北华大学2018-2019学年第二学期《计算机组成原理》期末考试试卷(A卷)【含答案】

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《计算机组成原理》期末试卷（A 卷）
班级名称：
学号：
姓名：
题号 一 二 三 四 五 总分 分数
得 分
一、填空题（每空1分，共10分）
1. 计算机硬件的主要技术指标包括（ ）、（ ）、运算速度。

2. 总线的判优控制可分为（ ）式和（ ）式两种。

3.
（ ）、（ ）和（ ）组成三级存储系统，分级的目的是提高防存速度、扩大存储容量。

4. 设形式地址为Y ，则间接寻址方式中，操作数的有效地址为（ ）。

5.
设24位长的浮点数，其中阶符1位，介码5位，数符1位，尾数17位，阶参与和尾数均用补码表示，且尾数采用规格化形式，则它能表示的最小正数真值是（ ），绝对值最小的负数真值是（ ）。

得 分
二、单项选择题（每小题2分，共12分）
C 、堆栈操作
D 、存储器按内容选择地址
2.
系统总线中的数据线、地址线和控制线是根据（ ）来划分的。

A 、总线所处的位置 B 、总线的传输方向
C 、总线的传输的内容
D 、总线的宽度
3.
下述说法中（ ）是正确的
A 、EPROM 是可改写的，因而也是随机存储器的一种。

B 、EPROM 是可改写的，但它不能作为随机存储器
C 、EPROM 只能改写一次，故不能作为随机存储器
D 、以上说法都不对
4. 某计算机字长16位，它的存储容量是64KB ，按字编址，它的寻址范围是（ ）。

A 、64K
B 、32KB
C 、32K
D 、64KB
5. 指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（ ）。

A 、可降低指令译码难度
B 、缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性
C 、实现程序控制
D 、以上都不对
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C 、主存的存取时间
D 、以上都不对
得 分
三、分析解答题（每小题5分，共20分）
1.
某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0，L1，L2，L3，L4，现在要求优先级顺序改为L0，L2，L1，L3，L4，写出各中断源的屏蔽字。

2. 为什么外围设备要通过接口与CPU 相连？接口有哪些功能？
3.
设某机主存容量为16MB ，Cache 容量为16KB ，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映射（即Cache 每组内共有4个字块）的Cache 组织，画出主存地址
4.
已知接收到汉明码1100000，并写出它所对应的欲传送代码。

（按偶性配置，并写明具体过程）
得 分
四、计算题（第1小题5分，第2、3小题每题10分，共25分） 1.
已知A=19/32，B=-17/128，设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算A-B 的值，并判断是否溢出。

（写明具体过程）
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2. 设x=0.0011，y=-0.1011，采用补码一位乘（Booth 算法）计算x ×y=?
3.
已知x=2-011×0.101100,y=2-010×(-0.011100)，设阶码4位，阶符1位，数符1位，尾数7位，按机器补码浮点运算步骤，计算x+y 。

得 分
五、应用题（第1、2小题每题10分，第3小题13分，共33分）
（2）写出执行周期所需的全部微操作。

2.
某机主存容量为4M ×16位，且存储字长等于指令字长，若该指令系统可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答：
（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；
（2）该指令直接寻址的最大范围； （3）一次间址和多次间址的寻址范围； （4）立即数的范围（十进制表示） （5）相对寻址的位移量（十进制表示）
3.
设CPU 有16根地址线、8根数据线，并用MREQ ____________
作为访存控制信号，用WR 作为读/写控制信号。

现有下列存储芯片：1K ×4位RAM 、4K ×8位RAM 、8K ×8位RAM ×2K ×8位ROM 、4K ×8位ROM 、8K ×8位ROM 及74138译码器和各种门电路，如下图所
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示：
请画出CPU 与存储器的连接图，要求如下：
（1）主存地址空间分配：6000H~67FFH 为系统程序区，6800H~6BFFH 为用户程序区。

（2）合理选用上述存储芯片，写出每片的地址范围，并说明各选几片。

（3）详细画出存储芯片的片选逻辑图。

北华大学计算机科学技术学院
2018-2019学年第2学期
《计算机组成原理》期末试卷（A 卷）答案
一、填空题（每空1分，共10分） 1、指令字长、存储容量 2、集中、分布
3、Cache 、主存、辅存
4、（Y ）
5、2-32、-2-31（2-1+2-17）
三、分析解答题（每小题5分，共20分）
2、答： （1）一台机器通常配有多台外设，它们各自有其设备号（地址），通过接口可实现对设备的选择。

