本科生-计算机组成原理题库-期末试卷(15)及答案

本科生期末试卷十五

一、 选择题（每小题1分，共10分）

1． 下列数中最大的数为______。

A.（）2 B.（227）8

C.（96）8 D.（143）5

2． 设 32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，尾数位为23位，则它所能表示

的最大规格化正数为______。

A．+（2 – 2-23）×2+127 B．[1+（1 – 2-23）]×2+127 C．+（2 – 223）×2+255 D．2+127 -223

3． 四片74181ALU和一片74182CLA器件相配合，具有如下进位传送功能______。

A.行波进位 B.组内先行进位，组间先行进位

C.组内先行进位，组间行波进位 D.组内行波进位，组间先行进位

4． 某计算机字长32位，其存储容量为8MB，若按字编址，它的寻址范围是______。

A. 1M B. 4MB D. 2MB 5． 以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传

输率最高的是______。

C.闪速存储器 6． 位操作类指令的功能是______。

A.对CPU内部通用寄存器或主存某一单元任一位进行状态检测（0或1） B.对CPU内部通用寄存器或主存某一单元任一位进行状态强置（0或1） C.对CPU内部通用寄存器或主存某一单元任一位进行状态检测或强置 D.进行移位操作

7． 操作控制器的功能是______。

A.产生时序信号 B.从主存取出一条指令 C.完成指令操作的译码

D.从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生有关的操作控制信号，以解释执行该指令

8． 采用串行接口进行七位ASCⅡ码传送，带有一位奇偶校验位为1位起始位和1位停

止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为______。

9． 英寸软盘记录方式采用____________。

A.单面双密度 B.双面双密度 C.双面高密度 D.双面单密度 10．通道对CPU的请求形式是______。

A.自陷 B.中断 C.通道命令 D.跳转指令

二、 填空题（每小题3分，共15分）

1． Cache是一种A______存储器，是为了解决CPU和主存之间B______不匹配而采用

的一项重要的硬件技术。现发展为C______体系。

2． 一个较完善的指令系统应包含A______类指令，B______类指令，C______类指令，

程序控制类指令，I/O类指令，字符串类指令，系统控制类指令。 3． 并行处理技术已经成为计算机发展的主流。它可贯穿于信息加工的各个步骤和阶段

概括起来，主要有三种形式：A______并行；B______并行；C______并行。

4． 为了解决多个A______同时竞争总线，B______必须具有C______部件。

5． 磁表面存储器主要技术指标有：A______，B______，C______和数据传输速率。

三、（10分）设[X]

补

=01111，[Y]补=11101，用带求补器的补码阵列乘法器求出乘积

X·Y=并用十进制数乘法验证。

四、（9分）指令格式如下所示。OP为操作码字段，试分析指令格式的特点。

31 26 22 18 17 16 15 0

OP —— 源寄存器 变址寄存器 偏移量 五、（9分）如图（A）是某SRAM的写入时序图，其中R/W是读写命令控制线，R/W线

为低电平时，存贮器按给定地址把数据线上的数据写入存贮器。请指出图中写入时 图 序的错误，并画出正确的写入时序图。

七、（9分）证明：一个m段流水线处理器和具有m个并行部件的处理器一样具有同等

水平的吞吐能力。

十（10分）硬布线控制器的指令周期，流程图如图所示。请写出RD、WE、LDAR、LDDR、

LDAC、（+）、LDPC各控制信号逻辑表达式。（其中W1—W6为节拍电位信号，每个节拍电位包含T1—T4四个时钟周期信号。）

W1 PCAR

RD 取指W2 MDR 周期DR(OP)IR W3 PC+1 LDA W4 W5 W6 DR(ADR)AR RD MDR DRAC STA 译码 ADD DR(ADR)AR RD MDR AC(+)DRAC DR(ADR)AR ACDR WE DRM 本科生期末试卷十五答案 一、选择题

