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南阳理工学院_2013_-2014 学年第 1 学期试卷(A 卷)课程: 计算机组成原理 1504108150、1504108610考核方式:(闭卷)课程性质:_必修_ 适用对象:11 软工 、11 卓越 本科(升)题号 一 二 三 四 五 总分 复核人满分 30 10 20 20 20 100得分一、选择题:(每题 2 分,共 30 分)(说明:将认为正确答案的字母填写在每小题后面的括号内)1冯诺依曼机工作的基本方式的特点是( B ) 。A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令C 堆栈操作 D 存贮器按内容选择地址2从器件角度看,计算机经历了五代变化。但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于( )计算机。A 并行 B 冯诺依曼 C 智能 D 串行3某机字长 16 位,采用补码形式(其中 1 位为符号位) ,则机器数所能表示的范围是( ) 。A -127+127 B -128+128 C -32768+32767 D 0655354在定点补码运算器中,若采用双符号位,当( )时表示结果溢出。A 结果双符号位相同 B 结果双符号位不同 C 两个正数相加 D 两个负数相加5某计算机字长 32 位,其存储容量为 256MB,若按字编址,它的寻址范围是( ) 。A 064MB B 064M C 032MB D 032M6运算器的核心功能部件是( ) 。A 数据总线 B ALU C 状态条件寄存器 D 通用寄存器7常用的虚拟存储系统由( )两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。A cache主存 B 主存辅存 C cache辅存 D 通用寄存器主存8机器指令与微指令之间的关系是( ) 。A 用若干条微指令实现一条机器指令 B 用若干条机器指令实现一条微指令 C 用一条微指令实现一条机器指令 D 用一条机器指令实现一条微指令9从信息流的传输速度来看, ( )系统工作效率最低。A 单总线 B 双总线 C 三总线 D 多总线10寄存器间接寻址方式中,操作数在( ) 。A 通用寄存器 B 主存单元 C 程序计数器 D 堆栈评卷人 得分第 1 页,共 5 页11RISC 访内指令中,操作数的物理位置一般安排在( ) 。A 栈顶和次栈顶 B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器 D 两个通用寄存器12单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数以外,另一个数常需采用( ) 。A 堆栈寻址方式 B 立即寻址方式 C 隐含寻址方式 D 间接寻址方式13运算类的指令功能是( ) 。A 进行算术运算和逻辑运算 B 进行主存与 CPU 之间的数据传送C 进行 CPU 和 I/O 设备之间的数据传送 D 改变程序执行的顺序14某寄存器中的数值是否为指令码,只有 CPU 的( )才能识别它。A 指令译码器 B 判断程序 C 微指令 D 时序信号15采用 DMA 方式传送数据时,每传送一个数据,就要占用一个( )的时间。A 指令周期 B 机器周期 C 总线周期 D 存储周期 二、填空题:(每空 1 分,共 10 分)1一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同,定点数有 定点小数 和 定点整数 两种表示方法。2机器指令是由 操作码 和 地址码 两部分组成。3双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构,其中前者采用 空间 并行技术,后者采用 时间 并行技术。4RISC 指令系统的最大特点是:只有 取数 指令和 存数 指令访问存储器,其余指令的操作均在寄存器之间进行。5在 CPU 中保存当前正在执行指令的寄存器是_IR_,保存下一条指令地址的寄存器是_PC_。三、计算题:(每题 5 分,共 20 分)(说明:计算题请严格按照步骤进行答题)1已知 x=0.1011,y= -0.0101,求x补,y补,x原, y原,x+y补 。评卷人 得分评卷人 得分2浮点数的加减由对阶、尾数相加减、规格化、舍入(舍弃最高位 0 舍 1 入) 、溢出判断五部分组成。设 X= ,Y= ,求 X+Y 的值。10.20)( 1.210(设尾数和阶码均采用补码双符号位表示,其中阶码 5 位,包括两位符号位;尾数 10 位,包括两位符号位) 。3已知磁盘组有 5 个盘片,每片 2 个记录面,存储区域内直径为 20cm,外直径为34cm,道密度为 30 道/cm ,内层位密度为 800 位/cm,盘片转速为 40 转/秒,问:(1)磁盘的总容量是多少?(2)磁盘的平均等待时间是?4指令流水线包括取指(IF) 、译码并取数、运算、送结果四个步骤。令各个步骤的操作时间为 100ns,100ns,100ns,100ns。共有 10 条指令连续输入流水线。