计算机组成原理试题及答案文档格式.docx

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B扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度；

C提高外存储器的存取速度；

D扩大外存储器的存储空间；

5、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；

6、同步传输之所以比异步传输具有较高的传输频率是因为同步传输______。

A不需要应答信号；

B总线长度较短；

C用一个公共时钟信号进行同步；

D各部件存取时间较为接近；

7、计算机系统中的存储器系统是指______。

ARAM存储器BROM存储器C主存储器Dcache、主存储器和外存储器

8、存储单元是指______。

A存放一个二进制信息位的存储元B存放一个机器字的所有存储元集合

C存放一个字节的所有存储元集合D存放两个字节的所有存储元集合；

9、双端口存储器所以能高速进行读/写，是因为采用______。

A高速芯片B两套相互独立的读写电路C流水技术D新型器件

10、描述流水CPU基本概念正确的句子是______。

A.流水CPU是以空间并行性为原理构造的处理器

B.流水CPU一定是RISC机器

C.流水CPU一定是多媒体CPU

D.流水CPU是一种非常经济而实用的时间并行技术

二、填空题（共25分每空1分）

1、冯·

诺依曼计算机在硬件上是由、、、、五大部分构成。

2、IEEE754标准，一个浮点数由______、阶码E、尾数M三个域组成。

其中阶码E的值等于指数的______加上一个固定______。

3、根据地址格式不同，虚拟存储器分为______、______和______三种。

4、CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做______，它常用若干个______来表示，而后者又包含有若干个______。

5、对存储器的要求是______，______，______。

为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。

6、指令系统是表征一台计算机______的重要因素，它的______和______不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。

7、CPU中至少有如下六类寄存器______寄存器，______计数器，______寄存器，寄存器，状态条件寄存器，寄存器。

三、简答题（共20分）

1、什么是RISC？

RISC指令系统的特点是什么？

（4分）

2、简述控制器的基本功能？

（8分）

3、CPU响应中断应具备哪些条件？

画出中断处理过程流程图。

四、有两个浮点数x=2（+01）2

（-0.111）2Y=2（+01）2

（+0.101）2，设阶码2位，阶符1位，数符1位，尾数3位，用补码运算规则计算x-y的值。

（10分）

五、已知cache命中率H=0.98，主存存取时间是cache存取时间的4倍，已知主存存取周期为200ns，求cache/主存的效率和平均访问时间。

（8分）

六、（10分）用512K×

16位的SRAM芯片组成一个2M×

32的SRAM，试问：

1）数据线几条？

2）地址线几条？

3）共需要多少个这样的芯片？

4）画出此存储器的组成框图.

七、（7分）下表列出了常用寻址方式有效地址E算法，请在第2列中填写寻址方式名称。

序号

寻址方式名称

有效地址E算法

说明

（1）

操作数在指令中

（2）

操作数在某个寄存器内，指令给出寄存器号

（3）

E=D

Disp为偏移量

（4）

E=（B）

B为基址寄存器

（5）

E=（B）+D

（6）

E=（B）+（I）+D

（7）

指令地址=（PC）+D

PC为程序计数器或当前指令指针寄存器

八、（10分）

已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为512×

48（位），微程序可在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图所示：

←操作控制→←——————顺序控制————————→

（1）微指令中的三个字段分别应多少位？

（2）画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。

2010/2011学年第1学期期末考试试题答案及评分标准

（A卷）

计算机组成原理

1、D2、B3、C4、B5、B6、C7、D8、B9、B10、D

二、填空题（共26分每空1分）

1、运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

2、符号位S真值e偏移值

3、页式段式段页式

4、指令周期机器周期时钟周期

5、容量大速度快成本低

6、性能格式功能

7、指令程序地址通用缓冲

1、（4分）答：

RISC是精简指令系统计算机，它有以下特点：

（1）选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令。

（2）指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。

（3）只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行。

（4）大部分指令在一个机器周期内完成。

（5）CPU中通用寄存器数量相当多。

（6）以硬布线控制为主，不用或少用微指令码控制。

（7）一般用高级语言编程，特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。

2、（8分）答：

一台电子计算机基本上可以划分为两大部分-----控制器和执行部件，控制器就是控制部件，运算器、存储器、外设对控制器来说就是执行部件。

控制器具有如下四个方面的基本功能：

1）指令控制，程序的顺序控制，称为指令控制。

2）操作控制，管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3）时间控制，对各种操作实施时间上的定时，称为时间控制。

4）数据控制，所谓数据加工，就是对数据进行算术运算和逻辑运算处理。

3、（8分）解：

条件：

（1）在CPU中的中断屏蔽触发器IM必须是开放的。

（2）外设有中断请求时，中断请求触发器IR必须处于“1”状态，保持中断请求信号。

（3）外设接口中中断允许触发器EI必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。

（4）当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个机器周期响应中断。

（4分）

四、（10分）解：

1）设Sx为x的尾数，Sy为y的尾数，则

Sx=（-0.111）2[Sx]补=1.001

Sy=（+0.101）2[Sy]补=0.101（2分）

又设Ex为x的阶码，Ey为y的阶码，则

Ex=（+01）2，[Ex]补=001

Ey=（+01）2，[Ey]补=001（2分）

2）对阶：

Ex-Ey=（01）2，阶码相等，故不需要对阶。

3）尾数相减

[Sy]补=0.101[-Sy]补=1.011（2分）

[Sx]补=1.001

+[Sy]补=1.011

[Sx-Sy]补=10.100（2分）

4）规格化与舍入

尾数符号位10，需要右规，尾数右移1位，最低有效位舍掉，阶码加1（右规）则，

[Sx-Sy]补=1.010

[Ex]补=[Ey]补=010（2分）

规格化结果：

010，1.010

五、（8分）

解：

R=Tm/Tc=4；

Tc=Tm/4=50ns（2分）

E=1/[R+（1-R）H]=1/[4+（1-4）×

0.98]=0.94（3分）

Ta=Tc/E=Tc×

[4-3×

0.98]=50×

1.06=53ns。

（3分）

六、（10分）解：

1）数据寄存器32位（2分）

2）地址寄存器21位（2分）

3）共需要8片SRAM（2分）

4）存储器的组成原理如图（4分）

七、（7分）解

1）立即（1分）

2）寄存器（1分）

3）直接（1分）

4）基址（1分）

5）基址+偏移量（1分）

6）基址+变址+偏移量（1分）

7）相对（1分）

八、（10分）

（1）假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有4个转移条件，故该字段为4位（如采用字段译码只需3位），下地址字段为9位，因此控制存储器容量为512个单元，微命令字段是（48–4-9）=35位。

（2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图如下：

其中微地址寄存器对应下地址字段，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令子段，后两部分组成微指令寄存器。

地址转移逻辑的输入是指令寄存器OP码，各状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），转移逻辑输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。

（4分

）