本科生-计算机组成原理题库-期末试卷(17)及答案

本科生期末试卷十七一、选择题（每小题1分，共10分）1．50年代，为了发挥______的效率，提出了______技术，从而发展了操作系统，通过它对______进行管理和调度。A.计算机操作系统计算机B.计算并行算法C.硬件设备多道程序硬软资源D.硬件设备晶体管计算机2．下列表达式中正确的运算结果为______。A.（10101）2×（2）10=（20202）2B.（10101）3×（2）10=（20202）3C.（10101）3×（3）10=（30303）3D.（101010）3-（20202）3=（11011）33．算术/逻辑运算单元74181ALU可完成______。A.16种算术运算功能B.16种逻辑运算功能C.16种算术运算功能和16种逻辑运算功能D.4位乘法运算和除法运算功能4．某计算机字长为32位，其存储容量为16M×32位，它的地址线和数据线的总和是______。A.16B.32C.64D.565．采用虚拟存贮器的主要目的是______。A.提高主存贮器的存取速度B.扩大主存贮器的存贮空间，并能进行自动管理和调度C.提高外存贮器的存取速度D.扩大外存贮器的存贮空间6．程序控制类指令的功能是______。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7．由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期通常用______来规定。A.主存中读取一个指令字的最短时间B.主存中读取一个数据字的最长时间C.主存中写入一个数据字的平均时间D.主存中取一个数据字的平均时间8．系统总线中控制线的功能是______。A.提供主存、I/O接口设备的控制信号和响应信号B.提供数据信息C.提供时序信号D.提供主存、I/O接口设备的响应信号9．计算机的外围设备是指______。A.输入/输出设备B.外存储器C.远程通信设备D.除了CPU和内存以外的其它设备10．某中断系统中，每抽取一个输入数据就需要中断CPU一次，中断处理程序接受取样的数据，并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要x秒。另一方面，缓冲区内每存储N个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需要y秒。因此该系统可以跟踪到每秒______次中断请求。A.N/（Nx+y）B.N/（x+y）NC.min[1/x，1/y]D.max[1/x，1/y]二、填空题（每小题3分，共15分）1．重写型光盘分A______和B______两种，用户可对这类光盘进行C______信息。2．计算机系统中，下列部件都能够存储信息：①主存②CPU内的通用寄存器③cache④磁带⑤磁盘。按照CPU存取速度排列，由快到慢依次为A______，其中，内存包括B______；属于外存的是C______。3．多路型DMA控制器不仅在A______上而且在B______上可以连接多个设备，适合于连接C______设备。4．总线同步定时协议中，事件出现在总线的A______由B______信号确定，C______周期的长度是固定的。5．RISC机器一定是A______CPU，但后者不一定是RISC机器。奔腾CPU是B______CPU，但奔腾机是C______机器。三、（10分）证明：[X+Y]移=[X]移+[Y]补（mod2n+1）四、（9分）某机字长32位，定位表示，尾数31位，数符1位，问：(1)定点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？(2)定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？五、六、（9分）某机有8条微指令I1-I8，每条微指令所包含的微指令控制信号如表所示，a-j分别对应10种不同性质的微命令信号，假设一条微指令的控制字段为8位，请安排微指令的控制字段格式。八．（9分）如图B17.2所示的系统中断机构是采用单级优先中断结构，设备C有最高优先权，设备B次之，设备A又次之。要求CPU在执行完当前指令时转而对中断请求进行服务，现假设：TDC为查询链中每个设备的延迟时间，TA、TB、TC分别为设备A、B、C的服务程序所需的执行时间，TS、TR为保存现场和恢复现场所需时间。微指令微指令信号abcdfgijehI1I2I3I4I5I6I7I8试问：在此环境下，此系统在什么情况下达到中断饱和？