计算:(1) 不采用流水线需要多少时间?(2) 采用流水线需要多少时间?第 2 页,共 5 页第 3 页,共 5 页四、简答题:(每题 5 分,共 20 分)1What is the concept of cache? What is the Importance in the memory system?2简述总线集中式仲裁的三种方式?其中优先级固定的是?3What is concept of DMA? Please describe the advantages and applications of DMA?4什么是指令周期?IR 寄存器的功能?评卷人 得分第 4 页,共 5 页五、综合应用题:(每题 10 分,共 20 分)1设某机的主存容量为 16MB,缓存的容量为 16KB。主存和缓存分成大小相同的块,每块有 8 个字,每个字为 4 个字节,按字节编址。设计一个四路组相联(即缓存每组内有四块)的缓存组织,要求:(1)画出主存地址字段各字段的名称和位数。(2)设缓存初态为空,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) ,并重复此次序读 8 次,问命中率为?2设某机有 5 个中断源:L0,L1,L2,L3,L4,按中断响应的优先次序由高到低排序为 L0L1 L2L3L4,现在要求中断处理次序改为 L1L3L4L0L2,写出各中断源的屏蔽字?中断处理屏蔽位中断源L0 L1 L2 L3 L4L0 中断源L1 中断源L2 中断源L3 中断源L4 中断源评卷人 得分第 5 页,共 5 页南阳理工学院课程考试参考答案与评分标准考试课程:计算机组成原理 学年学期:2013-2014-1 试卷类型:闭卷 考试时间:120 分钟一、 选择题(每题 2 分,共 30 分)1-5 B B C B B6-10 B B A A B11-15 C C A A C二、 填空题(每空 1 分,共 10 分)1、 定点小数 、定点整数 (不分次序) 2、操作码、地址码(不分次序) 3、空间,时间 4、取数、存数 (不分次序) 5、IR 、PC三、 计算题(每题 5 分,共 20 分)1、x补=0.1011(1 分) y补=1.1011(1 分)x 原=0.1011(1 分)y原=1.0101(1 分)x+y补 =0.0110(1 分)2、X浮=00 010 00 11011011 Y浮=00 100 11 01010100(1)对阶求阶差Ex-Ey= Ex补+-Ey补=00 010+ 11 100=11 110 (-2)将 Mx 右移两位,阶码 Ex 加 2,得到X浮=00 100 00 00110110 (11) (2 分)(2)尾数相加减 (2 分) (3)规格化(2 分)尾数运算结果的符号位和最高数值为相同,执行左规处理,左移 1 位即可,结果为11 00010101(10) ,阶码减 1 为 00 011。(4)舍入处理(2 分)采用 0 舍 1 入,则有(5)溢出,阶码符号位为 00,不溢出。所以结果为 00 011 ;11 00010110真值为 X+Y= 。 (2 分)( 10.2013、 (1)磁盘共有 2*5=10 面(1 分)每面磁道容量为(34-20)/2*30=210 道(1 分)每个磁道的容量为 20*3.14*800=50240 位(1 分)总容量为 10*210*50240 位=105504000 位=13188000 字节=12.577MB(2)磁盘的平均等待时间是 1/(40*2)秒 (2 分)4、 (1)不采用流水线的时间为(100+100+100+100)*10=4000ns (2 分))1(01)(10(2)采样流水线时间为 400ns+(10-1)*100=1300ns(3 分)四、 简答题(每题 5 分,共 20 分)1、 cache 即高速缓冲存储器,是为了解决 CPU 和主存之间速度不匹配而采用的一项技术。 (5 分)2、集中式仲裁分为链式查询方式,计数器定时查询方式、独立请求方式(3 分)优先级固定的是链式查询方式(2 分)3、DMA 直接内存访问,是一种完全由硬件执行的 I/O 方式。此种方式控制 I/O 设备和内存之间数据交换,传送过程不需要 CPU 的干预(3 分)调高了 CPU的利用率,主要用于大规模数据传送(2 分)4、指令周期即 CPU从内存读出一条指令译码并执行完毕所用的时间(3 分)IR寄存器即指令寄存器,存放 CPU预取来的指令。 (2 分)五、设计题 (每题 10 分,共 20 分)1 (1)根据每个字块有 8 个字,每个字 32 位,得出主存地址字段中字块内地址为 5 位。主存字块标记 组地址 字块内地址12 位 7 位 5 位(2)命中率为(100*8-13)/(100*8)=98.375 (5 分)2每行(2 分)正好相反则满分 5 分中断处理屏蔽位中断源L0 L1 L2 L3 L4L0 中断源 1 0 1 0 0L1 中断源 1 1 1 1 1L2 中断源 0 0 1 0 0L3 中断源 1 0 1 1 1L4 中断源 1 0 1 0 1
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