1、第 1 页 共 7 页 计算机组成原理与结构 一、填空题（ 1 分 15，共 15分） 1. _和 _，这是冯诺伊曼型计算机的设计思想。 2. DMA 方式采用下面三种方法： _访内、周期挪用、 _交替访内。 3. 通常虚拟存储器的管理方式有：页式、 _和 _。 4. 相联存储器是按照 _ 进行寻址的存储器。 5. 微程序控制中时序信号采用 _ _ 二级体制。 6. 二地址指令中，操作数的物理位置有三种型式，它们是 _ 型、_ 型和存储器 -存储器（ SS）型。 7. 在三总线系统中， _是一个特殊的处理器，它有自己的指令和程序专门负责数据输入输出的传输控制， CPU 只负责数据处理功能。 8
2、. 计算机能够直接执行的语言是 _。 9. 决定指令执行顺序的寄存器是 _，而记录指令执行结果状态的寄存器是 _。 二、选择题（单选， 2分 10，共 20 分） 1. 某数在计算机中用 8421BCD 码表示为 1001 0011B，其 真值表示为 _ 。 A. 93 B. 93H C.91 D. 10010011B 2. 在集中式总线仲裁中， _方式响应最快。 A菊花链 B独立请求 C计数器定时查询 D一样快 3. 某 计算机 字长 64 位，存储容量 4MB，按半字编址，它的寻址范围是 _。 A 1MB B 4MB C 1M D 2M 4. 在浮点数补码运算时，判定结果为规格化数的条件是
3、 _。 A. 阶码的符号位与尾数的符号位不同 B. 尾数 的符号位与最高数值位相同 C. 尾数的符号位与最高数值位不同 D. 尾数的最高数值位为 1 5. 基址寻址方式中，操作数存放在 _。 A. 通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈 6. 在 TEC 4 实验台中如果需要单拍执行微指令，需要 _。 A DP 置 1， DB、 DZ 置 0 第 2 页 共 7 页 B DB 置 1， DP、 DZ 置 0 C DZ 置 1， DP、 DB 置 0 D DP、 DB、 DZ 都置 0 7. 在双端口存储器中，以下哪种情况会发生冲突。 A左右端口地址相同，都进行读操作 B左右端
4、口地址相同，一个 进行读操作，一个进行写操作 C左右端口地址不同，都进行读操作 D左右端口地址不同，一个进行读操作，一个进行写操作 8. 计算机内存主要由 _半导体存储器构成。 A RAM B.ROM C.EPROM D.RAM 和 ROM 9. 描述 RISC CPU 的特点中，正确的表述是 _。 A RISCCPU 采用等长指令，寻址方式灵活多变，指令格式多样。 B RISC CPU 支持流水并强调资源的优化使用。 C RISC CPU 通用寄存器数目精简 D RISC CPU 指令系统 中指令的数目庞大，指令系统完善。 10. 磁盘存储器的平均存取时间是指 _。 A平均找道时间 B平等等
5、待时间 C平均找道时间加平均等待时间 D平均找道时间加平均等待时间加读写时间 第 3 页 共 7 页 三、简答题（每题 6 分，共 18 分） 1. 请说明总线的数据传送过程中，同步定时的特点。 2. 在计算机中， CPU 管理外围设备有哪几种方式？ 3. 采取哪些措施可以提高 CPU 和存储器之间的有效传输？ 第 4 页 共 7 页 四、计算题（共 6 6 8 8 28 分，写出计算过程或说明，否则不给分） 1. （ 6 分） 主存容 量为 4MB，虚存容量为 1GB，则虚拟地址和物理地址各为多少位？如页面大小为4KB，则页表长度是多少？ 2. （ 6 分） 某四级流水线，各部操作时间分别为
6、 120ns、 100ns 、 80ns 、 100ns，问流水线的操作周期应该为多少？如果连续有 8 个任务进入此流水线，请问流水加速比是多少？ 第 5 页 共 7 页 3. （ 8 分） 采用 IEEE754 标准，将十进制数 11.375 转换成 32 位浮点数，结果用 16 进制表示。 4. （ 8 分） 定点整数机器数字长为 8 位（含 1 位符号位， 7 位数值位）， 若机器数为下列数时，当它们分别表示原码、补码、反码和移码时，等价的十进制整数分别是多少？ （ 1） 81H （ 2） A4H 第 6 页 共 7 页 五、综合题（共 19 分） 1. （ 10 分）某机有 8 条微指
