2024年计算机科学与技术专业计算机组成原理考试卷.doc

中央广播电视大学1999第学期“开放教育（本科）”期末考试 计算机科学与技术专业计算机组成原理 1999-考试卷一、（共30分）1.(10分) (1)将十进制数+107/128化成二进制数、八进制数和十六进制数（3分） (2)请回答什么是二-十进制编码?什么是有权码、什么是无权码、各举一个你熟悉的有权码和无权码的例子？（7分）2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分)3.阐明海明码能实现检错纠错的基本原理?为何能发觉并更正一位错、也能发觉二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么条件？（5分）4.举例阐明运算器中的ALU一般能够提供的最少5种运算功效?运算器中使用多累加器的好处是什么?乘商存储器的基本功效是什么?(5分)二、(共30分)1.在设计指令系统时,一般应从哪4个方面考虑?(每个2分,共8分)2.简明阐明减法指令SUB R3,R2和子程序调用指令的执行步骤(每个4分，共8分) 3.在微程序的控制器中，一般有哪5种得到下一条指令地址的方式。(第个2分，共10分）4.简明地阐明组合逻辑控制器应由哪几个功效部件组成？(4分）三、（共22分）1.静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些重要区分？各自重要应用在什么地方？（7分）2.CACHE有哪3种基本映象方式，各自的重要特点是什么？衡量高速缓冲存储器（CACHE）性能的最重要的指标是什么？（10分）3.使用阵列磁盘的目标是什么？阵列磁盘中的RAID0、RAID1、RAID4、RAID5各有什么样的容错能力？（5分）四、（共18分）1.比较程序控制方式、程序中断方式、直接存储器访问方式，在完成输入/输出操作时的优缺陷。（9分）2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺陷和重要应用场所。（9分）试卷代号1011 中央广播电视大学1999第学期“开放教育（本科）”期末考试 计算机科学与技术专业计算机组成原理 试题答案及评分标准 （供参考） 一、（共30分） （1）（每个1分，共3分） 二进制： （0.1101011） 八进制： (0.654)8 十六进制： (0.D6)16 (2) (3 分) 二十进制编码，又称BCD码，一般是指用4位二进制码表示一位十进制数的编码方案。 （3）（4分） 有权码是说，用到4位二进制码中，每一位都有确定的位权，4位权之和代表该十进制的数值，例如常用8421码，从高到底4位二进制码的位权分加别为8、4、2、1，例如，0101即表示十进制的5；无权码则恰好相反，用到4位二进制码中，每一位没有确定的位权，只能用4位的总的状态组合关系来表示该十进制的数值，例如循环码，就找不出4个二进制位中每一位权。 2、（10分） 二位数符号不一样，成果为负，故最后乘积为-0.01000001 3、（5分） （1）（3分） 海明码是对多个数据位使用多个校验位的一个检错编码方案，对每个校验位采取偶校验规则计算校验位的值，通过把每个数据位分派到几个不一样的校验位的计算中去，若任何一个数据位犯错，必将引起有关的值发生变化，这这么出就通过检查这些校验位取值的不一样情况，不但能够发觉数据是否犯错，还是发觉是哪一位错，从而提供了纠正错误的也许。 （2）（2分） 设数据位为 k，校验位为r，能发觉并更正一位错，也能发觉二位错，他们应满足的关系是： 2r-1 k+r 4、（5分） （1）（2分） ALU一般提供加、减、与、或、异或等多个算术及逻辑运算功效。 （2）（1分） 运算器中使用多累加器有利于减少运算器执行过程中访问内存储器的次数，即能够把某些中间成果暂存在累加器中，有利于提升计算机的运行效率。 （3）（2分） 乘商存储器最基本的功效是支持硬件乘法和除法指令的迅速运算，在乘法指令运算时，开始存乘数，最后则是乘积的低位部分，在除法指令运算时，开始存被除数的低位部分，最后则是除法的商。它自身支持左右移位，用户在程序中不能访问它。 二、（共30分） 1、（每个2分，共8分） （1）指令系统的完备性，常用指令齐全，编程以便 （2）指令系统的高效性，程序占内存空间少，运行速快 （3）指令系统的规整性，指令和数据使用规则统一简单，易学易记 （4）指令系统的兼容性，同一系列的低级计算机的程序能在新的高档机上直接运行 2、（每个4分，共8分） 1）SUB R3，R2指令执行步骤： （1）程序计数器（PC）的内容送地址存储器 （2）读内存，读出内容送指令存储器（IR）；PC内容+1（增量）； （3）R3、R2送ALU，ALU执行减运算，运算成果存回R3存储器；保存运算成果的特性状态。 （4）检查有无中断祈求，有，则响应中断，无则转下一条指令的执行过程。 2）子程序调用指令的执行步骤： （1）（2）步的取指和最后一步的判中断同前一条指令的处理； （3）修改堆栈指针SP并送地址存储器； （4）把PC的内容写到主存储器的堆栈中；完成了保存断点 （5）把指令中给出的子程序地址送入程序计数器PC中（这要看是怎样给出这一地址的，按实际情况详细处理）。 3、（每个2分，共10分） （1）微程序次序执行时，下地址为本条微指指令地址加1。 （2）在微程序必然转向某一微地址时，能够在微指令中的有关字段中给出该地址值。 （3）按微指令（上一条或本条）的某一执行成果的状态，选择次序执行或转向某一地址。 （4）从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序断点的返回地址，用于微子程序返回处理。 （5）依条件判断转向多条微指令地址中的某一地址的控制。 4、（4分） 组合逻辑控制器应由程序计数器PC，指令存储器IR，操作码设码器，节拍发生器，时序控制信号形成部件等几个重要部分组成。 三、（共22分） 1、（7分） （1）（3分） SRAM DRAM 存储信息 触发器 电容 破坏性读出 非 是 需要刷新 非 需要 行列地址 同时送 需要 运行速度 快 慢 集成度 高 低 发热量 大 小 存储成本 高 低 （2）（4分） 因为动态存储器集成度高，生产成本低，被广泛地用于实现要求更大容量的主存储器。静态存储器读写速度快，生产成本高，一般多用其实现容量能够较小的高速缓冲存储器。 2、（10分） （1）（每个2分，共6分） 全相联映象方式：主存单元与CACHE单元随意对应，有最大的使用灵活性，但地址标志字段位数多，比较地址时也许要与所有单元比较，线途经于复杂，成本太高，只使用于CACHE容量很小的情况； 直接映象方式：一个主存单元只与一个CACHE单元硬件对应，有点死板，影响CACHE容量的有效使用效率，即影响命中率。但地址线路最简单，比较常用。 多路相联映象方式：一个主存单元能够与多个CACHE单元有程度的随意对应，是全相联映象和直接映象的一个折衷方案，有利于提升命中率，地址比较线路也不太复杂，是比很好的一个选择。 （2）（4分）衡量CACHE性能最重要的指标是它的命中率。 3、（5分） （1）（2分） 使用阵列磁盘的目标，是通过使用多个统一管理与调度的物理盘，得到比单个磁盘更大的存储容量，更快的读写速度（多个盘并发读写），更高的容错能力，而价格又保持在一个令人轻易接收的水平，即希望有愈加好的性能/价格比，满足人们的不一样使用需求。 （2）（3分） RAID0无容错能力，RAID1是镜像工作方式，每一个数据都写到两个以镜像方式工作的磁盘中去，容错能力强。RAID4和RAID5都是拿出N个磁盘总容量的1/N保存奇偶校验信息，有容错能力，磁盘存储容量的有效使用率也比较高。 四、（共18分） 1、（每个3分，共9分） 程序直接控制方式：是指在用户程序中直接使用I/O指令完成输入/输出操作，它是由CPU通过查询设备的运行状态，来控制数据传送过程。它的缺陷是严重影响系统运行性能。与I/O设备的速度比较，CPU要快得多，但发挥不出来，它的绝大多数时间花到查询等候上。 程序中断传送方式：是由被读写的设备积极“报告”CPU它是否进入准备好状态，这么CPU就无须花费时间去循环测试，大解脱了CPU在执行输入/输出操作过程中的负担，从而提升了系统的总体运行性能，即CPU能够与设备输入输出并行工作，多个设备也能够并行输入输出。 直接存储器存取方式：重要用于迅速设备和主存储器成批数据的场所。在这种应用中，处理问题的出发点集中到两点：一是不能丢失迅速设备提供出来的数据，二是深入减少迅速设备入出操作过程中对CPU的打扰。这能够通过把这批数据的传输过程交由一块专用的接口卡（DMA接口）来控制，让DMA卡替代CPU控制在迅速设备与主存储器之间直接传输数据，此时每传输一个数据只需一个总线周期即可。多共同使用总线角度看，DMA和CPU成为竞争对手关系。当完成一批数据传输之后，迅速设备还是要向CPU发一次中断祈求，报告本次传输结束的同时，“请示”下一步的操作要求。 2、（每个3分，共9分） 针式打印机的印字的机械装置是多个用电磁铁控制的打印针，打印速度慢，噪声大，打印质量一般，多用于要求质量不高且希望价格较低的场所。 喷墨式打印机是非击打式印字机，打印速度较快，噪声低，印字质量高，实现彩色打印较以便。 激光印字机能够有更高的打印质量，噪声低，也能够有更高的打印速度。激光印字机有不一样性能和型号，在要求较高打印质量的各种场所得到广泛应用，高档的激光印字机在电子照排印刷系统中得到普遍应用。