计算机组成原理考试个人整理.docx

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计算机组成原理考试个人整理

计算机组成原理考试（个人整理）

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期末模拟试卷与参考答案

1．选择题

（1）计算机系统中的存贮器系统是指cache、主存贮器和外存贮器。

（2）Cache有哪些特点？

答：

Cache具有如下特点：

（1）位于CPU与主存之间，是存储器层次结构中级别最高的一级。

（2）容量比主存小，目前一般有数KB到数MB

（3）速度一般比主存快5~10倍，通常由存储速度高的双极型三极管或SRAM组成。

（4）其容量是主存的部分副本。

（5）可用来存放指令，也可用来存放数据。

（6）快存的功能全部由硬件实现，并对程序员透明。

（3）硬盘为什么需要cache（高速缓冲存储器）？

cache的读取速度通常都是很高的，因为相对于内存来说硬盘的读取速度比较慢，所以产生了硬盘的cache，以此来加快内存读取硬盘数据的速率，其他的cache基本上都是如此，都是为了弥补设备速率低造成的瓶颈。

（4）IEEE754标准的32位浮点数

这里我们用的是32位，即数符1位，阶码8位，尾数23位，数符表示数据的正负号，整数为0，负数为1。

以0.421875为例，转换为二进制0.421875=0.011011=1.1011e（-2），e=-2，数码s=0，E=-2+127（01111111）=125尾数M=1011。

因此存储格式为

00111110110110000000000000000000

结果：

3ED80000

附上农哥课上练习：

（5）a.立即寻址b.寄存器寻址c.直接寻址d.间接寻址e.寄存器间接寻址f.变址寻址g,基址寻址h.相对寻址i.页面寻址

例：

1.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。

A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址

2.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C）。

A．64K　　B．32KB　　C．32K　　D．16KB

3.单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用（C　）。

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

4.零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，因此它的操作数来自（　B　）。

A.立即数和栈顶　　B.栈顶和次栈顶　　C.暂存器和栈顶　　D.寄存器和内存单元

5.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（C　）。

　　A.实现存储程序和程序控制　　　　　　　　　　　B.可以直接访问外存

　　C.缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性　D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度

6.用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为（C　）寻址。

　　A.直接　　　B.间接　　　　　C.寄存器直接　　　D.寄存器间接

7.寄存器间接寻址方式中，操作数处在（　B）。

　　A.通用寄存器　　　B.贮存单元　　　　　C.程序计数器　　　　　D.堆栈

8.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。

A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址

（6）虚拟存储

常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。

A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。

2．填空题

（1）定点小数与整数

1.若32位定点小数的最高位为符号位，用补码表示，则所能表示的最大正数为 1-2-31 ，最小正数为 2-31 ，最大负数为 -2-31，最小负数为 -1 ；若32位定点整数的最高位为符号位，用原码表示，则所能表示的最大正数为 231-1 ，最小正数为1 ，最大负数为-1  ，最小负数为-（231-1） 。

2．若机器字长为32位，在浮点数据表示时阶符占1位，阶码值占7位，数符占1位，尾数值占23位，阶码用移码表示，尾数用原码表示，则该浮点数格式所能表示的最大正数为 （1-2-23）×2127 ，最小正数为 2-151，最大负数为  -2-151，最小负数为 -（1-2-23）×2127。

3．定点补码加减法运算中，产生溢出的条件是什么？

溢出判断的方法有哪几种？

如果是浮点加减运算，产生溢出的条件又是什么？

答：

定点补码加减运算中，产生溢出的条件是：

定点补码加减运算结果超出了定点数的表示范围。

   溢出判断的方法有三种：

①采用单符号位法；②采用进位判断法；③采用双符号位法，这种方法又称为“变形补码”或“模4补码”。

   浮点加减运算中，产生溢出的条件是：

浮点加减运算结果中阶码超出了它的表示范围。

（2）补码

1．已知下列数的原码表示，分别写出它们的补码表示。

[X]原＝0．10100，[X]原＝1．10111

2．已知下列数的补码表示，分别写出它们的真值。

[X]补＝0．10100，[X]补＝1．10111

（3）BCD码

9．以下列形式表示（5382）10

（1）8421码

（2）余3码

（3）2421码（4）二进制数

（4）74LS181

例：

1101100110110101

:

四．计算题

1.浮点数

2.booth算法

五．分析题

1.海明码校验

2.指令结构设计

3.存储扩展

③各种芯片需2片

④

（2）计算机主存储器由8k字的ROM区和2K字的RAM区组成，主存字长16位，容量总共10k字。

RAM区选用2K*8位的6116组成，地址分配2000~27FFROM区选用8k*8位的58c65组成，地址分配在0000~1FFF

1.一个组关联Cache由64个行组成，每组4行。

主存储器包含4k个块，每块128字节，请表示主存地址格式

4k=2^12128=2^7

总长度=12+7=19

--------------19------------------

[6][4][2][7]

区号组号组内地址块内地址

128=2^7

64/4=16=2^4

4=2^2

19-4-2-7=6

2.设某机主存容量为2MB，Cache容量为16KB，每块包含4个字，每字32位，设计一个四路组相联映像（即Cache每组内共有四个块）的内存组织结构。

2mb=2^21

--------------21------------------

[7][8][2][4]

区号组号组内地址块内地址

4=2^2

16k=2^14

21-14=7

32*4/8=16=2^4

3.一个计算机有cache，主存和用于虚拟存储的磁盘。

若所访问的字在cache中，则存取它只需20ns。

若字在主存而不在cache中，则需要60ns将它装入cache，然后从cache中存取。

若字不在主存中，则需要12ms将它从磁盘取来装入主存，再用60ns复制到cache，最后从cache存取。

Cache的命中率0.9，主存命中率0.6，那么此系统访问一个字的平均存取时间是多少？

20ns*0.9+0.1*[20ns+60ns*0.6+0.4[60ns+12ms]]]

20*0.9+0.1+[20+60*0.6+0.4*[60+12000]]=74ns