计算机组成原理_秦磊华_试卷及参考答案.doc-资料库

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华中科技大学计算机学院《计算机组成原理》试卷 A （闭卷）班级学号姓名成绩一、填空题，每空一分，本题共 15 分 1．若[x]补=11101100(单符号位)，则[x /2]补=____________，[x]补的模为____________。 2．动态存储器的刷新是按__________(填行或列)进行；若存储单体的容量为 64K，采用双译码且地址线平均送到两个译码器中,则刷新地址计数器的模为__________。 3．设指令中形式地址为 D,基址寄存器为 BX，则基址寻址方式时，有效地址 E=__________。 4.若被传送的数据为 11011011，假设采用偶校验技术，则校验位 C =__________。 5．“地址线单双向传输”这句话描述了总线的__________特性。 6．冯偌依曼计算机的基本原理包括__________和__________。 7．磁盘的平均存取时间由___________时间和平均等待时间组成，对于 7200 转的磁盘而言，其平均等到时间约为_________ms(取整数)。 8、在微指令格式设计过程中，有 8 个互斥型的微命令被分配到一组，当该组采用编码方法表示时，微指令格式的相关字段至少需要________位。 9．设计一个 64 位全并行的 ALU 需要_________片先行进位部件 74182。 10．片选信号为 101 时，选定一个 128K8 位的存储芯片，则该芯片的所在存储单元空间的首地址为，末地址为。二、名词解释，每题 2 分，共 10 分 1、中断 2、组相联映射 3、指令系统 4、规格化 5、水平型微指令三、简答与论述题,本题共 34 分 l. 简要说明采用层次结构存储系统的目的和原理；目前存储系统分哪几个层次? 它们在存储系统中所起的作用分别是什么?(8 分)

2．什么是总线？总线的仲裁方式解决什么问题？简述常见的控制方式及其特点（8 分） 3．什么是寻址方式？计算机系统为什么需要采用多种寻址方式？画出间接寻址方式的寻址示意图。（8 分） 4．简述微程序控制器的设计思想。(10 分) 四、判断正误并改正你认为错误的命题(只能修改画线部分)(1*5 = 5 分) 1、Cache 对系统程序员透明（） 2、浮点数的精确度由阶码的位数决定 3、控存中存放解释指令执行的微程序和数据 4、指令操作码字段的位数决定了指令系统中指令的数量 ( ( ( ) ) ) 5、多操作数指令可以是单字长指令 ( ）五、计算题 ,本题共 21 分 1、设 X= 27×（29/32），Y = 25×（5/8），阶码为 3 位，尾数为 5 位(均不包含符号

位)，用变形补码计算 X+Y，要求按照计算机中浮点数的运算方法写出详细运算步骤。(8 分) 2、设 x＝-0.01011，y＝0.01011，用变形补码计算 2x- y (5 分) 3、已知 X= +0.1101 Y=+0.1011 用补码一位乘法求 XY ，要求写出详细过程（8 分）六、已知 CPU 结构如下图所示，其中包括一个累加器 AC、一个状态寄存器和其他几个寄存器。各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传递方向。试完成以下工作：①写出图中四个寄存器 A、B、C、D 的名称和作用；②简述完成指令 ADD Y 的数据通路（Y 为存储单元地址，本指令功能为(AC)+(Y)→（AC）。（15 分） MM —— 主存储器 A C AC ALU 状态寄存器 B ID D +1 操作控制器华中科技大学计算机学院《计算机组成原理》试卷 A （闭卷）班级学号姓名成绩参考答案一、填空（每空 1 分，共 15 分） (数据部分按照参考答案,文字部分意思符合即可) 5．功能和电气 1）11110110， 28 2）行，28 3）（BX）+D 4). 0 6)存储程序,程序控制 7)寻道,4 10)．0A000H, 0BFFFFH 8)4 9)．5 二、名词解释（每小题 2 分，共 10 分。） (评分要求:按照与所给参考答案的符合度给分) 1、中断

