2012北华大学计算机组成原理试卷(2)

————————¤—————¤———————————装订线————————¤———————¤——————北华大学计算机科学技术学院2011-2012学年第二学期《计算机组成原理》课程期末考试试卷（2）题号一二三四五六七八总分得分评卷人核分：一、填空题（每小题1分，共10分）1．以（）概念为基础的各类计算机称为冯.诺依曼机,指令是（）执行的、机器以（）为中心。2．存储体是由若干存储单元组成的，存储单元的编号称为（）。3．主机与设备交换信息的控制方式中，（）方式主机与设备是并行进行的。4．在二地址格式指令中，操作数的物理位置有三种形式，它们是（）型、（）型、（）。5．计算机中存放当前指令地址的寄存器叫（）。6. CPU 从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做（）。二、选择题（每题2分，共20分）

1．计算机硬件能直接执行的只有（）。

A ．符号语言

B ．机器语言

C ．机器语言和汇编语言

D ．汇编语言

2．在cache 的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到cache 内的任意一块的位置上，则这种方法称为

（）。

A ．全相联映射

B ．直接映射

C ．组相联映射

D ．混合映射

3．某计算机字长为32位，其存储容量为4GB ，若按双字编址，它的寻址范围是（）。

A ．4G

B ．0.5G

C ．8G

D ．2G

4．采用DMA 方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个（）时间。

A ．指令周期

B ．机器周期

C ．存储周期

D ．总线周期

5．在（）控制的I/O 信息交换方式下，外部设备是完全被动的。

A ．程序查询方式

B ．中断方式

C ．DMA 方式

D ．通道方式

大题得分

大题得分

————————¤—————¤———————————装订线————————¤———————¤——————6．寄存器间接寻址方式中，操作数处在（）。A ．通用寄存器 B ．主存单元C ．程序计数器 D ．堆栈7．指令周期是指（）。A ．CPU 从主存取出一条指令的时间 B ．CPU 执行一条指令的时间C ．CPU 从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D ．时钟周期时间8．程序计数器的位数取决于（）。A ．存储器的容量 B ．机器字长C ．指令字长 D ．寄存器字长9. 计算机操作的最小时间单位是（）A. 时钟周期 B. 指令周期 C. CPU 周期 D. 微指令周期10.微程序放在（）中。A ．存储器控制器中 B ．控制存储器中 C ．主存储器中 D ．高速缓冲存储器中三、分析题（每小题5分，共20分）1. I/O 的的编址方式有几种？各有何特点？2. 为什么要把存储系统分成若干个不同的层次？主要有哪些层次？3. 试从五个方面说明程序中断方式和DMA 方式有何区别？

2题得分

3题得分大题得分

1题得分

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4 已知计算机指令字长为16位，其双操作数指令的格式如下：

OP R D

其中OP 为操作码，R 为通用寄存器地址，试说明在下列各种在下列各种情况下能访问的最大主存区为多少机器字？（1） D 为直接操作数；（2） D 为直接主存地址；（3） D 为间接地址（一次间址）；（4） D 为变址的形式地址，假定变址寄存器为R 1（字长为16位）。四、计算题（第1小题5分，第2小题5分，第3小题10分，共20分）1. 已知 X = -0.01111,Y = +0.11001, 求[X]补,[-X]补,[Y]补,[-Y]补,X+Y=? 2.设机器字长为16位，浮点表示是，阶码5位，阶符1位，尾数9位（包括一位符号位）。

(1)最大浮点数为多少？（2）最小浮点数为多少？3.已知：X=-0.1110，Y=0.1101，用原码一位乘求：[X ×Y]原=？

4题得分大题得分

1题得分

2题得分

3题得分0 5 6 7 8 15

————————¤—————¤———————————装订线————————¤———————¤——————五、应用题(第1、2题每题5分, 第3、4小题每题10分，共30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，现要求优先顺序改为L1，L3，L4，L0，L2，写出各中断源的屏蔽字。中断源屏蔽字L0 L1 L2 L3 L4 L0 L1 L2 L3 L4 2.设CPU 内部的部件有：PC 、IR 、MAR 、MDR 、ACC 、ALU 、CU ，且采用非总线结构。写出加法指令ADD X （X 为主存地址）在执行阶段所需的全部微操作。3．设某机主存容量为4MB ，Cache 容量为16KB ，每块包含8个字，每字32位，设计一个四路组相联映像（即

Cache 每组内共有四个块）的Cache 组织，要求：

（1）画出主存地址字段中各段的位数。

（2）设Cache 的初态为空，CPU 依次从主存第0、1、2、…、99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？

3题得分2题得分

大题得分

1题得分

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4.设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/W作读写命令信号（高4题得分

电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片：

ROM（2K×8位； 4K×4位； 8K×8位；）

RAM（1K×4位； 2K×8位； 4K×8位；）及74138译码器和其它门电路（自选）。

试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。要求：

（1）主存地址空间分配：0000H—0FFFH地址范围为系统程序区；

1000H—3FFFH地址范围为用户程序区；

请将16进制地址范围写成二进制地址码，并写出系统程序区和用户程序区的容量。

（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片？

（3）详细画出存储芯片的片选逻辑？