2023年本科计算机组成期末试题A卷答案及评分标准资料.doc

2023/2023学年第一学期期末考试试题（A卷）
答案及评分标准
（A卷）
计算机组成

使用班级： 06060641,06060642

一、选择题（10分）
答案：1、C 2、D 3、B 4、C 5、C
6、C 7、B 8、A 9、B 10、B
评分标准：每个小题1分。

二、填空题（25分）
参考答案：
1、 16 16
2、系统软件 应用软件 （注：两者排列顺序任意！）
3、1.1001100 1.0110011 1.0110100 0.0000101 1.1111011 1.0101111 -0.1010001 (本小题前六个空若按双符号位形式填写也可以)
4、规定或指明操作数的种类和性质 规定或指明操作数或操作数的来源
5、控制存储器 微指令寄存器 微地址寄存器 微地址形成部件（或微地址转移逻辑）
6、程序计数器PC（或指令地址寄存器） 指令寄存器IR 地址形成部件（或指令译码器ID）
9、53ns 94.34%
10、字节多路通道 选择通道 数组多路通道
评分标准：每个空1分；文字类内容不规定精确描述（即一字不差），表达意思拟定且相同的都算对！
三、[本题11分]

参考答案：
本题可以选用原码一位乘法法或补码一位乘法。下面分别给出使用这两种方法的计算过程及结果。
原码一位乘法：乘积的符号位按异或运算规则单独计算；乘积的数值部分取相乘两数的绝对值计算，计算过程如下：

部分积
乘数
操作说明
0 0.0 0 0 0 0
+) 0 0.1 0 1 1 0
0 0.1 0 1 1 0
→ 0 0.0 1 0 1 1
+) 0 0.1 0 1 1 0
0 1.0 0 0 0 1
→ 0 0.1 0 0 0 0
+) 0 01 0 1 1 0
0 1.0 0 1 1 0
→ 0 0.1 0 0 1 1
+) 0 0.0 0 0 0 0
0 0.1 0 0 1 1
→ 0 0.0 1 0 0 1
+) 0 0.1 0 1 1 0
0 0.1 1 1 1 1
→ 0 0.0 1 1 1 1
0．1 0 1 1 1

0. 0 1 0 1 1

1. 0 0 1 0 1

0. 1 0 0 1 0

1. 0 1 0 0 1

1 1 0 1 0 0
开始情形
判别位“1”，+X

右移一位
判别位“1”，+X

右移一位
判别位“1”，+X

右移一位
判别位“0”，+0

右移一位
判别位“1”，+X

右移一位
共计算5步， 乘积的数值部分为0.
又 ∵ 乘积的符号位为相乘两数的符号位的异或逻辑值，即0⊕1 = 1
∴ [X×Y]原= 1.， X×Y = - 0.
补码一位乘法：
符号位连同数值位一起参与运算，计算过程如下： （[-X]补=11.01010，按补码右移规则）
部分积
乘数
操作说明
0 0.0 0 0 0 0
+) 1 1.0 1 0 1 0
1 1.0 1 0 1 0
→ 1 1.1 0 1 0 1
+) 0 0.1 0 1 1 0
0 0.0 1 0 1 1
→ 0 0.0 0 1 0 1
+) 0 0.0 0 0 0 0
0 0.0 0 1 0 1
→ 0 0.0 0 0 1 0
+) 1 1.0 1 0 1 0
1 1.0 1 1 0 0
→ 1 1.1 0 1 1 0
+) 0 0.1 0 1 1 0
0 0.0 1 1 0 0
→ 0 0.0 0 1 1 0
+) 1 1.0 1 0 1 0
1 1.1 0 0 0 0
1．0 1 0 0 1 0

0. 1 0 1 0 0 1

1. 0 1 0 1 0 0

1. 1 0 1 0 1 0

0. 1 1 0 1 0 1

0. 0 1 1 0 1 0

开始情形，乘数引入附加位0
判别位“10”，+ [-X]补

右移一位
判别位“01”，+X

右移一位
判别位“00”，+0

右移一位
判别位“10”，+[-X]补

右移一位
判别位“01”，+ X

右移一位
判别位“10”，+[-X]补

共计算6步，最后1步不移位！
∴ [X×Y]补= 1.， X×Y = - 0.
评分标准：当计算环节对的，计算结果或中间结果出现错误时，酌情扣除1-7分；运用手工方法计算不给分；给出两种计算方法者，仅按计算对的的一种方法计分，不此外加分。

