安徽大学2007(2008计算机组成原理)-

1、安徽大学 2007（2008 计算机组成原理） -安徽大学 XXXX 第一学期计算机组成与结构 （卷一 ）试题参考答案及评分标准1 选择题 （每小空格 1 分，共 10 分 ）1进位生成函数 Gi=（D） 由进位加法电路引入A。Xi ?易Xi ? Xi ?易）Xi ? Y12。以下（a）属于时序逻辑电路a,触发器b,解码器c,数据选择器d,加法器3,代码FFH，如果为真127,则（a）代码A.移位b原始c 补数d 逆4。如果存储器中有 1K 个存储单元,当采用双解码模式时,解码输出线要求为（d）与主存储器相比，外部存储器的特征在于（a）a。大容量，低速，低成本。以下陈述是正确的（b）a。epr

2、om是可重写的，所以它是一种随机存取存储器。B.EPROM是可重写的,但不能用作随机存取存储器。 C.EPROM 只能重写一次, 因此不能用作随机存取存储器。D.这三个都错了7。在指令系统中采用不同寻址模式的目的是（b）A.它可以降低指令解 码b 的复杂度。它可以缩短指令字长度,扩展寻址空间,提高编程和灵 活性。它可以实现程序控制。在高速缓冲存储器中,与使用所有关联 图像相比，组关联图像的优点是（b）A.高缓存命中率b 短目录表，低 实现成本 c .低块冲突率 d .高缓存利用率9。在微程序控制器中，机器指令和微指令之间的关系是（b）A.每条机器指令由一条执行b的微指令组成。每一条机器指令由一

3、条微指令编程的微程序组成， 以执行c。由一条机器指令组成的程序可以由一条微指令执行。一条 微指令由几条机器指令组成，执行10。计算机的存储器按等级排列用于 （b）A. 减小主机箱b 的体积。解决容量、价格和速度之间的矛盾 c . 保存大量数据方便 d .易于操作2。填空 （每题 1 分，共 20 分 ）1。用 BOOTH 方法将补码乘以两位。 当乘法由 1 个符号位和 n 个 （偶 数 ）数据位组成时，如果在乘法器的底部加上 “0，”计算部分积的次数 为 _n/2+1_，最后一次右移操作向右移动 _1_第 1 页，总共 3 页位。如果乘数增加1个符号位，计算部分乘积的次数为n/2+1,最后 一

4、次右移操作向右移动 _0_。2。在浮点减法中，主要运算内容和步骤是顺序减法、尾数减法、归 一化、舍入和溢出判断3。 微指令由控制字段和地址字段组成。 基本控制字段编译方法包括 直接控制法、直接字段编译法和间接字段编译法。4。 半导体静态随机存取存储器通过触发器存储信息， 而半导体动态 随机存取存储器通过电容器存储信息 5.2008 表示为 0010 0000 0000 1000 的 16 位二进制定点整数6。高速缓存和主存储器之间有三种类型的地址映射:完全关联、直接和组关联 7.如果存在 7 比特信息码 0110101，则在低位添加偶数校 验码比特后的码是 01101010，在低位添加奇数校验

5、码比特后的码是 011010113，名词解释 （每项 4 分，共 20 分 ）1。组合逻辑电路 :逻辑电路的输入状态只与当前输入状态有关，而 与过去的输入状态无关。该逻辑电路是组合逻辑电路2。硬接线控制方法 :通过逻辑电路的直接连接产生定时控制信号的 方法，也称为组合逻辑控制方法3。微程序 :用来完成计算机指令功能的一组微指令序列。4。联想记忆 :由内容寻址的记忆。除了按地址随机读写外，它还具 有比较功能，可以按信息内容寻址，内存查询速度快5。存储周期 :连续两次启动同一内存进行访问操作所需的最小时间 间隔4。简答题 （每题 5 分，共 20 分 ）1。简述判断加减运算溢出的几种 方法答 :有