7、令 I1-I8，每条微指令所包含微命令控制信号如下表所示。 A - j 分别对应 10 种不同性质的微命令信号，假设一条微命令的控制字段仅限为 8 位，请安排微指令的控制字段格式。 （请写出两种控制字段格式，每种 5 分） 第 7 页 共 7 页 2. （ 9 分） 一种单地址指令格式如下所示，其中 I 为间接特征， X 为寻址模式， D 为形式地址。 I，X， D 组成该指令操作数的有效地址 E，设 R 为变址寄存器， R1为基址寄存器， PC 为程序计数器，请说明下表的各种寻址方式的名称。 寻址方式名称 I X 有效地址 E (1) 0 00 E=D (2) 0 01 E=(PC)+D (
8、3) 0 10 E=(R)+D (4) 0 11 E=(R1)+D (5) 1 00 E=(D) (6) 1 11 E=(R1)+D) 第 8 页 共 7 页 答案 一、填空题（ 1 分 15，共 15分） 1. 存储程序 程序控制 2. 停止 CPU DMA 和 CPU 3. 段式 段页式 4. 内容 5. 节拍电位 节拍脉冲 6. 寄存器寄存器（ RR） 寄存器存储器（ RS） 7. IOP（通道） 8. 机器语言 9. PC（程序计数器） PSW（状态寄存器） 二、选择题（单选， 2分 10，共 20 分） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. A B C C B
9、 A B A B C 三、简答题（ 6 分 6分 6 分，共 18 分） 4. 请说明总线的数据传送过程中，同步定时的特点。（每小点 2 分） 答：（ 1）出现在总线上的事件都由 时钟信号来控制； （ 2）具有较高的传输频率 （ 3）挂在总线上的模块存取时间应比较接近，总线较短 5. 在计算机中， CPU 管理外围设备有哪几种方式？（答出 1 个给两分，以后多一个 1 分） 答：程序查询方式、程序中断方式、直接内存访问（ DMA）方式、通道方式、外围处理机方式 6. 采取哪些措施可以提高 CPU 和存储器之间的有效传输？ 答：（ 1）采用更高速的存储器，或增加存储器字长 （ 2）采用并行操作的
10、双端口存储器 （ 3）在 CPU 和存储器之间插入一个 Cache （ 4）采用交叉存储器，在每个存储周期存取几个字 第 9 页 共 7 页 四、计算题（共 6 6 8 8 28 分，写出计算过程或说明，否则不给分） 1 答： 222=4M , 230=1G 所以虚拟地址 30 位，物理地址 22 位 （ 3 分） 1GB/4KB=218 所以页表长度 218行 （ 3 分） 2 答：周期 max（ Ti） 120ns （ 2 分） 采用流水线所花时间： (4+8-1) 120ns 1320 非流水线所花时间： 8（ 120 100 80 100） ns 3200ns 加速比 =3200/13
11、20 2.42 (4 分 ) （加速比 写出： nk/(k+n-1)= 8 4/(4+8-1)=2.91 的扣 2 分） 3 答：（ 11.375） 10 1011.011 1.0110112 23 （ 1 分） 尾数 M 011 0110 0000 0000 0000 0000 （ 2 分） 阶码 E 1000 0011 （ 2 分） 符号位 0 （ 1 分） 浮点数表示为： 0100 0001 0011 0110 0000 0000 0000 0000（ 41360000） 16 （ 2 分） 4答： （每个 1 分） （ 1） 81H=1000 0001B 表示原码时，真值为 000 0
12、001B -1D 表示反码时，对应的原码为 1111 1110B，真值为 111 1110B -126D 表示补码时，对应的原码为 1111 1111B，真值为 111 1111B -127D 表示移码时，对应的补码为 0000 0001B，真值为 000 0001B 1D （ 2） A4H=1010 0100B 表示原码时，真值为 010 0100B -36D 表示反码时，对应的原码为 1101 1011B，真值为 101 1011B -91D 表示补码时，对应的原码为 1101 1100B，真值为 1101 1100B -92D 表示移码时，对应的补码为 0010 0100B，真值为 010 0100B 36D 第 10 页 共 7 页 五、综合题（ 10 分 9分，共 20 分） 1 （写成任意两个给满分） XXXX XX XX ABCG D I J E F H XXXX XX XX ACDI B G J E F H XXXX XX XX ACDG B I J E F H XXXX XX XX ACDE B G J F H I 2 （每个 1.5 分） (1)直接寻址 (2)相对寻址 (3)变址寻址 (4)基址寻址 (5)间接寻址 (6)基址间接寻址
