2022年江西理工大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、一个存储器系统中，常常同时包含ROM和RAM两种类型的存储器，如果用lK×8位的ROM芯片和lK×4位的RAM芯片，组成4K×8位的ROM和1K×8位的RAM存储系统，按先ROM后RAM进行编址。

采用3-8译码器选片，译码信号输出信号为Y0~Y7，其中Y4选择的是（）。

A.第一片ROMB.第五片ROMC.第一片RAMD.第一片RAM和第二片RAM2、某机器字长32位，存储容量64MB，若按字编址，它的寻址范围是（）。

A.8MB.16MBC.16MD.8MB3、若x=103，y=-25，则下列表达式采用8位定点补码运算时，会发生溢出的是（）。

A.x+yB.-x+yC.x-yD.x-y4、下列说法正确的是（）。

A.当机器采用补码表示时，0有两种编码方式B.当机器采用原码表示时，0有两种编码方式C.当机器采用反码表示时，0有一种编码方式D.无论机器数采用何种码表示，0都有两种编码方式5、并行加法器中，每位全和的形成除与本位相加两数数值位有关外，还与（）有A.低位数值大小B.低位数的全和C.高位数值大小D.低位数送来的进位6、下列关于多总线结构的叙述中，错误的是（）。

A.靠近CPU的总线速度较快B.存储器总线可支持突发传送方式C.总线之间需通过桥接器相连D.PCI-Expressx16采用并行传输方式7、按数据传送格式，总线常被划分为（）。

A.并行总线与串行总线B.同步总线与异步总线C.系统总线与外总线D.存储总线与I /O总线8、将高级语言源程序转换为机器目标代码文件的程序是（）。

A.汇编程序B.链接程序C.编译程序D.解释程序9、下列关于计算机操作的单位时间的关系中，正确的是（）。

A.时钟周期>指令周期>CPU周期B.指令周期CPU周期>时钟周期C.CPU周期>指令周期>时钟周期D.CPU周期>时钟周期>指令周期10、某磁盘的转速为10 000r/min，平均寻道时间是6ms，磁盘传输速率是20MB/s，磁盘控制器延迟为0.2ms，读取一个4KB的扇区所需平均时间约为（）。

A.9msB.9.4msC.12msD.12.4ms11、CPU在中断周期中（）A.执行中断服务程序B.执行中断隐指令C.与I/O设备传送数据D.处理异常情况12、指令寄存器中寄存的是（）A.下一条要执行的指令B.已执行完了的指令C.正在执行的指令D.要转移的指令13、在程序执行过程中，（）控制计算机的运行总是处于取指令、分析指令和执行指令的循环之中。

A.控制器B.CPUC.指令存储器D.指令译码器14、一般来说，变址寻址经常和其他寻址方式混合在起使用，设变址寄存器为X，形式地址为D，某机具有先间址寻址再变址寻址的方式，则这种寻址方式的有效地址为（）。

A.EA=D+（IX）B.EA=（D）+（IX）C.EA=（D+（IX））D.EA=D+IX15、下列寻址方式中，最适合按下标顺序访问一维数组的是（）。

A.相对寻址B.寄存器寻址C.直接寻址D.变址寻址二、填空题16、指令寻址的基本方式有两种，______方式和______方式。

17、中断处理需要有中断________。

中断________产生，中断________等硬件支持。

18、目前的CPU包括________、 ________和cache、19、2000年，超级计算机最高浮点运算速度达到每秒_______次，我国的_______号计算机的运算速度达到3840亿次，使我国成为_______之后第三个拥有高速计算机的国家。

20、CPU能直接访问______和______但不能直接访问磁盘和光盘。

21、闪速存储器特别适合于_______微型计算机系统，被誉为_______而成为代替磁盘的一种理想工具。

22、一位十进制数，用BCD码表示需要________位二进制码，用ASCII码表示需要________位二进制码。

23、一个定点数由_______和_______两部分组成。

24、奔腾CPU中L2级cache的内容是_______的子集，而_______内容又是L2级cache 的子集。

25、PCI总线是当前流行的总线。

它是一个高_________且与_________无关的标准总线。

三、名词解释题26、主机：27、型微指令：28、统一编址：29、条件转移：四、简答题30、什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？31、计算机指令中一般包含哪些字段？各有什么作用？32、存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？33、什么是中断允许触发器？他有何作用？五、计算题34、设有一个1MB容量的存储器，字长为32位，问：1）若按字节编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？2）若按半字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？3）若按字编址，地址寄存器、数据寄存器各为儿位？编址范围为多大？35、某计算机采用5级指令流水线，如果每级执行时间是2ns，求理想情况下该流水线的加速比和吞吐率。

