2021年海南師范大學(xué)軟件工程專業(yè)《計算機組成原理》科目期末試卷B(有答案)

2021年海南師范大學(xué)軟件工程專業(yè)《計算機組成原理》科目期末試卷

B（有答案）

一、選擇題

1、某SRAM芯片，其容量為512乂8位，除電源和接地端外，該芯片引出線的最小數(shù)目

應(yīng)該是（）。

A.23B.25C.50D.19

2、某C語言程序段如下:

for（i=0：i<9：i++）{

temp=l；

for（j=0：j<=i：j++）

temp+=a[J]；

sum+=temp：

）

下列關(guān)于數(shù)組a的訪問局部性的描述中，正確的是（）。

A.時間局部性和空間局部性皆有

B.無時間局部性，有空間局部性

C.有時間局部性，無空間局部性

D.時間局部性和空間局部性皆無

3、在浮點機中，判斷原碼規(guī)格化的形式的原則是（）。

A.尾數(shù)的符號位與第一數(shù)位不同

B.尾數(shù)的第一數(shù)位為1,數(shù)符任意

C.尾數(shù)的符號位與第一位相同

D,階符與數(shù)符不同

4、下列編碼中，能檢測出所有長度小于或等于校驗位（檢測位）長度的突發(fā)錯的校驗碼

是（）。

A循環(huán)冗余校驗碼B.海明碼C.奇校驗碼D.偶校驗碼

5、假設(shè)機器字長為8位（含兩位符號位），若機器數(shù)DA日為補碼，則算術(shù)左移一位和

算術(shù)右移一位分別得（）。

A.B4HEDHB.F4H6DHC.B5HEDHD.B4H6DH

6、總線的數(shù)據(jù)傳輸速率可按公式Q二Wf/N計算，其中Q為總線數(shù)據(jù)傳輸速率，W為總

線數(shù)據(jù)寬度（總線位寬/8）,f為總線時鐘頻率，N為完成一次數(shù)據(jù)傳送所需的總線時鐘

周期個數(shù)。若總線位寬為16位，總線時鐘頻率為8MHz,完成一次數(shù)據(jù)傳送需2個總線

時鐘周期，則總線數(shù)據(jù)傳輸速率Q為（）。

A.16Mbit/sB.8Mbit/sC.16MB/sD.8MB/S

7、在下列各種情況中，最應(yīng)采用異步傳輸方式的是（）.

A.I/O接口與打印機交換信息

B.CPU與主存交換信息

C.CPU和PQ總線交換信息

D.由統(tǒng)一時序信號控制方式下的設(shè)備

8、只有當(dāng)程序要執(zhí)行時，它才會去將源程序翻譯成機器語言，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、假定機器M的時鐘頻率為200MHz,程序P在機器M上的執(zhí)行時間為12s。對P優(yōu)

