北邮考研计算机组成原理专业课试卷7

研究生入学试卷七

一．填空题（每小题3分，共18分）

1.按IEEE1394标准，一个浮点数由A.___，阶码E，尾数M三个域组成，其中阶码E的值等于指数的B.___加上一个固定C.___。

2.为了在一台特定的机器上执行程序，必须把A.___映射到这台机器主存储器的 B.___空间上，这个过程称为C.___。

3.形成指令地址的方式，称为A.___方式，有B.___寻址和C.___寻址两种。

4.硬布线控制器的基本思想是，某一微操作控制信号是 A.___译码输出、B.___信号、

C.___信号的逻辑函数。

5.按照总线仲裁电路的A.___不同，总线仲裁分为B.___仲裁和C.___仲裁。

6.中断处理需要有中断A.___，中断B.___产生，中断C.___等硬件支持。

二．（11分）已知两个浮点数：

x=0011,01001

y=1111,01011

阶码用以2为基的4位补码表示，其中最高位为阶符。尾数用5位原码表示，其中最高位为数符。列出求x/y的运算步骤，并对结果进行规格化及舍入处理。

三．（10分）求证： [-x]补=[[x]补]求补。

四．（10分）IDT7133是2K×16位的双端口存储器，若（１）从左端口读出１００号单元

内容(FFFF)H，同时从右端口向２００号单元写入(F0F0)H；（２）从左右端口同时读/写２００号单元。要求画出两种情况下的存储器数据读写示意图，并说明考虑什么问题。

五．（10分）RISC机中一些指令没有选入指令系统，但很重要，使用指令集中的另外一条

指令来替换实现。下表左半部分列出6条指令的功能，请在表的右半部分填入SPARC机的替代指令（ADD、SUB、XOR）及实现方法。

指令功能替代指令实现方法

MOV 寄存器间传送数据

INC 寄存器内容加1

DEC 寄存器内容减1

NEG 取负数

NOT 取反码

CLR 清除寄存器

六．（11分）时序产生器要在一个CPU周期中产生T1－T5五个等间隔的节拍脉冲，请画出

该时序电路的逻辑电路图，假设时钟脉冲源频率为10MHz.

七．（10分）集中式仲裁有几种方式？画出链式查询方式的逻辑结构框图，说明其工作原理。八．（10分）已知cache/主存系统效率为85%，平均访问时间为60 ns，cache比主存快4倍，求主存存储器周期是多少？cache 命中率是多少？

九．（10分）某机运算器如图A7.1所示，其ALU由通用函数发生器组成，M1—M3为多路开

关，采用微程序控制。若用微指令对该运算器要求的所用控制信号进行微指令编码格式设计，列出各控制字段的编码表。

图A7.1

研究生入学试卷七答案

一．填空题

1. A.符号位S B.真值e C.偏移值

2. A.逻辑地址 B.物理地址 C.地址映射

3. A.指令寻址 B.顺序 C.跳跃

4. A.指令操作码 B.时序 C.状态条件

5. A.位置 B.集中式 C.分布式

6. A.优先级仲裁 B.向量 C.控制逻辑

二．解：浮点除法规则：x÷y= (2j x×S

)÷(2j y×S y )= 2(j x- j y)×(S x / S y )

x

其中j x为x的阶码，S x为x的尾数；

j y为y的阶码，S y为y的尾数。

①检测操作数是否为零，并置结果数符。被除数x与除数y均不为零，可进行除法运

算。置结果符号位，因x,y同号，结果为正。

②尾数调整。被除数x的尾数绝对值小于除数y的尾数绝对值，不用调整。

③被除数阶码j x减除数阶码j y

[j x]补=0011，[j y]补=1111，[-j y]补=0001

[j x]- [j y]补=[j x]补+[-j y]补

[j x]补= 0 0 1 1

+ [-j y]补= 0 0 0 1

[j x-j y]补= 0 1 0 0

便得商的阶码0100。

④被除数除以除数的尾数，用阵列除法器运算。

[S x]原=0.1001，[S y]原=0.1011，[-S y]补=1.0101

被除数x 0. 1 0 0 1

减y 1. 0 1 0 1

余数为负 1. 1 1 1 0 < 0 →q0 = 0

移位 1. 1 1 0 0

加y 0. 1 0 1 1

余数为正0. 0 1 1 1 >0 →q1 = 1

移位0. 1 1 1 0

减y 1. 0 1 0 1

余数为正0. 0 0 1 1＞0 →q2 = 1

移位0. 0 1 1 0

减y 1. 0 1 0 1

余数为负 1. 1 0 1 1＜0 →q3 = 0

移位 1. 0 1 1 0

加y 0. 1 0 1 1

余数为正0. 0 0 0 1 >0 →q4 = 0

故商q = q0.q1q2q3q4 =0.1101

余数r = 0.000r4r5r6r7r8 = 0.00000001

x÷y=(+0.1101)2×2(+100)2=(+1101)2

浮点形式：0100，01101

三．证：当0≤x＜2n时,设

[x]补=0x1x2…x n= x

-x=-x1x2…x n

[-x]原=1x1x2…x n

所以 [-x]补=1x1x2…x n+1

比较[x]补和[-x]补，发现将[x]补连同符号位求反加1即得[-x]补

当-2n≤x＜0时,设[x]补=1x1′x2′…x n′，则

[x]原=1x1′x2′…x n′+1

所以 [-x]原=0x1′x2′…x n′+1

故 [-x]补=0x′x2′…x n′+1

比较[x]补和[-x]补，发现将[x]补各位（包括符号）求反加1即得[-x]补。

连同符号位求反加1的过程叫做求补，所以

[-x]补=[[x]补]求补

四．解：①第一种情况如图A7.2（1）所示，两个端口地址不同，不会发生冲突。

双口存储器

图A7.2（1）