于中斷B.“整數(shù)除以0”屬于異常C.“DMA傳送結(jié)束”屬于中斷D.“存儲保護(hù)錯”屬于異常二、填空題16、一個定點(diǎn)數(shù)由_______和_______兩部分組成。17、指令尋址的基本方式有兩種，______方式和______方式。18、從操作數(shù)的物理位置來說，可將指令歸結(jié)為三種類型：存儲器-存儲器型，_______19、PCI總線是當(dāng)前流行的總線。它是一個高_(dá)________且與_________無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)總線。20、形成指令尋址的方式，稱為指令尋址方式，有順序?qū)ぶ泛蚠______尋址兩種，使用_______來跟蹤。21、計算機(jī)軟件一般分為兩大類：一類叫______，另一類叫______操作系統(tǒng)屬于______類22、閃速存儲器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及_______能力，因此作為_______用于便攜式電腦中。23、不同機(jī)器有不同的________，RISC指令系統(tǒng)是________指令系統(tǒng)的改進(jìn)。24、總線仲裁部件通過采用________策略或________策略，選擇其中一個主設(shè)備作為總線的下次，接管總線控制權(quán)。25、目前的CPU包括________、________和cache、三、名詞解釋題26、存儲器：27、CD-ROM：28、相聯(lián)存儲器：29、串行傳輸：四、簡答題30、何謂通用串口I/O標(biāo)準(zhǔn)接口IEEE1394？簡述其性能特點(diǎn)？31、基本的DMA控制器的主要部件有哪些？32、能不能說CPU的主頻越快，計算機(jī)的運(yùn)行速度就越快？為什么？33、說明計算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。五、計算題34、一個直接映射的Cache有128個字塊，主機(jī)內(nèi)存包含16K個字塊，每個塊有16個字，訪問Cache的時間是10ms，填充一個Cache字塊的時間是200ms，Cache的初始狀態(tài)為空。1）如果按字尋址，請定義主存地址字段格式，給出各字段的位寬；2）CPU從主存中依次讀取位置16~210的字，循環(huán)讀取10次，則訪問Cache的命中率是多少？3）10次循環(huán)中，CPU平均每次循環(huán)讀取的時間是多少？35、一個16K×16位的存儲器，有l(wèi)K×4位的DRAM芯片，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由64×64構(gòu)成，試問：1）采用異步刷新方式，如果最大刷新間隔為2ms，則相鄰兩行之間的刷新間隔是多少？2）如果采用集中刷新方式，則存儲器刷新一遍最少用多少個存儲周期？設(shè)存儲器的存儲周期為0.5us，“死區(qū)”占多少時間？“死時間率”為多少（刷新周期為2ms）？36、現(xiàn)有64K×2位的存儲器芯片，欲設(shè)計具有同樣存儲容量的存儲器，應(yīng)如何安排地址線和數(shù)據(jù)線引腳的數(shù)目，使兩者之和最小，并說明有幾種解法。六、綜合題37、用16K×16位的SRAM芯片構(gòu)成64K×32位的存儲器。要求畫出該存儲器的組成邏輯框圖。38、某機(jī)采用微程序控制方式，微指令字長為24位，采用水平型字段直接編碼控制方式和斷定方式。共有微命令30個，構(gòu)成4個互斥類，各包含5個、8個、14個和3個微命令，外部條件共3個。1）控制存儲器的容量應(yīng)為多少？2）設(shè)計出微指令的具體格式。39、某指令系統(tǒng)字長12位，地址碼取3位，試提出一種方案，使該系統(tǒng)有4條三地址指令、8條二地址指令、150條一地址指令。列出操作碼的擴(kuò)展形式并計算操作碼的平均長度。