化時，將其所有乘4指令都換成了一條左移兩位的指令，得到優(yōu)化后的程序P。若在M

上乘法指令的CPI為102,左移指令的CPI為z,P的執(zhí)行時間是P"執(zhí)行時間的1.2倍,

則P中的乘法指令條數(shù)為（）。

A.200萬B.400萬C.800萬D.1600萬

10、關(guān)于通用寄存器，下列說法正確的是（）。

A.可存放指令的寄存器

B.可存放程序狀態(tài)字的寄存器

C本身具有計數(shù)邏輯與移位邏輯的寄存器

D.可存放運算結(jié)果的寄存器

11、下列關(guān)于指令流水線數(shù)據(jù)通路的敘述中，正確的是（）°

A.包含生成控制信號的控制部件

B.包含算術(shù)邏輯運算部件ALU

C.包含通用寄存器組和取指部件

D.由組合邏輯電路和時序邏輯電路組合而成

12、某指令系統(tǒng)有200條指令，對操作碼采用固定長度二進制編碼時，最少需要用（）

A.4B.8C.16D.32

13、假設(shè)寄存器R中的數(shù)值為200,主存地址為200和300的地址單元中存放的內(nèi)容分

別是300和400,則（）訪問到的操作數(shù)為200。

I.直接尋址200

0.寄存器間接尋址（R）

III.存儲器間接尋址（200）

IV.寄存器尋址R

A.LIIVB.H、mcm、ivD.只有IV

14、設(shè)一個磁盤盤面共有200個磁道，盤面總存儲容量60MB,磁盤旋轉(zhuǎn)一周的時間為

25ms,每個磁道有8個扇區(qū)，各扇區(qū)之間有一間隙，磁頭通過每個間除需1.25ms。則

磁盤通道所需最大傳輸率是（）。

A.10MB/SB.60MB/SC.83.3MB/SD.20MB/S

15、中斷服務(wù)程序的最后一條指令是（）。

A,轉(zhuǎn)移指令

B.出棧指令

C.中斷返回指令

D.開中斷指令

二、填空題

16、RISC機器一定是CPU,但后者不一定是RISC機器，奔騰機屬于機器

17、計算機軟件一般分為兩大類：一類叫，另一類叫操作系統(tǒng)屬于類。

18、漢字的、、是計算機用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出三種不同

用途的編碼。

19、中斷處理過程可以嵌套進行，的設(shè)備可以中斷的中斷服務(wù)程序。

20、形成指令尋址的方式，稱為指令尋址方式，有順序?qū)ぶ泛蛯ぶ穬煞N，使用

來跟蹤。

2L在計算機術(shù)語中，將和和在一起稱為CPU,而將CPU和合在一起

稱為主機。

22、為了解決多個同時競爭總線,必須具有部件。

23、虛擬存儲器指的是層次，它給用戶提供了一個比實際空間大的多

_______空間，

24、存儲并按順序執(zhí)行，這是馮諾依曼型計算機的工作原理。

25、堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)尋址方式，它采用原理。按結(jié)構(gòu)不同，分為

堆棧和堆棧。

三、名詞解釋題

26、軟件：

27、溫徹斯特技術(shù);

28、指令編碼:

29、控制存儲器的容量

四、簡答題

30、什么是并行處理?

31、計算機指令中一般包含哪些字段？各有什么作用？

32、寫出浮點數(shù)補碼規(guī)格化形式°當(dāng)尾數(shù)出現(xiàn)什么形式時需要規(guī)格化？如何規(guī)格

化？

33、何謂CRT的顯示分辨率、灰度級?

五、計算題

34、一個16Kxl6位的存儲器.有IKx4位的DRAM芯片，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由64乂64構(gòu)成,

試問：

1）采用異步刷新方式，如果最大刷新間隔為2m5,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）?

35、設(shè)有一個1MB容量的存儲器，字長為32位，問：

1）若按字節(jié)編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大?

2）若按半字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大?

3）若按字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為兒位？編址范圍為多大？

36、某32位計算機，CPU主頻為800MHz,Cache命中時的CPI為4,Cache塊大

小為32B；主存采用8體交叉存儲方式，每個體的存儲字長為32位、存儲周期為

40ns；存儲器總線寬度為32位，總線時鐘頻率為200MHz,支持突發(fā)傳送總線事

務(wù)。每次讀突發(fā)傳送總線事務(wù)的過程包括送首地址和命令、存儲器準(zhǔn)備數(shù)據(jù)和傳送

數(shù)據(jù)。每次突發(fā)傳送32B,傳送地址或32位數(shù)據(jù)均需一個總線時鐘周期。請回答下

列問題，要求給出理由或計算過程。

1）CPU和總線的時鐘周期各為多少？總線的帶寬（即最大數(shù)據(jù)傳輸率）為多少?

