2015年信息组原试题A卷

1西北农林科技大学本科课程考试试题（卷）2013-2014学年第二学期《计算机组成与系统结构》课程A卷专业班级：命题教师：审题教师：学生姓名：学号：考试成绩：一、选择题（每小题1分，共15分）得分：分1.下列数中最大的数是（B）。A.（10010101）2B.（227）8C.（96）16D.（143）102.在CPU中，跟踪后继指令地指的寄存器是（B）。A.指令寄存器B.程序计数器C.地址寄存器D.状态条件寄存器3.微指令存放在（A）中。A.控制存储器B.RAMC.指令寄存器D.外存4.在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须（C）来实现。A.有译码电路，用与非门B.有编码电路，用或非门C.有溢出判断电路，用异或门D.有移位电路，用与或非门5.指令周期是指（C）。A．CPU从主存取出一条指令的时间B．CPU执行一条指令的时间C．CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间D．时钟周期时间6.设[X]补=1.X1X2Ｘ3Ｘ4,当满足（A）时，Ｘ－１/２成立。A.X1必须为1，Ｘ2…Ｘ4至少有一个为1B.X1必须为1，Ｘ2…Ｘ4任意C.X1必须为０，Ｘ2…Ｘ4至少有一个为1D.X1必须为０，Ｘ2…Ｘ4任意7.从信息流的传送效率来看，（B）工作效率最低。A．三总线系统B．单总线系统C．双总线系统D．多总线系统8.微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（A）。A．每一条机器指令由一段微指令编成的微程序来解释执行B．每一条机器指令由一条微指令来执行C．一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行2D．一条微指令由若干条机器指令组成9.TEC-XP组原实验箱微程序控制器中微指令编码方式为（B）。A.直接编码B.字段直接编码C.字段间接编码D.混合编码10.补码定点整数10０10101，右移一位后的值为（D）。A.01001010B.01001011C.10001000D.1100101011.指令寄存器的IR作用是（B)。A.保存当前指令的地址B.保存当前正在执行的指令C.保存下一条指令D.保存上一条指令12.某一RAM芯片，其容量为512×8位，包括电源和接地端，该芯片引出线的最小数目应是（）。A.23B.25C.50D.1913.在机器数(B)中，零的表示形式是唯一的。A．原码B．补码C．移码D．反码14.假设下列字符码中有奇偶位校验，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是（）。A.11001011B.11010110C.11000001D.1100100115.TEC-XP组成原理实验箱由（A）芯片构成16位运算器。A.4片AM2901B.4片AM2902C.4片74LS181D.4片74LS182二、填空题（每空1分，共20分）得分：分1.若被传送的数据为11011011，假设采用偶校验技术，则校验位C=__________。2.指令由操作码和地址码组成，微指令由微操作字段和下地址字段组成；程序运行时，指令通常存储在内存储器，而微指令通常存储在控制存储器。3.在计算机系统中，Cache系统是为了解决内存速度慢而设置，虚拟存储器是为了解决内存容量不足而设置。4.在计算机内存中，需要刷新的是DRAM存储器，而通常由SRAM构成Cache存储器。5.控制单元CU有组合逻辑和微程序两种设计方法。通常，RISC系统采用组合逻辑设计，而CISC系统采用微程序设计。6.在计算机系统中，CPU对外围设备的管理除了程序查询方式、程序中断方式外，还有DMA方式、通道方式和I/O处理机方式。7.海明校验码，具有1位纠错能力。8.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫指令周期，它常用若干个机器（CPU）周期来表示，而后者又包含若干个时钟周期。39.集中式总线判优有链式查询、计数器查询、独立请求三种方式。三、简答题（共20分）得分：分1、针对TEC-XP实验系统，回答下列问题：（1）机器字长、指令字长、存储字长、微指令字长各多少位？地址线、数据线各多少位？（6分）依次为：16,16或32,16,48,16,162、简述RISC指令系统的特点。（7分）RISC的主要特征（1）选用使用频度较高的一些简单指令，复杂指令的功能由简单指令来组合（2）指令长度固定、指令格式种类少、寻址方式少（3）只有LOAD/STORE指令访存（4）CPU中有多个通用寄存器（5）采用流水技术一个时钟周期内完成一条指令（6）采用组合逻辑实现控制器（7）采用优化的编译程序3、简述中断系统需要解决的问题（7分）中断系统需解决的问题1.（1）中断源如何向CPU提出请求？（2）中断源同时提出请求怎么办？（3）CPU什么条件、什么时间、以什么方式响应中断？（4）如何保护现场？（5）如何寻找入口地址？（6）如何恢复现场，如何返回？（7）处理中断的过程中又出现新的中断怎么办？四、计算题（共25分）得分：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。(7分)1)设阶码和尾数均采用双符号位表示,则[X]补=00，111；00.11101[Y]补=00，101；00.101(2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’]=00,111;00.00101(2分)3)求出尾数和00.11101+00.00101=01.00010(1分)44)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、已知X=+0.01010，Y=-0.11001，求：（1）[21x]补，[-x]补，[-y]补，2[y]补，[x]移，[y]移，x-y=?，x+y=?