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本科生期末试卷十二一.选择题（每小题1分，共10分）1．没有外存贮器的计算机监控程序可以存放在______。ARAMBROMCRAM和ROMDCPU2．如果浮点数尾数用补码表示，则判断下列哪一项的运算结果是规格化数______。A1.11000B0.01110C1.00010D0.010103．在定点二进制运算其中，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补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4MB，若按半字编址，它的寻址范围是______。A0——4MBB0——2MBC0——2MD0——1MB5．在虚拟存贮器中，当程序正在执行时，由______完成地址映射。A程序员B编译器C装入程序D操作系统6．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是______。A实现存贮程序和程序控制B缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C可以直接访问外存D提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度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．以下描述中基本概念不正确的句子是______。APCI总线不是层次总线BPCI总线采用异步时序协议和分布仲裁策略CFUTUREBUS+总线能支持64位地址DFUTUREBUS+总线适合于高成本的较大规模计算机系统9．用于笔记本电脑的外存储器一般是______。A软磁盘B硬磁盘C固态盘D光盘10．周期挪用方式常用于______方式的输入/输出中。ADMAB中断C程序传送D通道二填空题（每小题3分，共15分）1.2000年，超级计算机最高运算速度达到A______次。我国的B______号计算机的运算速度达到C______次，使我国成为美国日本之后第三个拥有高速计算机的国家。2.当今的CPU芯片除了包括定点运算器和控制器外，还包括A______、B______运算器和C______管理等部件。3.当代流行的标准总线内部结构包括：A______总线，B______总线，C______总线和公用线。4.每一种外设都是在它自己的A______控制下进行工作，而A则通过B______和C______相连，并受C控制。5.在计算机系统中，CPU对外围设备的管理处程序查询方式、程序中断方式外，还有A______方式，B______方式，和C______方式。三.（9分）证明-[Y]补=+[-Y]补四．（9分）设A=anan-1…a1a0是已知的（n+1=5）位的二进制原码，其中最高字位为符号位，画出原码转换为补码的电路图。五．（9分）用定量分析方法证明交叉存储器带宽大于顺序存储器带宽。六．（10分）参见图B12.1的数据通路，画出指令“STA,R1,(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）地址的存储器单元中。标出各微操作信号序列。图B12.1九．(10分)机器字长32位，主存容量为1MB，16个通用寄存器，共32条指令，请设计双地址指令格式，要求有立即数、直接、寄存器、寄存器间接、变址、相对六种寻址方式。十．（9分）请在下表中填写CISC和RISC的主要特征对比比较内容CISCRISC指令系统指令数目指令格式寻址方式指令字长可访存指令各种指令使用频率各种指令执行时间优化编译实现程序源代码长度IRoutG+-YinXinR0inR0outB总线A总线DRoutDRinARinARDRR0R2R1ALUR3YPCoutPCinIRinIRPCXR/WM控制器实现方式软件系统开发时间本科生期末试卷十二答案一．选择题。1．B2．C3．D4．C5．D6．B7．C8．A，B9．C10．A二．填空题。1．A．10000亿B．神威C．3840亿；2．A．CacheB．浮点C．存储；3．A．数据传送B．仲裁C．中断和同步；4．A．设备控制器B．适配器C．主机；5．A．DMAB．通道C．外围处理机；三、证明：因为[x–y]补=[x]补+[-y]补所以[-y]补=[x-y]补-[x]补又因为[y]补+[x]补=[x+y]补(1)所以[y]补=[x+y]补-[x]补(2)(1)+(2):[y]补+[-y]补=[x–y]补+[x+y]补-[x]补-[x]补=[x]补-[y]补+[x]补+[y]补-[x]补-[x]补=0所以：-[y]补=[-y]补四、逻辑图如图B12.2：图B12.2五、解：假设（1）存储器模块字长等于数据总线宽度（2）模块存取一个字的存储周期等于T.c-1=0ci=ai+ci-1ai*=ai⊕Eci-10≤i≤na3*a2*a1*a2*a3a2a1a0（3）总线传送周期为τ（4）交叉存储器的交叉模块数为m.交叉存储器为了实现流水线方式存储，即每通过τ时间延迟后启动下一模快，应满足T=mτ,(1)交叉存储器要求其模快数=m,以保证启动某模快后经过mτ时间后再次启动该模快时，它的上次存取操作已经完成。这样连续读取m个字所需要时间为t1=T+(m–1)τ=mг+mτ–τ=(2m–1)τ(2)故交叉存储器带宽为W1=1/t1=1/(2m-1)τ(3)而顺序方式存储器连续读取m个字所需时间为t2=mT=m2×τ(4)存储器带宽为W2=1/t2=1/m2×τ(5)比较(3)和(2)式可知，交叉存储器带宽顺序存储器带宽。六、PCO，G，ARi取R/W=1(读)指DRO，G，IRi译码R2O，G，ARi执行指R1O,G,DRi令R/W=0(写)图B12.3PC→ARM→DRDR→IRDR→MR1→DRR2→AR七、解：根据传输速率，磁盘优先权最高，磁带次之，打印机最低。如下图：图12.4八、解：（1）磁盘上总数据量=1000×3000B=3000000B读出全部数据所需时间为3000000B÷500B/ms=6000ms重新写入全部数据所需时间=6000ms所以，更新磁盘上全部数据所需的时间为：2×（平均找道时间+平均等待时间+数据传送时间）+CPU更新时间=2（30+120+6000）ms+4ms=12304ms(2)磁盘机旋转速度提高一倍后，平均等待时间为60ms，数据传输率提高一倍后，数据传送时间变为：3000000B÷1000B/ms=3000ms更新全部数据所需时间为：2×（30+60+3000）ms+4ms=6184ms九、解：根据题意，有32种操作码，故OP字段占5位，16个通用寄存器各占4位（源、目的）；寻址模式字段X占3位；剩余字段D为立即数和直接寻址使用，指令格式如下：5位3位4位4位16位OPX源目的D寻址模式定义如下：X=000,立即数=DX=001,直接寻址，E=DX=010,寄存器直接寻址X=011,寄存器间接寻址,E=(R)X=100,变址寻址，E=(R)+DX=101,相对寻址，E=(PC)+D十、解：根据传输速率，磁盘优先权最高，磁带次之，打印机最低。如下图：、比较内容CISCRISC指令系统复杂、庞大简单、精简指令数目一般大于200一般小于100指令格式一般大于4一般小于4寻址方式一般大于4一般小于4指令字长不固定等长可访存指令不加限定只有LOAD/STORE指令各种指令使用频率相差很大相差不大各种指令执行时间相差很大绝大多数在一个周期内完成优化编译实现很难较容易程序源代码长度较短较长控制器实现方式绝大多数为微程序控制绝大部分为硬布线控制软件系统开发时间较短较长