1．B 2．B 3．B 4 D 5．C 6．C 7．D 8．A 9．C 10．B

二、填空题

1．A．高速缓冲 B．速度 C．多级cache体系 2．A．数据传送 B．算术运算 C．逻辑运算 3．A．时间 B．空间 C．时间+空间 4．A．主设备 B．控制权 C．总线仲裁

5．A．存储密度 B．存储容量 C．平均存取时间

三、解：设最高位为符号位，输入数据为[ x ]

补

= 01111 [ y ]原 = 11101

[ y ]补 = 10011

算前求补器输出后： x = 1111 y = 1101 1 1 1 1 × 1 1 0 1

1 1 1 1

0 0 0 0 乘积符号位运算： 1 1 1 1 x0⊕y0 = 0⊕1 = 1 + 1 1 1 1

1 1 0 0 0 0 1 1

算后求补级输出为00111101，加上乘积符号位1，最后得补码乘积值为 。

利用补码与真值的换算公式，补码二进制数的真值是： x×y = -1×28 + 1×25 + 1×24 + 1×23 + 1×22 + 1×20 = -195 十进制数乘法验证： x×y = （+15）×（-13）= -195

四、解：（1）操作码字段为6位，可指定26 = 64种操作，即64条指令。

（2）单字长（32）二地址指令。

（3）一个操作数在源寄存器（共有16个），另一个操作数在存储器中（由变址寄

存器内容 + 偏移量 决定），所以是RS型指令。

（4）这种指令结构用于访问存储器。

五、解：写入存贮器时时序信号必须同步。通常，当R/W线加负脉冲时，地址和数据线

的电平必须是稳定的。当R/W线一达到逻辑0电平时，数据立即被存贮。因此，当R/W线处于低态时，如果数据线改变了数值，那么存贮器将存贮新的数据⑤。同样，当R/W处于低态时地址线发生了变化，那么同样的数据将存贮到新的地址（②或③）。正确的写入如下图

图

六、解：该中断系统可以实行5重中断，中断优先级的顺序是，优先权1最高，主程序运

行于最低优先权（优先权为6）。图中出现了4重中断。 图中中断过程如下：

主程序运行到T1时刻，响应优先权4的中断源的中断请求并进行中断服务；到T3时刻，

优先权4的中断服务还未结束，但又出现了优先权3的中断源的中断请求；暂停优先权4的中断服务，而响应优先权3的中断。到T4时刻，又被优先权2的中断源所中断，直到T6时刻，返回优先权3的服务程序，到T7时刻，又被优先权1的中断源所中断，到T8时刻，优先权1的中断服务完毕，返回优先权3的服务程序，直到T10优先权3的中断服务结束，返回优先权4的服务程序，优先权4的服务程序到T11结束，最后返回主程序。图中，优先权3的服务程序被中断2次，而优先权5的中断又产生。

七、解：设P1是有总延迟时间t1的非流水线处理器，故其最大吞吐量（数据带宽）为1/t1。

又设Pm是相当于P1的m段流水线处理器。其中每一段处理线路具有同样的延迟时间tc，和缓冲寄存器延迟时间tr，故Pm的带宽为

Wm=1/（tc+tr）。

如果Pm是将P1划分成延迟相同的若干段形成的，则t1≈mtc，因此P1的带宽为

W1=1/（mtc）。

由此可得出结论：条件mtc>(tc+tr)满足时，Wm>W1，即Pm比P1有更强的吞吐能力。

八、解：每道存储容量为：15×512B = 7680B

磁盘转速为：360转 / 分 = 6转 / 秒 访存时间为：1 / 6 ×1000ms ×1/2 = ms 写入一道数据需用（平均）：（10 + 40）/ 2 + = 写入一道数据需用（最多）：40 + =

写入数据所用道数：38040 ÷ 7680 = 5（道） 平均所需时间：×5 = 最长时间 ：×5 =

九、解：（1）是调频制（FM）；

（2）是改进调频制（MFM）； （3）是调相制（PE）； （4）是调频制（FM）； （5）是不归零制（NRZ）； （6）是“见1就翻制”（NRZ1）。