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2010~2011学年武汉大学计算机组成原理AB类AB卷及答案

武汉大学计算机学院2010-2011学年第一学期2009级《计算机组成原理》期末考试试题A卷(闭卷)学号_____________ 班级 _________ 姓名_____________ 成绩________ 一、单项选择题(每小题2分,共20分)1.如果用一位符号位表示数据的正负,0代表正号,1代表负号,其余的代码用数据的绝对值表示的机器码是______。

A. 原码B. 反码C. 补码D. 移码2.浮点数的精度取决于______ 。

A. 尾数的位数B. 阶码C.尾数的编码D. 基数3.以下________ 是零的一个原码。

A. 11111111B. 10000000C. 01111111D.110000004.动态RAM的刷新是以______ 为单位进行的。

A. 存储单元B. 行C. 块D. 字节5.在虚拟存储器中,______主存的命中率越高。

A. 页面越大B. 主存容量越大C. 段越长D. 辅存容量越大6.在Cache的地址映像中,若主存中的任意一块均可以映射到Cache内的任意一块的位置上,则这种方法称为______ 。

A. 全相联映像B. 直接映像C. 组相联映像D. 混合映像7.在指令格式设计中,采用扩展操作码的目的是______。

A. 增加指令长度B. 增加地址码数量C. 增加指令数量D. 增加寻址空间8.指令操作所需要的数据不会来自______ 。

A. 寄存器B. 指令本身C. 主存中D. 控制存储器9.能够改变程序执行顺序的是______ 指令。

A. 数据传送B. 移位操作C. I/OD. 转子程序10.在控制器的信号中,相容的信号是______ 信号。

A. 可以同时出现的B. 可以相继出现的C. 可以相互替代的D. 可以相互容错的二、运算方法与运算器分析题(共20分)1.(10分)在定点补码加法运算中,产生溢出的条件是什么?写出两种溢出判断方法,并分析判断溢出的过程。

2.(10分)图一是一个(7,4)循环海明码编码器的原理图,该码的生成多项式是G(x)=x3+x+1,它由三个延迟电路D和两个异或门组成。

如果输入的信息码为1001,分析该电路的编码输出,写出编码过程和输出信息。

图一(7,4)编码器原理图三、指令系统与控制器设计题(共20分)某一单总线的CPU内部结构如图二所示,分析下面指令的功能,写出执行下面指令执行过程的微操作控制信号。

(1)ADD R1, (mem)(2)STORE (mem), R1图二单总线CPU结构图四、存储系统与存储结构分析题(共20分)一个组相联映像Cache有64个存储块构成,每组包含4个存储块,主存包含4096个存储块,每块由128个字组成,以字作为访存地址单位。

(1)(10分)计算主存地址有多少位?Cache地址有多少位?并画出地址结构图。

(2)(10分)计算主存地址格式中区号、组号、块号和块内地址字段的位数。

五、输入输出系统设计题(共20分)在单级中断系统中,采用串行链接电路实现具有公共请求线的中断裁决,发出中断请求的设备在获取中断允许信号时将中断向量放在数据总线上,未发出中断请求的设备将收到的中断允许信号传递给下一个设备你,请设计一个这样的设备接口上中断判优和中断向量生成电路。

武汉大学计算机学院2010-2011学年第一学期2009级《计算机组成原理》期末考试试题A类A卷(闭卷)参考答案一、单项选择题(每题2分,共20分)答:1.A 2.A 3.B 4.B 5.B 6.A 7.C 8.D 9.D 10.A二、运算方法与运算器分析题(共20分) 1.(10分)答:定点补码加法运算中产生溢出的条件是两个相同的数相加超过了定点数的表示范围。

溢出判断方法有以下三种:方法一设x 的符号为x f ,y 的符号为y f ,运算结果的符号为S f 。

溢出逻辑表达式:sy x sy x ffffffV +=,若V =0无溢出;V =1有溢出。

方法二若最高数值位向符号位的进位值C 与符号位产生的进位输出值S 相同时,则没有溢出发生;如果两个进位值不同,则有溢出发生。

溢出表达式: V =S ⊕C 。

方法三:设左边第一位为第一符号位S f1,相邻的为第二符号位S f2。

则:00表示正号、01表示产生正向溢出、11表示负号、10表示产生了负向溢出。

溢出逻辑表达式:V =S f1⊕S f2,若V =0无溢出;V =1有溢出。

2.(10分)答:向输入端输入信息码1001000的过程中,电路编码过程如下表描述。

三、指令系统与控制器设计题(共20分)(1)(10分)指令的含义是将R1的内容加上存储器中的内容,结果写入R1,存储器采用间接寻址。

微操作信号如下:PC →AR,读PC+1→PC DB →DRDR →IRIR (地址段)→AR ,读 DB →DR DR →ALU R1+ALU →GRGR →R1(2)(10分)指令的含义是将R1的内容写入存储器,存储器采用间接寻址。