（1分） （2）I/O 设备种类繁多，速度不一，与CPU 速度相差可能很大，通过接口可实现数据缓冲，达到速度匹配。

（1分）
（3）I/O 设备可能串行传送数据，而CPU 一般并行传送，通过接口可实现数据串格式转换。

（1分） （4）I/O 设备的入/出电平可能与CPU 的入/出电平不同，通过接口可实现电平转换。

（5）CPU 启动I/O 设备工作，要向外设发送各种控制信号，通过接口可实现传送控制命令。

（1分） 3、答：
根据每字块有8个字，每字32位（4字节），得出主存地址字段中字块内地址为3+2=5位。

（1分） 根据四路组相联映射，Cache 共分为29/22=27组。

（1分）
根据主存容量为16MB=224B ，得主存地址共24位，主存字块标记为24-7-5=12位，（1分）故主存地址格式为：（2）分
4、答：
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 接收到的汉明码为 1
1 0 0 0 0 0
G1=1⊕0⊕0⊕0=1 G1=H1⊕H 3⊕H 5⊕H 7=1 G2=1⊕0⊕0⊕0=1 G2=H2⊕H 3⊕H 6⊕H 7=1 G4=0⊕
0⊕0⊕0=0
G4=H4⊕
H 5⊕H 6⊕H 7=0
G4G2G1=011，（3分）
第3位出错，可纠正为1110000，（1分） 故欲传送的信息为1000。

（1分）
四、计算题（第1小题5分，第2、3小题每题10分，共25分） 1、答：
A=19/32=0.1001100B ，B=-17/128=-0.0010001B （2分）
[A]补=0.1001100，[B]补=1.1101111，[-B]补=0.0010001（2分） [A-B]补=0.1001100+0.0010001=0.1011101（2分） 无溢出（2分）
A-B=0.1011101B=93/128B （2分） 2、答：
[X]补=0.0011 [y]补=1.0101（2分） [-x]补=1.1101（1分）
[x ×y]补=1.11011111
则x×y=-0.00100001（2分）
3、答：
先将x、y转换成机器数形式：（2分）
x=2-011×0.101100，y=2-010×(-0.011100)
[x]补=1,101;0.101100,[y]补=1,110;1.100100
[Ex]补=1,101,[y]补=1,110,[Mx]补=0.101100,[My]补=1.100100
（1）对阶：（1分）
[ΔE]补=[Ex]补+[-Ey]补=11,101+00,010=11,111<0，
应Ex向Ey对齐，则：[Ex]补+1=11，101+00，001=11，110=[Ey]补
[X]补=1,110;0.010110
（2）尾数运算：（2分）
[Mx]补+[My]补=0.010110+11.100100=11.111010
（3）结果规格化：（2分）
[x+y]补=11,110;11.111010=11,011;11.010000（尾数左规3次，阶码减3）
（4）舍入：无（1分）
（5）溢出：无（1分）
则：x+y=2-101×(-0.110000)（1分）
五、应用题（第1、2小题每题10分，第3小题13分，共33分）
1、答：
间址周期的全部微操作：
Ad(IR)->MAR
1->R
M(MAR)->MDR
MDR->Ad(IR)
执行周期的全部微操作：
Ad(IR)->MAR
1->R
M(MAR)->MDR
(ACC)-MDR->ACC
2、答：
（1）单字长一地址指令格式：
OP（7位）M（3位）A（6位）OP为操作码字段，共7位，可反映108种操作；
M为寻址方式字段，共3位，可反映6种寻址操作；
A为地址码字段，共16-7-3=6位。

（2分）
（2）直接寻址的最大范围为26=64。

（2分）
（3）由于存储字节长为16位，故一次间址的寻址范围为216
；若多次间址，需用存储字的最高位来区别
是否继续间接寻址，故寻址范围为215。

（2分）
（4）立即数的范围为-32-31（有符号数），故0-63（无符号数）。

（2分）
（5）相对寻址的位移量为-32-31。

（2分）
3、答：。