四、[本题11分]
（1） X=00 , 直接寻址，D=20H ,有效地址EA=20H
（2） X=10 , 用变址寄存器X2进行寻址，D=44H ,有效地址EA=1122H+44H=1166H
（3） X=11 , 相对寻址，D=22H ,有效地址EA=1234H+22H=1256H
（4） X=01 , 用变址寄存器X1进行寻址，D=21H ,有效地址EA=0037H+21H=0058H
（5） X=11 , 相对寻址，D=23H ,有效地址EA=1234H+23H=1257H
评分标准：5个问题的分值分别为3分、2分、2分、2分、2分。对于每个问题，若仅指明采用的寻址方式，未计算有效地址或有效地址计算有误，则给1分；对于每个问题，若直接给出对的结果（没有任何过程），则仅给1分。

五、[本题12分]
微指令控制字段有6位，而要表达的微命令有8个，因此需要结合使用直接控制法和字段直接编译法两种方法。通过观测表1知：命令b和命令f可采用直接控制法，各占1位；命令a、命令e和命令h编为一组，使用字段编译法（占用2位）；命令c、命令d和命令g编为一组，使用字段编译法（占用2位）。操作控制字段的具体格式设计如图1所示。
A B C D
1位 2位 1位 2位

←—————操作控制字段—————→ ←—— 下址字段——→
A位

C位

B字段

D字段
0

0

00

00

1
命令b

1
命令f

01
命令g

01
命令e

10
命令d

10
命令h

11
命令c

11
命令a
图1
评分标准：A、B、C、D四个位（或字段）编码的分值分别为2分、2分、4分、4分。若编码对的，但编码位或字段位置不对，则酌情扣1-2分。

六、[本题12分]
参考答案：
（1） 由于该机允许的最大主存空间为256K×8位，若每个模板条为32K×8位，则共需256/32=8个模板条。
（2）由于模板条有8个，所以CPU应使用3位地址选择各模块条。
（3）由于RAM芯片的容量为4K×4位，所以每个模板条内的RAM芯片数量为：
（32K×8）/（4K×4）= 8×2 = 16（片）
（4）模板条内部的16个芯片分为8组，每组2片。由于模板条内部存储单元数为32K，故地址长度为15位（A14~A0）。芯片单元数为4K则占用地址长度为12位（A11~A0）。组内两个芯片按位扩展方法连接；组与组之间采用字扩展方法连接，且使用高3位地址（A14~A12）通过3：8译码器进行组选。模板条内的存储器连接如图2所示。
A11—A0

CS7 CS1 CS0 CS7 CS2 CS1 CS0
4K×4 4K×4 4K×4
3:8译码器
4 4 4

D7-D0
A14 A13 A12

图2
评分标准：本题4个问题的分值分别为3分、2分、2分、5分。模板条内的存储器连接图（第4个问题）要示意出芯片组数、组选方法、数据线位数及连接方法、地址线位数及连接方法，否则酌情扣1-5分。

七、[本题9分]
参考答案（要点）：
（1）程序直接控制方式：也称为程序查询方式。采用该方式，数据在CPU和外设间的传送完全靠计算机程序控制，CPU的操作和外围设备操作同步，硬件结构简朴，但由于外围设备动作慢，浪费CPU时间多，系统效率低。
（2）程序中断方式：外设准备就绪后以中断方式积极告知CPU，在CPU响应了I/O设备的中断请求后，才暂停现行程序的执行，转为I/O设备服务，可明显提高CPU的运用率，在一定限度上实现了主机和I/O设备的并行工作；但硬件结构复杂，服务开销时间大。
（3）DMA方式：与中断方式同样，实现了主机和I/O设备的并行工作。由于DMA 方式直接依靠硬件实现主存与I/O设备之间的数据传送，传送期间不需要CPU程序干预，CPU可继续执行本来的程序，因此CPU运用率和系统效率比中断方式更高。但DMA方式的硬件结构更为复杂。

评分标准：本题可分为如上三个问题，分值均为3分。

八、[本题10分]
答 案：
（1）磁盘的平均等待时间为
60*1000/(3000*2) = 10(ms)
（2）磁盘的平均存取时间为
平均找道时间+平均等待时间 = 75 + 10 = 85(ms)
（3）磁盘的数据传输率为
每个磁道的容量 * 磁盘转速 = 96K * 3000/60 = 4800K位/s = 600KB/s
（4）假如该磁盘存储器有2个记录面，则总的存储容量为
记录面数 * 磁道数/面 * 每个磁道的容量 = 2*300*96K
= 57600K位 = 7200KB ≈ 7MB
评分标准：本题四个问题的分值分别为3分、2分、3分、2分；磁盘总容量、数据传输率若用KB、MB、KB/s、MB/s作为单位，其值为近似值，而非精确值，当计算方法对的，答数存在较小误差时不扣分。