计算机组织体系结构本科生试卷答案B1

1、WORD格式本科生期末试卷一一、选择题每题1 分，共 15 分1从器件角度看， 计算机经历了五代变化。但从系统构造看，至今绝大多数计算机仍属于B 计算机。专业资料整理WORD格式A并行2某机字长B冯·诺依曼32 位，其中C智能D串行1 位表示符号位。假设用定点整数表示，那么最小负整数为A 。专业资料整理WORD格式A-(231-1)B-(230-1)C-(231+1)D-(230+1)专业资料整理WORD格式3 以下有关运算器的描述， C是正确的。A只做加法运算B只做算术运算C算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算4EEPROM 是指D 。A 读写存储器B只读存储器C闪速存储器D电擦除可

2、编程只读存储器5常用的虚拟存储系统由B 两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁外表存储器。Acache-主存 B主存 -辅存 Ccache-辅存 D 通用存放器 -cache6RISC 访内指令中，操作数的物理位置一般安排在D 。A栈顶和次栈顶B两个主存单元C一个主存单元和一个通用存放器D两个通用存放器7 当前的 CPU 由 B 组成。A控制器B控制器、运算器、cacheC运算器、主存D控制器、 ALU 、主存8流水 CPU 是由一系列叫做“段 的处理部件组成。和具备m 个并行部件的CPU 相比，一个 m 段流水 CPU 的吞吐能力是A 。A具备同等水平B不具备同等水平C小于前者D大于前者9 在

3、集中式总线仲裁中， A 方式响应时间最快。A独立请求B计数器定时查询C 菊花链10CPU 中跟踪指令后继地址的存放器是C 。A地址存放器B指令计数器C 程序计数器D 指令存放器11从信息流的传输速度来看， A 系统工作效率最低。A单总线B双总线C三总线D多总线12单级中断系统中，CPU 一旦响应中断，立即关闭C标志，以防止本次中断效劳完毕前同级的其他中断源产生另一次中断进展干扰。A中断允许B中断请求C中断屏蔽D DMA 请求13安腾处理机的典型指令格式为C位。A32位 B64 位C41 位D48 位14下面操作中应该由特权指令完成的是B。A设置定时器的初值B从用户模式切换到管理员模式C 开定时

4、器中断D关中断15以下各项中，不属于安腾体系构造根本特征的是D 。A超长指令字B显式并行指令计算C推断执行D 超线程二、填空题每题2 分，共20 分1字符信息是符号数据，属于处理非数值 领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的 ASCII码。2按 IEEE754 标准，一个32 位浮点数由符号位 S 1 位、阶码 E8 位、尾数 M 23位三个域组成。其中阶码E 的值等于指数的真值e加上一个固定的偏移值127 。3双端口存储器和多模块穿插存储器属于并行存储器构造，其中前者采用空间 并行技术，后者采用时间 并行技术。4虚拟存储器分为页式、 段 式、段页式三种。专业资料整理WORD格式5安腾指令

5、格式采用 5 个字段：除了操作码 OP字段和推断字段外，还有3个 7位的存放器字段，它们用于指定2 个源操作数和1 个目标操作数的地址。6CPU 从内存取出一条指令并执行该指令的时间称为 指令周期 ，它常用假设干个 CPU机器周期来表示。7 安腾 CPU 中的主要存放器除了 128 个通用存放器、 128 个浮点存放器、 128 个应用存放专业资料整理WORD格式器、 1 个指令指针存放器即程序计数器外，还有64位分支存放器。个 1 位推断存放器和 8 个64专业资料整理WORD格式8 衡量总线性能的重要指标是总线带宽率，单位是字节 /秒 或 m/s 。，它定义为总线本身所能到达的最高传输速专

6、业资料整理WORD格式9DMA控制器按其构造，分为选择型DMA控制器和多路型DMA控制器。专业资料整理WORD格式前者适用于高速设备，后者适用于慢速设备。专业资料整理WORD格式1064 位处理机的两种典型体系构造是英特尔64 体系构造和安腾体系构造。专业资料整理WORD格式前者保持了与IA-32 的完全兼容，后者那么是一种全新的体系构造。三、简答题每题8 分，共 16 分1 CPU 中有哪几类主要存放器，用一句话答复其功能。答： 1数据缓冲存放器 DR ：数据缓冲存放器用来暂时存放 ALU 的运算结果、由数据存储器读出的一个数据字、来自外部接口的一个数据字。（ 2指令存储器 IR：指令存储器

