2007级《计算机组成原理》试题(题)

武汉大学计算机学院2008-2009学年第一学期2007级《计算机组成原理》期末考试试题A卷学号_____________班级_________姓名_____________成绩________一、单选题（20分）1．目前我们所说的个人台式商用机属于______。A．巨型机B．中型机C．小型机D．微型机2．冯·诺依曼机工作方式的基本特点是______。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．存储器按内容选择地址3．CPU的组成中不包含______。A．存储器B．寄存器C．控制器D．运算器4．当一1x≤0时，[x]原=。A．1-xB．xC．2+xD．(2-2-n)-|x|5．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．补码运算的十进制加法器D．补码运算的二进制加法器6．下列说法正确的是。A．半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆B．半导体RAM属易失性存储器，而静态的RAM存储信息是非易失性的C．静态RAM、动态RAM都属易失性存储器，断电后存储的信息将消失D．ROM不用刷新，且集成度比动态RAM高，断电后存储的信息将消失7．某RAM芯片，其存储容器为1024K×16位，该芯片的地址线和数据线数目分别为。A．20，16B．20，4C．1024，4D．1024，168．有一个lK×l的DRAM芯片，芯片内是32×32结构，采用分散刷新方式，如果刷新间隔不超过2ms，刷新信号的周期是。A．62．5usB．6．25usC．0．625usD．2ms9．在计算机中，存放微指令的控制存储器隶属于。A．外存B．高速缓存C．内存储器D．CPU10．在计算机系统中，记录系统运行状态的部件是。A．程序计数器B．指令寄存器C．中断寄存器D．程序状态字11．以硬连线方式构成的控制器也称为。A．组合逻辑型控制器B．微程序控制器C．存储逻辑型控制器D．指令地址控制器12．直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入。A．累加器B．地址寄存器C．PCD．存储器13．在微程序控制器中，机器指令和微指令的关系是。A．每一条机器指令由一条微指令来执行B．一条微指令由若干条机器指令组成C．每一条机器指令由一段用微指令组成的微程序来解释执行D．一段微程序由一条机器指令来执行14．指令系统中采用不同寻址方式的主要目的是B。A．实现存储程序和程序控制B．缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性C．可以最快访问外存D．提高扩展操作码的可能并降低指令译码难度15．在主存和CPU之间增加Cache的目的是。A．增加内存容量B．提高内存的可靠性C．解决CPU与内存之间的速度匹配问题D．增加内存容量，同时加快存取速度16．计算机的存储器采用分级方式是为了。A．减少主机箱的体积B．解决容量、价格、速度三者之间的矛盾C．为方便保存大量数据D．操作起来更方便17．微型机系统中，主机和高速硬盘进行数据交换一般采用______方式。A．程序中断控制B．直接存储器访问(DMA)C．程序直接控制D．通道控制18．经中断系统中，CPU一旦响应中断，则硬件立即关闭标志。A．中断允许B．中断请求C．中断屏敝D．中断保护19．外部设备提出中断请求的条件是。A．一个CPU周期结束B．外设工作完成和系统允许C．CPU开放中断系统D．总线空闲20．周期窃取方式常用于_______方式的输入／输出中。A．DMAB．中断C．程序传送D．通道二、运算系统（共12分）1.（6分）设［X］补=1.a1a2a3，若要-81X41,a1～a3要满足什么条件？2.（6分）某浮点数字长12位，其中阶符1位，阶码数字3位，数符1位，尾数数字7位，阶码以2为低，阶码和尾数均以补码表示。它所能表示的最大正数是多少？最小规格化正数是多少？绝对值最大的负数是多少？三、存储器系统（共24分）1.（12分）一个全相联Cache有6块．每块有8个字，主存容量为216个字，Cache开始为空，Cache存取时间为40ns，主存与Cache间传送8个字需1μs。(1)标记包括标有效标记和字有效标记，问块表容量为多大？(2)一程序首先访问主存单元20，21，…，45。然后重复访问主存单元18，19，…，45四次。假如Cache没有命中时，将主存对应块一次全部读入Cache中。计算Cache的命中率。（地址为十进制）(3)计算上述程序总的存取时间。2．（12分）某计算机采用段页式虚拟存储器。