2)Cache缺失時，需要用幾個讀突發(fā)傳送總線事務(wù)來完成一個主存塊的讀?。?/p>

3)存儲器總線完成一次讀突發(fā)傳送總線事務(wù)所需的時間是多少？

4)若程序BP執(zhí)行過程中，共執(zhí)行了100條指令，平均每條指令需進行1.2次訪存,

Cache缺失率為5%,不考慮替換等開銷，則BP的CPU執(zhí)行時間是多少？

六、綜合題

37、在信號處理和科學(xué)的應(yīng)用中，轉(zhuǎn)置矩陣的行和列是一個很重要的問題。從局

部性的角度來看，它也很有趣，因為它的引用模式既是以行為主的，也是以列為主

的，例如，考慮下面的轉(zhuǎn)置函數(shù)；

l.Tpedefintarraya[2][2]；

2.

3.voidtransposeI(arraydst,arraysrc)

4.(

5.inti,j；

6.for(i=0：i<2：1++)(

7.for（j=0；j<2；j++）{

8.dstg][i]=src[i][j]；

9.)

10.）

11.}

假設(shè)在一臺具有如下屬性的機器上運行這段代碼：

sizeof（int）==4o

src數(shù)組從地址0開始，dst數(shù)組從地址16開始（十進制）。

只有一個L1數(shù)據(jù)高速緩存，它是直接映射的、直寫、寫分配，塊大小為8個字節(jié)。

這個高速緩存總的大小為16個數(shù)據(jù)字節(jié)，一開始是空的。

對src和dst數(shù)組的訪問分別是讀和寫不命中的唯一來源。

問題如下；

1）對每個row和col,指明對src[row][col]和dstfrow][col]的訪問是命中（h）還

是不命中（m）,例如,讀src[0]⑼會不命中,寫dst[O][O]也不命中,并將結(jié)果填

至下列表格中。

列。列?列0列1

行0tro

tflIfI

2）對于一個大小為32數(shù)據(jù)字節(jié)的高速緩存，指明src和dst的訪問命中情況，并將

結(jié)果填至下列表格中。

dst散組src效織

列0列1列0列1

ITO行。

If1行1

38、設(shè)某機有4個中斷源A、B、C、D.其硬件排隊優(yōu)先順序為A>B>C>D,現(xiàn)要求

將中斷處理順序改為D>A>C>B。

1）寫出每個中斷源對應(yīng)的屏蔽字。

2）按圖所示的時間軸給出的4個中斷源的請求時刻，畫出CPU執(zhí)行程序的軌

跡。設(shè)每個中斷源的中斷服務(wù)程序時間均為20s。

程序

?IIII11IIIII111III1_

05|0203040506070809。M

A請求求

D請求

39、在按字節(jié)編址的計算機M上，fl的部分源程序（陰影部分）與對應(yīng)的機器級

代碼（包括指令的虛擬地址）如下：其中，機器級代碼包括行號、虛擬地址、機器

指令和匯編指令。請回答下列問題

(1)計算機M是RISC還是CISC,為什么？

(2)fl的機器指令代碼共占多少字節(jié)，要求給出計算過程。

(3)第20條指令cmp通過i減n-l實現(xiàn)對i和n?l的比較。執(zhí)行fl(0)過程中，當(dāng)

i二0時，cmp指令執(zhí)行后，進/借位標(biāo)志CF的內(nèi)容是什么？要求給出計算過程6

(4)第23條指令shl通過左移操作實現(xiàn)了power*2運算，在f2中能否也用shl指令

實現(xiàn)power*2運算？為什么？

inifl(unsignedn)

I0040102055pushebp

?????????

for(unsignedi=0;i<=n-l;i-H-)

??????

200040105E394DF4cmpdwordptr[ebp-OCh],ecx

??????

power*=2

????

2300401066DIE2shledx,I

???

returnsum;

350040I07FC3ret

參考答案

一、選擇題

1、D

2、A

3、B

4、A

5、A

6、D、

7、A

8、C

9、B

10、D

11、A

12、B

13、D

14、D

15、C

二、填空題

16、流水CISC

17、系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件

18、輸入編碼（或輸入碼）內(nèi)碼（或機內(nèi)碼）字模碼

19、優(yōu)先級高優(yōu)先級低

20、跳躍程序計數(shù)器

21、運算器控制器存儲器

22、主設(shè)備控制權(quán)總線仲裁

23、主存一外存主存虛擬地址

24、程序地址

25、先進后出寄存器存儲器

三、名詞解釋題

26、軟件：

由程序構(gòu)成的系統(tǒng)，分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

27、溫徹斯特技術(shù)：

硬盤中采用的一種技術(shù)，將磁頭、盤片和音圈電機組合在一個密封的盒內(nèi)，避免產(chǎn)生磁頭

與介質(zhì)的磨損，并且采用接觸式后停，

28、指令編碼：

將指令分成操作碼和操作數(shù)地址碼的幾個字段來編碼.