是一种 I/O 方式,是指发生外部或异常时间后,暂时停止 CPU 执行的程序,并在保护断点后执行处理外部或异常时间的程序,并在该程序执行完毕后又返回被终止的程序的过程. 2、组相联映射是一种主存与 CACHE 之间数据映射的方法,该方法中主存和 CACHE 都分组,且 CHACHE 组内还分行,映射时,数据块所在主存的组和 CHACHE 的组之间按照直接映射方式进行,CACHE 的组确定后,主存的该数据块则可以被映射到在该组的任意行. 3、指令系统任何计算机所包含的全部指令的集合.指令系统与计算机的硬件结构和性能紧密相关. 4、规格化就是对浮点数尾数进行处理的一种方法,该方法规定,当浮点数的尾数双符号位与最高数据位不一致时候,采用左移或右移尾数,同时同步增大或减少阶码,直到将浮点数的尾数双符号位变化成最高数据位一致. 5、水平型微指令一次能定义并执行多个微操作的微指令称为水平型微指令,一般有操作控制字段、判别测试字段和直接地址字段三部分组成，相对于垂直型微指令而言具有灵活、并行操作能力强等优点。三、简答与论述题 l. 要点： 1)目的:满足执行程序对高速度、大容量存储空间的需要（2 分） 2)原理：局部性原理 (2 分) (2 分) 3)目前分成 CHCHE-----主存—辅存三个层次其中前者解决主存速度慢的问题，后者解决主存容量小的不足.(各 1 分,共 2 分) 2.要点: 1)总线是计算机各大部件之间的连接线，分为数据总线、地址总线和控制总线三类.(1 分) 2)总线的仲裁解决多部件争用总线的问题 (1 分) 3)常见的仲裁方式包括：串行连接查询、计数器定时查询和独立请求三种方式， (3 分) 特点分别为系统容易扩展，但速度慢、优先级固定、单点故障明显；优先级灵活，没有单点故障，但速度慢；优先级灵活、响应速度快，没有单点故障。 (3 分) 3．要点： 1)寻找操作数据或指令地址的方法.(1 分) 2)多种寻址方式的目标是为了解决指令中操作数字段位数不够,从而限制了寻址范围和操作数大小,另外,设置多种寻址方式也为程序设计提供了一定的灵活性.(4 分) 3)间接寻址图(3 分)

4．要点: 在分析特定 CPU 结构和相关硬件环境的基础上(这句话很重要,2 分),仿照程序设计的方法，画出在特定硬件环境下每条指令的指令周期流程图(2 分),把完成每条指令所需要的操作控制信号进行优化和时间同步编写成微指令，然后存放到一个只读存储器(控存)中(3 分)。每条机器指令对应一段微程序，当机器执行程序时依次读出每条指令所对应的微指令, 执行每条微指令中规定的微操作,从而完成指令的功能,重复这一过程,直到该程序的所有指令完成(2 分). 微程序控制器的设计采用了存储技术和程序设计技术，使复杂的控制逻辑得到简化，从而推动了微程序控制器的广泛应用.(1 分) 四、判断正误，（对错误命题只判断不改正或改正不正确均不得分每小题 1 分，共 5 分） 1、 2、 修改成: 浮点数的精确度由尾数的位数决定或: 浮点数的范围由阶码的位数决定 3、 修改成: 控存中存放解释指令执行的微程序 4、 5、 五、计算题（本题三道小题，共 21 分） 1. 要点： 1) 设阶码和尾数均采用双符号位表示,则 [X]补=00111 00.11101 [Y]补=00101 00.101 (1 分) 2) 求出阶差: =[X]阶码 + [-Y]阶码= 00111 + 11011 =00010,阶差为 2 ,移动 Y 的尾数与 X 对齐 [Y]补=00111 00.00101 (1 分) 3) 求出尾数和 00.11101 + 00.00101 = 01.00010 (2 分) 4) 规格化并判断结果溢出因为尾数运算的双符号位不同,因此,需要对结果进行左移规格化,并将阶码加 1, 则[X+Y]补 =01000,00.10010 (2 分) 由于阶码的双符号位不同,因此,该浮点运算结果发生溢出,且是正溢出(2 分)

2、要点: 解; [X]补 = 11.10101 , [Y]补= 00.01011 [-Y]补= 11.10101 [2X]补 = 11.01010 , [2X]补 + [-Y]补 = 10.11111 结果的双符号位不同,故运算结果溢出.。 (2 分) (2 分) （1 分） 3、要点: 1) [X]补=0.1101, [Y]补=0.1011 , [-X]补=1.0011 (1 分) 2)按照补码一位乘法的运算过程正确,且得到[XY]补=0.10001111 (6 分) 3)求出真值 (1 分) 六. 设计综合题（15 分） 1) A：DR(数据缓冲寄存器，缓冲数据) B：IR(指令寄存器，存放指令) C：AR（地址寄存器，存放访问主存的地址） D：PC（程序计数器，用于表示指令地址) 得分要点：指出了各代表的寄存器名称和相应的作用每项各 1 分，共 8 分 2)指令的数据通路: IR(B)  AR (C)  MM  DR(A)  ALU  AC 得分要点：只要通路正确,其他表现形式也可给分,但如果只用了 A 、B 、C、D 等来表示，则不给 7 分分。

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