本科生期末试卷(一)
一、选择题(每小题 2 分,共 30 分)
1 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
2 某机字长 32 位,其中 1 位表示符号位。若用定点整数表示,则最小负整数为( )。
A
-(231-1)
B
-(230-1)
C
-(231+1)
D
-(230+1)
3 以下有关运算器的描述,( )是正确的。
A 只做加法运算
B 只做算术运算
C 算术运算与逻辑运算
D 只做逻辑运算
4
EEPROM 是指( )。
A 读写存储器
B 只读存储器
C 闪速存储器
D 电擦除可编程只读存储器
5 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-cache
6
RISC 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
7 当前的 CPU 由( )组成。
A 控制器
B 控制器、运算器、cache
C 运算器、主存
D 控制器、ALU、主存
8 流水 CPU 是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备 m 个并行部件的 CPU 相比,一个 m 段流水
CPU 的吞吐能力是( )。
A 具备同等水平
B 不具备同等水平
C 小于前者
D 大于前者
9 在集中式总线仲裁中,( )方式响应时间最快。
A 独立请求
B 计数器定时查询
C 菊花链
10
CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是( )。
A 地址寄存器
B 指令计数器
C 程序计数器
D 指令寄存器
11 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
12 单级中断系统中,CPU 一旦响应中断,立即关闭( )标志,以防止本次中断服务结束前同级的
其他中断源产生另一次中断进行干扰。
A 中断允许
B 中断请求
C 中断屏蔽
D
DMA 请求
13 安腾处理机的典型指令格式为( )位。
A
32 位
B
64 位
C
41 位
D
48 位
14 下面操作中应该由特权指令完成的是( )。
A 设置定时器的初值
B 从用户模式切换到管理员模式
C 开定时器中断
D 关中断
15 下列各项中,不属于安腾体系结构基本特征的是( )。
A 超长指令字
B 显式并行指令计算
C 推断执行
D 超线程
二、简答题(每小题 8 分,共 16 分)
1 假设主存容量 16M×32 位,Cache 容量 64K×32 位,主存与 Cache 之间以每块 4×32 位大小传送数
据,请确定直接映射方式的有关参数,并画出内存地址格式。
2 指令和数据都用二进制代码存放在内存中,从时空观角度回答 CPU 如何区分读出的代码是指令还是
数据。
三、计算题(14 分)
设 x=-18,y=+26,数据用补码表示,用带求补器的阵列乘法器求出乘积
x×y,并用十进制数乘法进行验证。
四、证明题(12 分)
用定量分析方法证明多模块交叉存储器带宽大于顺序存储器带宽。
五、分析题(12 分)
图 1 所示的系统中,A、B、C、D 四个设备构成单级中断结构,它要求 CPU 在执行完当前指令时转向对
中断请求进行服务。现假设:
① TDC 为查询链中每个设备的延迟时间;
② TA、TB、TC、TD 分别为设备 A、B、C、D 的服务程序所需的执行时间;
③ TS、TR 分别为保存现场和恢复现场所需的时间;
④ 主存工作周期为 TM;
⑤ 中断批准机构在确认一个新中断之前,先要让即将被中断的程序的一条指令执行完毕。
试问:在确保请求服务的四个设备都不会丢失信息的条件下,中断饱和的最小时间是多少?中断极限
频率是多少?