29、控制存儲器的容量

取決于指令的數(shù)量，每條指令的微程序長度和微指令代碼的利用率。

四、簡答題

30、答；廣義地講，并行性有兩種含義：一是同時性，指兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生;

二是并發(fā)性，指兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生。計算機的并行處理技術(shù)可貫穿于

信息加工的各個步驟和階段，概括起來，主要有三種形式：（1）時間并行：指時間重疊,

在并行性概念中引入時間因素，讓多個處理過程在時間上相互錯開，輪流重疊地使用同一

套硬件設(shè)備的各個部分，以加快硬件周轉(zhuǎn)而扁得速度。（2）空間并行；指資源重復(fù)，在

并行性概念中引入空間因素，以"數(shù)量取勝"為原則來大幅度提高計算機的處理速度。

（3）時間并行+空間并行；指時間重疊和資源重復(fù)的綜合應(yīng)用，既采用時間并行性又采

用空間并行性

31、答；包含地址碼和操作嗎；操作碼表示操作的類型；地址碼一半表示操作數(shù)和操作結(jié)

果的存儲位置；

32、解析；設(shè)浮點數(shù)尾數(shù)采用雙符號位，當(dāng)尾數(shù)呈現(xiàn)OO,lxxx…x或者

ll.Oxxx...*叱即為補碼規(guī)格化形式。當(dāng)尾數(shù)出現(xiàn)Ol.xx*…乂或IO.XXX.J時，

需要右規(guī)一次，即尾數(shù)右移一位，階碼加1。當(dāng)尾數(shù)出現(xiàn)00.0乂乂乂…乂或

ll.lxxx...x時，需要左規(guī)N次（N不定），尾數(shù)每左移一位，階碼減L直到尾數(shù)

呈現(xiàn)規(guī)格化形式為止。

33、答：分辨率是指顯示器所能表示的像素個數(shù)。像素越密，分辨率越高，圖像越清晰。

分辨率取決于顯像管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦能力。同時刷新

存儲器要有與顯示像素數(shù)相對應(yīng)的存儲空間，用來存儲每個像素的信息。

灰度級是指黑白顯示器中所顯示的像素點的亮暗差別，在彩色顯示器中則表現(xiàn)為顏色的不

同?；叶燃壴蕉啵瑘D像層次越清楚逼真。

五、計算題

34、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

新間隔二2ms/64=31.25g可取的刷新間隔為31必。

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，因為存儲器

的存儲周期為0.54S,則"死區(qū)”=0.5HSX64=324S,”死時間

率"=32MS/2000/ZSX100%=I.6%.

35、解析；字長為32位，若按半字編址，則每個存儲單元存放16位；若按字編址,

則每個存儲單元存放32位。

1)若按字節(jié)編址，lMB=220x8bit,地址寄存器為20位，數(shù)據(jù)寄存器為8

位，編址范圍為00000H~FFFFFH.

2)若按半字編址，lMB=20x8bit=2i9xl6bit,地址寄存器為19位，數(shù)據(jù)

寄存器為16位，編址范圍為00000H?7FFFFH。

3)若按字編址，lMB=20X8bit=218x32bit,地址寄存器為18位，數(shù)據(jù)寄

存器為32位，編址范圍為00000H~3FFFFH。

歸納總結(jié)：主存容量確定后，編址單位越大，對應(yīng)的存儲單元數(shù)量就越少。

因此，隨著編址單位的變大，地址寄存器的位數(shù)減少，數(shù)據(jù)寄存器的位數(shù)增加。其

實這個可以這么來理解，醫(yī)院需要放置1000個床位，每個房間放的床位多了，需

要的房間自然就少了。

36、解析：

1)CPU的時鐘周期為1/800MHZ=1.25ns。

總線的時鐘周期為l/200MHz=5ns。

總線帶寬為4Bx200MHz=800MB/s或4B/5ns=800MB/s.