36、某磁盘存储器转速为3 000r/min，共有4个记录面，5道/mm，每道记录信息为12 288B，最小磁道直径为230mm，共有275道。

试问：1）磁盘存储器的容量是多少？2）最高位密度与最低位密度是多少？3）磁盘数据传输率是多少？4）平均等待时间是多少？5）给出一个磁盘地址格式方案。

六、综合题37、某16位计算机的主存按字节编码，存取单位为16位；采用16位定长指令字格式：CPU采用单总线结构，主要部分如下图所示。

图中R0~R3为通用寄存器：T为暂存器：SR为移位寄存器，可实现直送（mov）、左移一位.（left）和右移一位（right）3种操作，控制信号为SRop，SR的输出由信号SRout控制：ALU可实现直送A（mova）、A加B（add）、A减B（sub）、A与B（and）、A或B（or）、非A（not）、A加1（inc）7种操作，控制信号为ALUop。

请回答下列问题。

1）图中哪些寄存器是程序员可见的？为何要设置暂存器T？2）控制信号ALUop和SRop的位数至少各是多少？3）控制信号SRout所控制部件的名称或作用是什么？4）端点①~⑨中，哪些端点须连接到控制部件的输出端？5）为完善单总线数据通路，需要在端点①~⑨中相应的端点之间添加必要的连线。

写出连线的起点和终点，以正确表示数据的流动方向。

6）为什么二路选择器MUX的一个输入端是2？38、设浮点数字长32位，其中阶码部分8位（含l位阶符），尾数部分24位（含1位数符），当阶码的基值分别是2和16时：1）说明基值2和16在浮点数中如何表示。

2）当阶码和尾数均用补码表示，且尾数采用规格化形式时，给出这两种情况下所能表示的最大正数真值和非零最小正数真值。

3）在哪种基值情况下，数的表示范围大？4）两种基值情况下，对阶和规格化操作有何不同？39、若某计算机有5级中断，中断响应优先级为1>2>3>4>5，而中断处理优先级为1>4>5>2>3，要求：1）设计各级中断服务程序的中断屏蔽位（假设1为屏蔽，0为开放）。

2）若在运行用户程序时，同时出现第2、4级中断请求，而在处理第2级中断过程中，又同时出现1、3、5级中断请求，试画出此时CPU运行过程示意图。

参考答案一、选择题1、D2、C3、C4、B5、D6、D7、A8、C9、B10、B11、B、12、C，13、A14、B。

先间址后变址，这里需要理清“先间址”的这个间址指的是D，而不是1X，如果是IX的话那就变成了寄存器间接寻址了15、D二、填空题16、字向位向17、优先级仲裁向量控制逻辑18、控制器运算器19、1万亿神威美国、日本20、cache 主存21、便携式固态盘22、4 723、符号位数值域24、主存 L1级cache25、带宽处理器三、名词解释题26、主机：主机中包含了除输入输出设备以外的所有电路部件，是一个能够独立工作的系统。

27、型微指令：一种微指令类型，设置微操作码字段，采用微操作码编码法，由微操作码规定微指令的功能。

28、统一编址：就是将外围设备中的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器和内存单元一起编排地址。

29、条件转移：一种转移指令类型，根据计算机中的状态决定是否转移。

四、简答题30、答：寻址方式是指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指令格式和指令功能。

寻址方式分为指令寻址和数据寻址31、答：包含地址码和操作吗；操作码表示操作的类型；地址码一半表示操作数和操作结果的存储位置；32、答：存储器的层次结构主要体现在Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。

Cache-主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，CPU访存速度加快，接近于Cache的速度，而寻址空间和位价却接近于主存。

主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，即从程序员的角度看，他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存，而速度接近于主存。

综合上述两个存储层次的作用，从整个存储系统来看，就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。

主存与CACHE之间的信息调度功能全部由硬件自动完成。

而主存与辅存层次的调度目前广泛采用虚拟存储技术实现，即将主存与辅存的一部分通过软硬结合的技术组成虚拟存储器，程序员可使用这个比主存实际空间（物理地址空间）大得多的虚拟地址空间（逻辑地址空间）编程，当程序运行时，再由软、硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换。

因此，这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。

33、答：中断允许触发器是CPU中断系统中的一个部件，他起着开关中断的作用（即中断总开关，则中断屏蔽触发器可视为中断的分开关）。

五、计算题34、解析：字长为32位，若按半字编址，则每个存储单元存放16位；若按字编址，则每个存储单元存放32位。

1）若按字节编址，1MB=220×8bit，地址寄存器为20位，数据寄存器为8位，编址范围为00000H~FFFFFH。

2）若按半字编址，1MB=20×8bit=219×16bit，地址寄存器为19位，数据寄存器为16位，编址范围为00000H~7FFFFH。

3）若按字编址，1MB=20×8bit=218×32bit，地址寄存器为18位，数据寄存器为32位，编址范围为00000H~3FFFFH。

归纳总结：主存容量确定后，编址单位越大，对应的存储单元数量就越少。