《计算机组成原理》武汉大学2009级期末考试试题A类B卷+答案.doc

武汉大学计算机学院 2010-2011学年第一学期2009级计算机组成原理 期末考试试题A类B卷（闭卷）学号_ 班级 _ 姓名_ 成绩_一、单项选择题（每小题2分，共30分）1. 冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是： A. 指令操作码的译码结果 B指令和数据的寻址方式C. 指令周期的不同阶段 D指令和数据所在的存储单元2. 浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和判溢出等步骤。设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示，且位数分别为5位和7位(均含2位符号位)。若有两个数X=2729/32，Y=255/8，则浮点加法计算X+Y的最终结果是： A00111 1100010 B00111 0100010 C01000 0010001 D. 发生溢出3. 十进制数5的单精度浮点数IEEE 754代码为:A. 01100000101000000000000000000000 B. 01000000101000000000000000000000C. 11000000101000000000000000000000 D. 110000001011000000000000000000004某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式，每个主存块大小为32字节，按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到Cache的组号是：A0 B2 C4 D65某计算机主存容量为64KB其中ROM区为4KB其余为RAM区，按字节编址；现要用2K8位的ROM芯片和4K4位的RAM芯片来设计该存储器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是： A1、15 B2、15 C1、30 D. 2、306有一个lKl的DRAM芯片，芯片内是3232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 。A625us B625us C0625us D2ms7 某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转以后的目标地址是：A2006H B. 2007H C2008H D .2009H8.下列关于RISC的叙述中，错误的是A. RISC普遍采用微程序控制器 B. RI SC大多数指令在一个时钟周期内完C. RISC的内部通用寄存器数量相对CISC多D. RISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CI SC少9. 某计算机的指令流水线由四个功能段组我。指令流经各功能段的时间(忽略各功能段之间的缓存时间)分别是90ns、80ns、70ns和60ns则该计算机的CPU时钟周期至少是：A. 90ns B. 80ns C70ns D60ns10. 相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是：A指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易B指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难C指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易D指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难11. 假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4字节信息一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHZ，则总线带宽是：A10MB/S B. 20MB/S C10 MB/S D80 MB/S12假设某计算机的存储系统由出Cache和主存组成，某程序执行过程中访存1000次，其中访问Cache缺失50次，则Cache的命中率是： A5% B. 9.5% C50% D95%13一个分段存储管理系统中，地址长度为32位其中段号8位，则最大段长是 A28字节 B218字节 C224字节 D. 232字节14分区分配内存管理方式的主要保护措施是：A界地址保护 B程序代码保护 C数据保护 D. 栈保护15下列选项中能引起外部中断的事件是：A键盘输入 B除数为0 C浮点运算下溢 D访存缺页二、（16分）（1） 在恢复余数法中，若第i次求商的余数为Ri,下一次求商的余数为Ri+1, 证明不恢复余数法中加减交替法运算规则的正确性。（2）已知接收到的海明码为01001l1 (偶校验)，问有没有错误？传送的信息是什么？三、（12分）某半导体存储器容量为15KB，其中固化区8KB，可选EPROM芯片为4K8位；随机读写区7KB，可选SRAM芯片有：4K4位、2K4位、IK4位。地址总线A15A0，双向数据总线D7D0，为读写控制信号，为低电平时允许存储器工作信号。设计并画出该存储器逻辑图。四、(15分) 请求分页管理系统中，假设某程序的页表内容如下表所示 虚页号主存实页面号 有效位0101H11-02254H1页面大小为4KB，一次内存的访问时间是l00ns一次快表(TLB)的访问时间是10ns，处理一次缺页的平均时间为108ns(已含更新TLB和页表的时间)，设内存只为该程序分配页表中的2个页面，采用最近最少使用置换算法(LRU)。假设TLB初始为空; 地址转换时先访问TLB，若TLB未命中，再访问页表；同时将该页面放入TLB; 有效位为0表示页面不在内存，产生缺页中断，调入该页面或置换页表中页面后合成物理地址后访存。设有虚地址访问序列2362H、1565H、25A5H请问：依次访问上述三个虚地址，各需多少时间? 物理地址分别是多少? 给出过程。五、（15分） 某计算机字长16位，采用16位定长指令字结构，部分数据通路结构如图所示，所有控制信号为l时表示有效，为0表示无效，例如控制信号MDRinE为1表示允许数据从DB打入MDR，MDRin为1表示允许数据从内总线打入MDR。假设MAR的输出一直处于使能状态，加法指令ADD R0，（R1）的功能为(R0) + (R1)(R1)，即将R0中的数据与R1的内容所指主存单元中的数据相加，并将结果送入Rl的内容所指主存单元中保存。写出其指令操作流程图并分解为微操作序列。六(12分) 某计算机的CPU主频为500MHZ，CPI为5（即执行每条指令平均需5个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为0.5 MB/S，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。 (1) 在中断方式下，CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比是多少?（2) 当该外设的数据传输率达到5MB/S时，改用DMA方式传送数据。假设每次DMA传送大小为5000B且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU用于该外设I/O的时间整个CPU时间的百分比是多少?(假设DMA与CPU之间没有访存冲突)。参考答案一、单项选择题（每小题2分，共30分）1、C 2、D 3、B 4、C 5、D 6、A 7、C 8、A 9、A 10、D11、B 12、D 13、C 14、A 15、A二、（16分）（1） 在恢复余数法中，若第i次求商的余数为Ri,下一次求商的余数为Ri+1, 证明不恢复余数法中加减交替法运算规则的正确性。证明：在恢复余数法中：当余数为负时，商上0，恢复余数,左移一位，再减去除数，即：若 Ri0 Ri+1 = 2 Ri - Y;所以加减交替法的原码除法运算的规则是：当余数为负时，商上0，余数左移一位，再加上除数；当余数为正时，商上1，余数左移一位，再减去除数。（2）已知接收到的海明码为01001l1 (偶校验)，问有没有错误？传送的信息是什么？解：纠错过程如下：D3D2D1P3D0P2P10100111第一组第二组第三组 S1=1357=0 S2=2367=1 S3=4567=1 所以S3S2S1=110，第6位出错，可纠正为0000111，故欲传送的信息为0001。三、（12分）解：该存储器的地址分配如下： 4K 8 EPROM 0000 H0FFFH 4K 8 EPROM 0100H 1FFFH 4K4 RAM(2片) 2000H 2FFFH 2K4 RAM(2片) 3000H37FFH 1K4 RAM(2片) 3800H3BFFH 存储器逻辑图如图所示。四、（15分）解：五、（15分）解： 操作流程图和微操作序列如下： 六、（12分）解：(1) 在中断方式下，每32位(4B)被中断一次，故每秒中断 0.5MB/4B = 0.5106/4 = 12.5104次1秒钟用于中断的时钟周期数为：（18+2）512.5104 = 12.5106因为CPU主频为500MHZ，所以 CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比