（8分）[x]补=0.001012[y]补=1.01110[-X]补=1.10110[-y]补=0.11001[x]移=1.01010[y]移=0.00111x+y=?因为[x+y]补=[x]补+[y]补=1.1001所以x+y=-0.0111x-y=?因为[x-y]补=[x]补+[-y]补=1.00011溢出所以x-y溢出3、假设指令流水线分取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、回写（WR）四个过程段，共有10条指令连续进入此流水线。（10分）（1）若每段执行时间均为100µs，求流水线实际吞吐率（单位时间执行完毕的指令数）、加速比。（8分）（2）若执行段（EX）执行时间为200µs，而其它三段执行时间均为100µs，求流水线实际吞吐率。（2分）五、分析题（共20分）得分：分1、（6分）设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1）该存储器能存储多少个字节的信息？（2分）5（2）如果用512k×8位的SRAM组成，需多少片？（2分）（3）需要多少位地址作芯片选择？（3分）2、（14分）若某微程序控制器控制存储器容量为128×24位，若微指令的操作控制字段共18位。（１）若采用直接控制，则一条微指令最多可同时启动多少个微操作命令？（2分）（２）若采用字段直接编码控制，并要求一条微指令能同时启动3个微操作，则微指令的操作控制字段应分多少段？若每个字段的微操作数相同，这样的微指令格式最多可包含多少个微操作命令？（4分）（３）此微程序控制器中微指令字长是多少位？由哪些字段组成，各多少位？CMAR多少位？CMDR多少位？（8分）西北农林科技大学本科课程考试参考答案与评分标准考试课程：计算机组成与系统结构(乙)学年学期：2013—2014学年第2学期试卷类型：A考试时间：2014年7月10日专业年级：12计算机科学与技术满分100分。一、选择题（每小题1分，共15分）1．B2．B3．A4．C5．C6．C7．B8、A9．B⒑D⒒B⒓D⒔B,C⒕D⒖A评分标准：每小题答对1分，共15小题15分。13小题B和C单选、双选都正确6二、填空题（每空1分，共20分）参考答案：1、02、操作码、地址码、微操作字段、下地址字段、内、控制（按顺序回答）3、内存速度慢、内存容量不足4、动态（DRAM）、动态（SRAM）5、组合逻辑、微程序（按顺序回答）6、DMA、通道、I/O处理机7、18、机器（CPU）9、计数器查询、独立请求评分标准：每空回答正确1分，共20空20分。意思回答正确也算对。三、简答题（20分）1、（6分）参考答案：⑴（6分）参考答案：依次为：16,16或32,16,48,16,16评分标准：没项回答正确1分，共6分。指令字长必须回答16和32。2、（7分）参考答案：RISC的主要特征（1）选用使用频度较高的一些简单指令，复杂指令的功能由简单指令来组合（2）指令长度固定、指令格式种类少、寻址方式少（3）只有LOAD/STORE指令访存（4）CPU中有多个通用寄存器（5）采用流水技术一个时钟周期内完成一条指令（6）采用组合逻辑实现控制器（7）采用优化的编译程序评分标准：7个要点，每个回答正确1分共7分。意思正确算对。3、（7分）参考答案：中断系统需解决的问题2.（1）中断源如何向CPU提出请求？（2）中断源同时提出请求怎么办？（3）CPU什么条件、什么时间、以什么方式响应中断？（4）如何保护现场？（5）如何寻找入口地址？（6）如何恢复现场，如何返回？（7）处理中断的过程中又出现新的中断怎么办？评分标准：7个要点，每个回答正确1分共7分。意思正确算对。四、计算题（共25分）1、（7分）参考答案要点：1)设阶码和尾数均采用双符号位表示,则[X]补=00，111；00.11101[Y]补=00，101；00.101(2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’]=00,111;00.00101(2分)3)求出尾数和00.11101+00.00101=01.00010(1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7[X+Y]补=01000,00.10010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)评分标准：按步骤给分。部分正确根据情况一半分。2、（8分）参考答案：[21x]补=0.001012[y]补=1.01110[-X]补=1.10110[-y]补=0.11001[x]移=1.01010[y]移=0.00111x+y=?因为[x+y]补=[x]补+[y]补=1.1001所以x+y=-0.0111x-y=?因为[x-y]补=[x]补+[-y]补=1.00011溢出所以x-y溢出评分标准：每项答案正确1分，8项，共8分。2、(10分)参考答案：（1）（8分）吞吐率=10/(100×13)=0.77×107条指令/秒（4分）加速比=（10×4）/(4+(10-1))=40/13=3.08(4分）评分标准：每项4分，2项共8分。公式正确但结果不对给2分。（2）（2分）吞吐率=10/(500+(10-1)×200)=1/230×107条指令/秒评分标准：公式或答案正确都算对，公式对数据有错给1分。五、分析题（共20分）1、（6分）参考答案：⑴4MB或4M字节（2分）⑵8片（2分）⑶1位（2分）评分标准：每项回答正确2分，3项共6分。2、（14分）参考答案：（1）18（2分）（2）3段，192（4分）（3）24位，由微操作字段（18位）和下地址字段（6位）组成，CMAR为6位（或7位，CMDR为24位。（8分）评分标准：以上每项正确得2分，7项共14分。西北农林科技大学本科课程考试试题（卷）2014-2015学年第二学期《计算机组成与系统结构(甲)》课程A卷专业班级：命题教师：审题教师：学生姓名：学号：考试成绩：8一、选择题（每小题2分，共20分）得分：分1.CPU响应中断的时间是（）。A.当前总线空闲B.当前指令已经从内存取出C.当前访