六、设计题(16 分)
某计算机有图 2 所示的功能部件,其中 M 为主存,指令和数据均存放在其中,MDR 为主存数据寄存器,
MAR 为主存地址寄存器,R0~R3 为通用寄存器,IR 为指令寄存器,PC 为程序计数器(具有自动加 1 功能),
C、D 为暂存寄存器,ALU 为算术逻辑单元,移位器可左移、右移、直通传送。
(1)将所有功能部件连接起来,组成完整的数据通路,并用单向或双向箭头表示信息传送方向。
(2)画出“ADD R1,(R2)”指令周期流程图。该指令的含义是将 R1 中的数与(R2)指示的主存单元中
的数相加,相加的结果直通传送至 R1 中。
(3)若另外增加一个指令存贮器,修改数据通路,画出⑵的指令周期流程图。
本科生期末试卷(二)
一、选择题(每小题 2 分,共 30 分)
1 冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是( )。
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 在机器数( )中,零的表示形式是唯一的。
A 原码
B 补码
C 移码
D 反码
3 在定点二进制运算器中,减法运算一般通过( )来实现。
A 原码运算的二进制减法器
B 补码运算的二进制减法器
C 原码运算的十进制加法器
D 补码运算的二进制加法器
4 某计算机字长 32 位,其存储容量为 256MB,若按单字编址,它的寻址范围是( )。
A
0—64MB
B
0—32MB
C
0—32M
D
0—64M
5 主存贮器和 CPU 之间增加 cache 的目的是( )。
A 解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题
B 扩大主存贮器容量
C 扩大 CPU 中通用寄存器的数量
D 既扩大主存贮器容量,又扩大 CPU 中通用寄存器的数量
6 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外,另一个常需采用( )。
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
7 同步控制是( )。
A 只适用于 CPU 控制的方式
B 只适用于外围设备控制的方式
C 由统一时序信号控制的方式
D 所有指令执行时间都相同的方式
8 描述 PCI 总线中基本概念不正确的句子是( )。
A
B
C
PCI 总线是一个与处理器无关的高速外围设备
PCI 总线的基本传输机制是猝发式传送
PCI 设备一定是主设备
D 系统中只允许有一条 PCI 总线
9
CRT 的分辨率为 1024×1024 像素,像素的颜色数为 256,则刷新存储器的容量为( )。
A
512KB
B
1MB
C
256KB
D
2MB
10 为了便于实现多级中断,保存现场信息最有效的办法是采用( )。
A 通用寄存器
B 堆栈
C 存储器
D 外存
11 特权指令是由( )执行的机器指令。
A 中断程序
B 用户程序
C 操作系统核心程序
D
I/O 程序
12 虚拟存储技术主要解决存储器的( )问题。
A 速度
B 扩大存储容量
C 成本
D 前三者兼顾
13 引入多道程序的目的在于( )。
A 充分利用 CPU,减少等待 CPU 时间
B 提高实时响应速度
C 有利于代码共享,减少主辅存信息交换量
D 充分利用存储器
14
64 位双核安腾处理机采用了( )技术。
A 流水
B 时间并行
C 资源重复
D 流水+资源重复
15 在安腾处理机中,控制推测技术主要用于解决( )问题。
A 中断服务
B 与取数指令有关的控制相关
C 与转移指令有关的控制相关
D 与存数指令有关的控制相关
二、简答题(每小题 8 分,共 16 分)
1 简述 64 位安腾处理机的体系结构主要特点。
2 一台处理机有如下指令格式:
2 位
6 位
3 位
3 位
X
OP
源寄存器
目标寄存器
地址
格式表明有 8 个通用寄存器(长度 16 位),X 指定寻址模式,主存实际容量为 256K 字。
请说明指令格式的特点。
三、计算题(14 分)
已知 x=-001111,y=+011001,求:
① [x]补,[-x]补,[y]补,[-y]补;
② x+y,x-y,判断加减运算是否溢出。
四、分析题(12 分)
某机字长 32 位,存储器按字节编址,CPU 可提供数据总线 8 条(D7~D0),地址总线 18 条(A17~A0),
控制线 1 条(WE#),目前使用的存储空间为 16KB,全部用 4K×4 位的 RAM 芯片构成,要求其地址范围为
08000H~0BFFFH(可有地址重叠区)。
请回答下列问题:
(1)该 CPU 可访问的最大存储空间是多少?
(2)目前使用的存储空间需要多少个上述 RAM 芯片?
(3)画出 CPU 与 RAM 芯片之间的连接图(要求用 138 译码器实现地址译码)。
(4)如果该系统中存储器按字编址,那么该 CPU 可访问的最大存储空间是多少?
五、分析题(12 分)
参见图 1,这是一个二维中断系统,请问:
① 在中断情况下,CPU 和设备的优先级如何考虑?请按降序排列各设备的中断优先级。
② 若 CPU 现执行设备 C 的中断服务程序,IM2,IM1,IM0 的状态是什么?如果 CPU 执行设备 H 的中
断服务程序,IM2,IM1,IM0 的状态又是什么?
③ 每一级的 IM 能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽?如果不能,采取什么方法可达到目
的?
④ 若设备 C 一提出中断请求,CPU 立即进行响应,如何调整才能满足此要求?