參考答案一、選擇題1、B2、D3、D4、C5、B6、D7、A8、C9、C10、A11、C12、D13、B14、C15、A二、填空題16、符號位數(shù)值域17、字向位向18、寄存器一寄存器型寄存器一存儲器型19、帶寬處理器20、跳躍程序計數(shù)器21、系統(tǒng)程序應(yīng)用程序系統(tǒng)程序22、瞬時啟動固態(tài)盤23、指令系統(tǒng)CISC24、優(yōu)先級公平主方25、控制器運(yùn)算器三、名詞解釋題26、存儲器：計算機(jī)中存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，分為內(nèi)存和外存。27、CD-ROM：計算機(jī)中只讀型光盤的主要標(biāo)準(zhǔn)。28、相聯(lián)存儲器：一種按內(nèi)容訪問的存儲器，每個存儲單元有匹配電路，可用于是cache中查找數(shù)據(jù)。29、串行傳輸：是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進(jìn)行。（只需一條數(shù)據(jù)傳輸線，線路的成本低，適合于長距離的數(shù)據(jù)傳輸）四、簡答題30、答：IEEE1394是串行1/0標(biāo)準(zhǔn)接口。與SCSI并行I/0接口相比，它具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時性，具有更小的體積和連接的方便性。IEEE1394的一個重大特點(diǎn)是，各被連接的設(shè)備的關(guān)系是平等的，不用PC介入也能自成系統(tǒng)。因此IEEE1394已成為因特爾、微軟等公司聯(lián)手制定的PC98系統(tǒng)設(shè)計指南的新標(biāo)準(zhǔn)。31、答：邏輯結(jié)構(gòu)包括時序和控制邏輯；內(nèi)部計數(shù)器、寄存器組、程序命令控制邏輯；優(yōu)先級編碼邏輯；地址、數(shù)據(jù)緩沖器組等部分。32、答：不能說機(jī)器的主頻越快，機(jī)器的速度就越快。因?yàn)闄C(jī)器的速度不僅與主頻有關(guān)，還與數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，時序分配方案、ALU運(yùn)算能力、指令功能強(qiáng)弱等多種因素有關(guān)，要看綜合效果。33、答：計算機(jī)系統(tǒng)可分為：微程序機(jī)器級，一般機(jī)器級（或稱機(jī)器語言級），操作系統(tǒng)級，匯編語言級，高級語言級。五、計算題34、解析：1）按字尋址，每個塊有16個字，故字塊內(nèi)地址為4位。Cache有128個字塊，故Cache字塊地址為8位。主存包含16K個字塊，故主存地址總共14位。則主存字塊標(biāo)記位數(shù)為14-8-4=2位。2）Cache中每個塊16個字，故16~210位置的字，按照直接映射可分別放入Cache的第1~13塊。由于Cache的初始狀態(tài)為空，循環(huán)讀取10次時，第一次循環(huán)第16、32、48、64、…、208位置的字均末命中，共13次，其他位置均命中，后面9次循環(huán)每個字都命中。故Cache的命中率為1-13/（195×10）=99.3%。3）第一次循環(huán)需要填充Cache13次，訪問Cache195-13=182次，總時間為200ns×13+10ns×182=4420ms。其余9次循環(huán)只需訪問Cache195次，總時間為195×10ns×9=17550ns。故平均訪問時間為（17550ns+4420ns）/10=2197ns。35、解析：不論采用何種刷新方式，刷新都是從單個芯片的存儲容量著手。1）采用異步刷新方式，在2ms時間內(nèi)把芯片的64行刷新一遍，相鄰兩行之間的刷新間隔=2ms/64=31.25μs，可取的刷新間隔為31μs。2）如果采用集中刷新方式，則存儲器刷新一遍最少用64個存儲周期，因?yàn)榇鎯ζ鞯拇鎯χ芷跒?.5μs，則“死區(qū)”=0.5μs×64=32μs，“死時間率”=32μs/2000μs×100%=l.6%。36、解析：不妨設(shè)地址線和數(shù)據(jù)線的數(shù)目分別為x和y。只需要滿足2x×y=64K×2，有如下方案：當(dāng)y=l時，x=17：當(dāng)y=2時，x=16；當(dāng)y=4時，x=15；當(dāng)y=8時，x=14。（可不用討論y等于3、5、6這些情況，不然x就沒法計算了）后面的就不用計算了，肯定比前面的引腳數(shù)目多。從以上分析可以看出，當(dāng)數(shù)據(jù)線為1或2時，地址線和數(shù)據(jù)線引腳的數(shù)目之和為18，達(dá)到最小，并且有兩種解答。六、綜合題37、解析：所需芯片總數(shù)（64K×32）/（16K×16）=8片，因此存儲器可分為4個模塊（圖中用橢圓標(biāo)示出來了），每個模塊16K×32位，各模