已知虚拟地址有32位，按字编址每个段最多可以有1K页，每页16K字，主存容量64M字。(1)求虚拟存储器容量。(2)写出逻辑地址和物理地址的格式。(3)求段表和页表长度。四、控制系统（共22分）1.（10分）设有一精简指令系统计算机，假设所有指令的操作都在4个机器周期中完成，只有A指令只需要三个机器周期。设计实现上述4个机器周期的逻辑图。2.（12分）CPU的数据通路为双总线结构，如下图所示，写出实现加法指令ADDaddr,R1的过程，该指令实现（R1）+(addr)→addr功能，addr为存储器某一单元的地址，指令为单字长指令,(C微命令将RA清零)。五、I/O系统（共22分）1.（12分）若需显示一幅1024×768像素有256种颜色的图像。①显示系统的帧存容量为多少位?②如要在屏幕上得到逼真的动态图像,每秒传送50帧(逐行扫描),则数据传送频率为多少?③若配置192KBVRAM，则在分辨率1024×768规格下，能显示多少灰度级的图像？2.画出程序中断处理的流程图，说明每次关中断和开中断的作用。（10分）+1C+武汉大学计算机学院2006-2007学年第一学期2007级《计算机组成原理》期末考试试题A卷答案一、单选题（20分）1．D2．B3．A4．A5．D6．C7．A8．A9．D10．D11．A12．C13．C14．B15．C16．B17．D18．A19．C20．A二、运算系统（共12分）1.（6分）解：a1a2=11a3任意2.（6分）解：最大正数是：（1-2-7）×27最小规格化正数是：2-1）×2-8=2-9绝对值最大的负数是：-1×27=-128三、存储器系统（共24分）1.（12分）解：(1)cache的每个块有对应一个块表单元，其中标记位共9位，内存的块地址为13位，因此cache的块表容量为6×（9+13）位；(2)主存单元20，21，…，45，按十进制表示时18～23被读入到第0块；24～31读入到第1块；32～39读入到第2块；40～47读入到第3块；由于是整块的调入，所以第一次读时有4次没有命中，以后重复4次都命中，所以命中率为：[28×4+(26-4）)/(26+28×4)=97%(3)总的存取时间=4×lus+(26+28×4)×40ns=9.3us2．（12分）答：(1)虚存容量=232字=4G字。(2)1K=210，所以逻辑页号有10位。16K=214，所以页内地址有14位。虚拟地址的段号=32-10-14=8位。逻辑地址由8位段号，10位页号，14位页内地址构成。逻辑地址：81014主存容量=64M=226，所以物理地址26位，其中页号12位，页内地址14位。段号页号页内地址物理地址：页号页内地址1214(3)段号8位，段表长度=28行，每行指出页表的起始地址(物理地址26位)和有效位等。取4字节以便于管理。页号10位，每段页表长度=210行，每行指出物理页号(12位)和有效位等，取2字节以便于管理。所以段表长度=28×4字节。页表总长度≤28×210×2字节=219字节。四、控制系统（共22分）2.（12分）CPU的数据通路为双总线结构，如下图所示，写出实现加法指令ADDaddr,R1的过程，该指令实现（R1）+(addr)→R1功能，addr为存储器某一单元的地址，指令为单字长指令,(RA可以清零)。加法指令的执行过程(寄存器间传送都通过ALU进行)：(1)取指令PC→ALU，ALU→MAR，M→MDR(读);MDR→ALU，ALU→IR，PC+1→PC；(2)取操作数IR的地址码→MAR(IR的地址码送ALU，ALU→MAR)，读，MDR→RA(3)加(R1)→ALU，(RA)→ALU，加，ALU→R1(结果送R1)；以上操作中，凡是一个数据通过ALU传送到另一总线时，ALU的另一输入为0，ALU执行加法运算。五、I/O系统（共22分）1.（9分）解：①显示系统的帧缓冲容量为:1024×768×1B=786432B②传送频率为:50×786432B=39.3216MB/s③N=(192×1024×8)/(1024×768)=2,所以每点有4种色彩可选，即能显示4个灰度级的图像。2.画出程序中断处理的流程图，说明每次关中断和开中断的作用。（13分）解：程序中断处理的流程图如下：(5分)关中断保存断点识别中断源保存现场和屏蔽字设置新的屏蔽字开中断执行中断服务程序主体关中断恢复现场和屏蔽字开中断中断返回恢复断点以下各（2分）第一次关中断是为了保存断点、识别中断源、保存现场、交换屏蔽字的工作不被新的中断所打断；第一次开中断是为了在执行中断服务程序主体时能实现中断嵌套；第二次关中断是为了恢复现场和屏蔽字的工作不被新的中断所打断；第二次开中断是为了在中断返回后新的中断能进来；