7、用来保存当前正在执行的一条指令。（ 3程序计数器 PC： 用来存放下一条指令的地址。4数据地址存放器AR ：数据地址存放器用来保存当前CPU 所访问的数据cache存储器中简称树村单元的地址。5通用存放器R0R3 ：当算术逻辑单元ALU 执行算术或逻辑运算时，为ALU 提供一个工作区。（ 6状态字存放器 PSW ：状态字存放器保存有算术指令和逻辑指令运算或测试结果建立的各种条件代码。专业资料整理WORD格式2指令和数据都用二进制代码存放在内存中，从时空观角度答复CPU如何区分读出的代码专业资料整理WORD格式是指令还是数据。答：计算机可以从时间和空间两方面来区分指令和数据，在时间上， 取指周期

8、从内存中取出的是指令， 而执行周期从内存取出或往内存中写入的是数据，在空间上， 从内存中取出指令送控制器，而执行周期从内存从取的数据送运算器、往内存写入的数据也是来自于运算器。四、计算题 10 分设 x=-15， y=+13 ，数据用补码表示，用带求补器的阵列乘法器求出乘积x× y，并用十进制数乘法进展验证。答：设最高位为符号位，输入数据用补码表示：x 补 =10001， y 补 =01101.乘积符号位运算专业资料整理WORD格式x0 y0=0 1=1算前求补器输出为|x|=1111， |y|=11011111×11011111000011111111专业资料整理WORD

9、格式11000011算后求补器输出为00111101，加上符号为1，最后得补码乘积值x× y补 =100111101.利用补码与真值换算公式，补码二进制数真值是：x× y=-1 × 28+1 × 25+1× 24+1 × 23+1× 22+1× 20=(-195)10 五、证明题 12 分用定量分析方法证明多模块穿插存储器带宽大于顺序存储器带宽。答： 1存储器模块字长等于数据总线宽度（ 2模块存取一个字的存储周期等于T（ 3总线传送周期为 r（ 4穿插存储器的穿插模块数为m穿插存储器为了实现流水线方式存储，即每经过

10、时间延迟后启动下一模块，应满足T = mr ， 1穿插存储器要求其模块数m,以保证启动某模块后经过mr 时间后再次启动该模块时，它的上次存取操作已经完成。这样连续读取m 个字所需要时间为t1=T+(m 1)r= mr+mr r=(2m 1)r (2)故存储器带宽为 W1 = 1/t1 = 1/(2m-1)r (3)而顺序方式存储器连续读取m 个字所需时间为t2 = mT = m2 r ×(4)存储器带宽为 W2 = 1/t2 = 1/m2 ×r(5)比较 (3) 和(5) 式可知，穿插存储器带宽W1 > 顺序存储器带宽W2(2答：设模块存取一个字的存储周期为T，总线传

11、送周期为，存储器的穿插模块数为m，应当满足： T=m 。Tm其中称为穿插存取度。多模块穿插存储器连续读取m 个字所需的时间为：t1T (m 1)而顺序方式存储器连续读取m 个字所需的时间为：t2mT又 T=m 且 m>1,故有 T> .那么 t1 T (m 1)T ( m 1)T mTt 2又存储器的带宽为 Wq / t，q不变， t1t2，那么 W1 W 2那么多模块穿插存储器的带宽大于顺序方式存储器的带宽。专业资料整理WORD格式"六、设计题 15 分某计算机有以下列图所示的功能部件，其中M 为主存，指令和数据均存放在其中，MDR主存数据存放器，MAR 为主存地址存放

12、器，R0 R3 为通用存放器，IR 为指令存放器，为程序计数器具有自动加1 功能，C、 D 为暂存存放器，ALU 为算术逻辑单元，移位器可左移、右移、直通传送。为PC专业资料整理WORD格式将所有功能部件连接起来，组成完整的数据通路，并用单向或双向箭头表示信息传送专业资料整理WORD格式方向。画出 “ ADD R1， R2指令周期流程图。该指令的含义是将R1 中的数与 R2指示的主存单元中的数相加，相加的结果直通传送至R1 中。假设另外增加一个指令存贮器，修改数据通路，画出的指令周期流程图。答： 1专业资料整理WORD格式(2)专业资料整理WORD格式M->MBR->IR,PC+1专业资料整理WORD格式测试R1->MDRM->MDR->CR2->MDRM->MDR->DC+D->R1PC->MAR专业资料整理WORD格式七、分析计算题12 分如果一条指令的执行过程分为取指令、指令译码、 指令执行三个子过程，每个子过程时间都专业资料整理WORD格式为 100ns。请分