计算机组成原理复习题15及答案.doc

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.（10010101）2 B.（227）8C.（96）8 D.（143）52 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 B1+（1 2-23）2+127 C+（2 223）2+255 D2+127 -2233 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 C.4M D. 2MB5 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_。A.DRAM B.SRAM C.闪速存储器 D.EPROM6 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ASC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_。A.960 B.873 C.1371 D.4809 3.5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XY=？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B15.1（A）是某SRAM的写入时序图，其中R/是读写命令控制线，R/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B15.1 序的错误，并画出正确的写入时序图。 六、（10分）如图B15.2是从实时角度观察到的中断嵌套。试问，这个中断系统可以实图B15.2行几重？并分析图中的中断过程。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。八、（10分）软盘驱动器使用双面双密度软盘，每面有80道，每道15扇区，每个扇区存储512B。已知磁盘转速为360转/分，假设找道时间为10-40ms，今写入38040B，平均需要多少时间？最长时间是多少？九、（9分）试分析图B15.3所示写电流波形属于何种记录方式。 图B15.3 十（10分）硬布线控制器的指令周期，流程图如图B15.4所示。请写出RD、WE、LDAR、LDDR、LDAC、（+）、LDPC各控制信号逻辑表达式。（其中W1W6为节拍电位信号，每个节拍电位包含T1T4四个时钟周期信号。）ADDSTALDARDWERDW1W2W3PCARMDRDR(OP)IR PC+1取指周期W4W5W6DR(ADR)ARMDRDRACDR(ADR)ARACDRDRMDR(ADR)ARMDRAC(+)DRAC译码RD图B15.4 本科生期末试卷十五答案一、 选择题1B 2B 3B 4 D 5C 6C 7D 8A 9C 10B二、 填空题1A高速缓冲 B速度 C多级cache体系2A数据传送 B算术运算 C逻辑运算3A时间 B空间 C时间+空间4A主设备 B控制权 C总线仲裁5A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 x0y0 = 01 = 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 10011101 。 利用补码与真值的换算公式，补码二进制数的真值是： xy = -128 + 125 + 124 + 123 + 122 + 120 = -195 十进制数乘法验证： xy = （+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/线加负脉冲时，地址和数据线的电平必须是稳定的。当R/线一达到逻辑0电平时，数据立即被存贮。因此，当R/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。同样，当R/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（或）。正确的写入如下图 图B15.3六、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B15.2中出现了4重中断。 图B15.2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t1mtc，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，WmW1，即Pm比P1有更强的吞吐能力。八、解：每道存储容量为：15512B = 7680B 磁盘转速为：360转 / 分 = 6转 / 秒 访存时间为：1 / 6 1000ms 1/2 = 83.3 ms 写入一道数据需用（平均）：（10 + 40）/ 2 + 83.3 = 108.3ms 写入一道数据需用（最多）：40 + 83.3 = 123.3ms 写入数据所用道数：38040 7680 = 5（道） 平均所需时间：108.3ms5 = 541.5ms 最长时间 ：123.3ms5 = 616.5ms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）。十、解：RD=W1+W5(LDA+ADD) ；电位控制信号WE=W6STAT3；脉冲控制信号LDAR=W1T4+W4(LDA+STA+ADD)T4；脉冲控制信号LDDR=W2T4+W5(LDA+STA+ADD)T4；脉冲控制信号LDAC=W6LDAT4+W6ADDT4；脉冲控制信号LDPC=W3T4；脉冲控制信号(+)=W6ADD；电位控制信号