2)因為每次讀突發(fā)傳送32B,而Cache塊大小恰好是32B,所以只需要1個

讀突發(fā)傳送總線事務(wù)來完成一個主存塊的讀取6

3)一次讀突發(fā)傳送總線事務(wù)包括一次地址傳送和32B數(shù)據(jù)傳送：用1個總線

時鐘周期傳輸?shù)刂罚?ns：首先，根據(jù)低位交叉存儲器的工作原理，數(shù)據(jù)全部讀

出需要40ns+(8-1)x5ns=75nso但是，在第40ns時，數(shù)據(jù)的讀取與傳輸是可

以重疊的，所以只需要加上最后一個體讀出的數(shù)據(jù)的傳輸時間即可，即5ns。故讀

突發(fā)傳送總線事物時間為5ns+75ns+5ns=85ns。

4)BP的CPU執(zhí)行時間包括Cache命中時的指令執(zhí)行時間和Cache缺失時帶

來的額外開銷。命中時的指令執(zhí)行時間；100x4x|,25ns=500ns。指令執(zhí)行過程

中Cache缺失時的額外開銷：1.2乂100乂5%乂85ns=510ns。可得，BP的CPU執(zhí)行

時間：500ns+510ns=1010ns<.

六、綜合題

37、解析:

1)解決這個問題的關(guān)鍵是想象出如圖所示的關(guān)系圖。

注意：每個高速緩存行只包含數(shù)組的一個行，高速緩存正好只夠保存一個數(shù)

組，而且對王所有isrc和dst的行i都映射到同一個高速緩存行(0%2=0,1%2=1,

2%2=0,3%2=1)o

因為高速緩存不夠太，不足以容納這兩個數(shù)組，所以對一個數(shù)組的引用總是驅(qū)逐出

另一個數(shù)組的有用的行。具體過程如下；

II位1位12位

標(biāo)記位組號貝內(nèi)地址

dstO][i]=src[i]。語包先訪問src[i][i]再將其存儲到dst[j][i]

訪問命中否訪問用LineO中內(nèi)容訪向用Lincl中內(nèi)容

>rc[O][O]mgo】

mdsl(O]

src[O]|llm?(0]

面⑴⑼msrc[0]㈣1]

5r叩勒msrc[O]src[l]

dstfOHI]mdst[O]src[l]

hdst[Ojsrc[l)

dsl(l](l]mdst(O]面⑴

說明如下，

①訪問src[O][O],不命中，將src[O]調(diào)入高速緩存的Line。。

②訪問dst[O][O],不命中,將dst[O]調(diào)入高速緩存的Line。，換出src[O]0

③訪問src[O][l],不命中,將s?0]調(diào)入高速緩存的Line。,換出dst[O]。

④

dscOsrc數(shù)蛆

列0列1列0列1

行。mmtf0mm

行1mm行Imh

2）當(dāng)高速緩存為32B時，它足夠大，能容納這兩個數(shù)組。因此所有不命中都是開

始時的不命中。關(guān)系如圖所示C

Y.U--速援存

0

LincO

srj

------------------------------l.inel

;I6

Line2

dsh

LineJ

訪時M嗒Lind)LinclIuie2hne3

go眄m岬]

岬㈣mgo]ds(O)

E0】[i]hmfO]岬1

dsitlHO]msrc[O](M01d?(ll

msrc[0]“叩]<M0]MU

hsfc[O]?e|l]ds(01Mil

srcfini]hsrc(O)src(l)dst(O]

<MHIIIh?(0]sre|l]dst(O)㈣i]

dstfim