6、两种方式使用单个符号位 :（1）当两个符号相同的数字相加时，如果结果的符号与加数（或求和 ）不同，则为溢出减去两个符号位相反的数字， 如果结果的符号位与被 减数的符号位相反，则溢出。在其他情况下不会溢出。（2）当任意两个数字的符号相加时，如果 C = Cf,则运算结果正确， 其中C是数值最高位的进位，Cf是符号位的进位如果Cm Cf,则为溢 出，因此溢出条件二ccf双符号位方法：使用双符号位 fS2、 fS1 正数的双符号位是 00，负数的双符号位是11 符号位参与运算， 当结果的两个符号位 fS1 和 fS2 不同时， 会发生 溢出。所以溢出条件二fs1fs2如果结果的符号位01是正溢出；如

7、 果结果的符号位为 10，则为负溢出。2。程序和微程序、机器指令和微指令、主存储器和控制存储器的概 念有什么区别？回答 :(1) 程序和微程序程序由程序员编写，由指令组 成，而微程序用于控制指令的执行，由微指令组成。(2) 机器指令和微指令机器指令是二进制代码形式的指令，可以在编 译程序员编写的程序后由机器执行。 在微程序计算机中， 指令的功能 是通过执行一系列微指令来完成的。第 2 页由 3 页(3) 主存储器和控制存储器组成主存储器用来存储程序和数据。当程 序运行时， 中央处理器从主存储器中获取指令并访问数据， 主存储器 通常由随机存取存储器组成。 控制存储器用于存储微程序和解释指令 的执

8、行。它通常由只读存储器只读存储器组成。3有什么特点。冯 诺依曼机器？答：(1)计算机由五部分组成：运算单 元、控制器、存储器、输入设备和输出设备(2) 采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个内存中，由指令组 成的程序可以修改。 (3)数据由二进制代码表示 (4) 指令由操作码和地址码组成(5) 条指令按执行顺序存储在存储器中，指令计数器指示要执行的指令所在单元的地址，指令计数器通常按顺序递增。(6)机以运算器为中心，数据传输通过运算器。 4.与缓存命中率相关 的因素有哪些？单独阐述a:缓存命中率与缓存容量、块大小、地址映射方法和替换算法有关当其他因素保持不变时，具有大缓存容量和高命中率。块的

9、大小应该适中，它对命中率的影 响与正在执行的程序有关。在地址映射方面，全联想的命中率最高， 但由于需要的硬件太多，一般不采用，直接映射的命中率最低，但简 单，组合成组比较理想；在替换算法方面， LRU 替换算法高于先进 先出或随机替换算法，一般采用改进的 LRU 算法5。计算题 (每题 10 分，共 30分)1。当一个程序需要 3 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 6(1) 设置主存储器容量为 3 页，并计算先进先出和 LRU 替换算法， 它们各自的命中率 (假设主存储器在开始是空的 )(2) 当主存储器容量增加到 4 页时，两种替换算法各自的命中率是多 少？解决方案 :(1

10、)先进先出 :20% LRU: 40% (5 分)(2)先进先出 :40% LRU: 60% (5 分)2。将生成多项式设为 X3+X+1 ，尝试写出其对应的 二进制码，并计算数据信息 10101 的循环冗余码解:对应的二进制码是 1011 (3分)循环冗余码是 :(x4+x2+1)(x3+x+1)= x7+x4+x2+x+1(7 分)3。有一个容量为 2K 字的高速缓存， 每个块有 16 个字。询问 :(1)缓存可以容纳多少块？(2)如果主内存容量是 256 千字，有多少个块？ (3)主存储器地址有多 少位？缓存的地址是多少位？(4) 在直接映射模式下，主内存中的第一个块映射到缓存中的哪个块？ (5)映射地址时，内存地址分为哪些段？每段有多少位？解决方案 :(1) 2048/16=128个缓存块 (2分)(2)主存储器中有 256 k/16 =214 = 16384 个块(2分)(3)主存储器容量是 256 k = 218 个字，所以主 存