即在确保请求服务的三个设备都不会丢失信息的条件下，允许出现中断的极限频率有多高？注意，“中断允许”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。图B17.2九．（10分）用512K*16位的FLASH存储器芯片组成一个2M*32的半导体只读存储器，试问：1）数据寄存器多少位？2）地址寄存器多少位？3）共需要多少个这样的器件？4）画出此存储器的组成框图.十、（9分）下表刊出Pentium的寻址方式有效地址E算法，请在第2列中填写寻址方式名称。序号寻址方式名称有效地址E算法说明（1）操作数在指令中（2）操作数在某个寄存器内，指令给出寄存器号（3）E=DDisp为偏移量（4）E=(B)B为基址寄存器（5）E=(B)+D（6）E=(I)S+DI为变址寄存器，S为比例因子（1，2，4，8）（7）E=(B)+(I)+D（8）E=(B)+(I)S+D（9）指令地址=(PC)+DPC为程序计数器或当前指令指针寄存器本科生期末试卷十七答案一、选择题1．C2．B3．C4．D5．B6．D7．A8．A9．D10．A二、填空题1．A．磁光盘B．相变盘C．随机写入、擦除或重写2．A．②③①⑤④B．①③C．④⑤3．A．物理B．逻辑C．慢速4．A．时刻B．总线时钟C．总线5．A．流水B．流水C．CISC三．证明：由移码定义有[x]移=2n+x2nx-2n,同时由补码的定义[y]补=2n+1+y[x]移+[y]补=2n+x+2n+1+y=2n+1+(2n+(x+y))即[x+y]移=[x]移+[y]补(mod2n+1)四．解：（1）定点原码整数表示时，最大正数值=（231–1）10最小负数值=-（231–1）10（2）定点原码小数表示时，最大正数值=–（1-231）10最小负数值=–(1-231)10五．解：（1）用虚拟地址为1的页号15作为快表检索项，查得页号为15的页在主存中的起始地址为80000，故将80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加，求得主存实地址码为80324。（2）主存实地址码=96000+0128=96128（3）虚拟地址3的页号为48，当用48作检索项在快表中检索时，没有检索到页号为48的页面，此时操作系统暂停用户作业程序的执行，转去执行查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不存在，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其在主存中的起始地址写入快表。六．解：为了压缩指令字的长度，必须设法把一个微指令周期中的互斥性微命令信号组合在一个小组中，进行分组译码。经分析，（e,f,h）和（b,i,j）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a,c,d,g四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如下：01e01b直接控制10f10iacdg11h11j4位2位2位七．解：设读写一块信息所需总时间为Tb，平均找到时间为Ts，平均等待时间为TL，读写一块信息的传输时间为Tm，则：Tb=Ts＋TL＋Tm。假设磁盘以每秒r的转速率旋转，每条磁道容量为N个字，则数据传输率=rN个字/秒。又假设每块的字数为n，因而一旦读写头定位在该块始端，就能在Tm≈（n/rN）秒的时间中传输完毕。TL是磁盘旋转半周的时间，TL=（1/2r）秒，由此可得：Tb=Ts＋1/2r＋n/rN秒八．解：假设主存工作周期为TM，执行一条指令的时间也设为TM。则中断处理过程和各时间段如图B17.3所示。当三个设备同时发出中断请求时，依次处理设备A、B、C的时间如下：tA=2TM+3TDC+TS+TA+TRtB=2TM+2TDC+TS+TB+TRtC=2TM+TDC+TS+TC+TR达到中断饱和的时间为：T=tA+tB+tC中断极限频率为：f=1/T图B17.3九．1）数据寄存器32位2）地址寄存器23位××××××××3）共需要8片FLASH4）存储器的组成原理入图B17.4图B17.4十．1）立即2）寄存器3）直接4）基址5）基址+偏移量6）比例变址+偏移量7）基址+变址+偏移量8）基址+比例变址+偏移量9）相对A22A21A20—A2D31—D0D15—D0D31—D16CS0CS1CS2CS3FLASH512K16数据寄存器地址寄存器512K16CPU2:4译码器32位23位CS0···CS3