微操作信号如下:PC →AR ,读 PC+1→PC DB →DRDR →IRIR (地址段)→AR,读 DB →DR DR →AR R1→DR ,写四、存储系统与存储结构分析题(共20分)(1)(10分)主存包含4096=212个块,所以主存块地址是12位;Cache 中包含64=26个块,所以Cache 的块地址是6位(包括组号和块号);每个块包含128=27个字,所以块内地址是7位。

所以主存地址为12+7=19位,Cache 地址为6+7=13位。

如下图所示。

(2)(10分)由上图可以计算出:区号为19-13=6位,组号为6-2=4位,块号为2位,块内地址为7位。

五、输入输出系统设计题(共20分)答:在链式中断裁决方式中,优先级最高的设备放在链的第一个位置。

优先级裁决电路如下:(画出其中一级即可)武汉大学计算机学院2010-2011学年第一学期2009级《计算机组成原理》期末考试试题A类B卷(闭卷)学号_____________ 班级_________ 姓名_____________ 成绩________一、单项选择题(每小题2分,共30分)1. 冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中,CPU区分它们的依据是:A. 指令操作码的译码结果B.指令和数据的寻址方式C. 指令周期的不同阶段D.指令和数据所在的存储单元2. 浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和判溢出等步骤。

设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示,且位数分别为5位和7位(均含2位符号位)。

若有两个数X=27×29/32,Y=25×5/8,则浮点加法计算X+Y的最终结果是:A.00111 1100010 B.00111 0100010C.01000 0010001 D. 发生溢出3. 十进制数5的单精度浮点数IEEE 754代码为:A. 01100000101000000000000000000000B. 01000000101000000000000000000000C. 11000000101000000000000000000000D. 110000001011000000000000000000004.某计算机的Cache共有16块,采用2路组相联映射方式,每个主存块大小为32字节,按字节编址。

主存129号单元所在主存块应装入到Cache的组号是:A.0 B.2 C.4 D.65.某计算机主存容量为64KB.其中ROM区为4KB.其余为RAM区,按字节编址;现要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片来设计该存储器,则需要上述规格的ROM芯片数和RAM 芯片数分别是:A.1、15 B.2、15 C.1、30 D. 2、306.有一个lK×l的DRAM芯片,芯片内是32×32结构,采用分散刷新方式,如果刷新间隔不超过2ms,刷新信号的周期是。

A.62.5us B.6.25us C.0.625us D.2ms7.某机器字长16位,主存按字节编址,转移指令采用相对寻址,由两个字节组成,第一字节为操作码字段,第二字节为相对位移量字段。

假定取指令时,每取一个字节PC自动加1。

若某转移指令所在主存地址为2000H,相对位移量字段的内容为06H,则该转移指令成功转以后的目标地址是:A.2006H B. 2007H C.2008H D .2009H8.下列关于RISC的叙述中,错误的是A. RISC普遍采用微程序控制器B. RI SC大多数指令在一个时钟周期内完C. RISC的内部通用寄存器数量相对CISC多D. RISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CI SC少9. 某计算机的指令流水线由四个功能段组我。

指令流经各功能段的时间(忽略各功能段之间的缓存时间)分别是90ns、80ns、70ns和60ns.则该计算机的CPU时钟周期至少是:A. 90nsB. 80ns C.70ns D.60ns10. 相对于微程序控制器,硬布线控制器的特点是:A.指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展容易B.指令执行速度慢,指令功能的修改和扩展难C.指令执行速度快,指令功能的修改和扩展容易D.指令执行速度快,指令功能的修改和扩展难11. 假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4字节信息.一个总线周期占用2个时钟周期,总线时钟频率为10MHZ,则总线带宽是:A.10MB/S B. 20MB/S C.10 MB/S D.80 MB/S12.假设某计算机的存储系统由出Cache和主存组成,某程序执行过程中访存1000次,其中访问Cache缺失50次,则Cache的命中率是:A.5% B. 9.5% C.50% D.95%13.一个分段存储管理系统中,地址长度为32位.其中段号8位,则最大段长是A.28字节B.218字节C.224字节 D. 232字节14.分区分配内存管理方式的主要保护措施是:A.界地址保护B.程序代码保护C.数据保护 D. 栈保护15.下列选项中能引起外部中断的事件是:A.键盘输入B.除数为0 C.浮点运算下溢D.访存缺页二、(16分)(1)在恢复余数法中,若第i次求商的余数为Ri,下一次求商的余数为Ri+1, 证明不恢复余数法中加减交替法运算规则的正确性。

(2)已知接收到的海明码为01001l1 (偶校验),问有没有错误?传送的信息是什么?三、(12分)某半导体存储器容量为15KB,其中固化区8KB,可选EPROM芯片为4K×8位;随机读写区7KB,可选SRAM芯片有:4K×4位、2K×4位、IK×4位。

地址总线A15~A0,双向数据总线D7~D0,WR/为读/写控制信号,MREQ为低电平时允许存储器工作信号。

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