2021年成都航空职业技术学院计算机应用技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2021年成都航空职业技术学院计算机应用技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、关于LRU算法，以下论述正确的是（）。A.LRUCache中驻留时间最长且未被引用的块B.LRUCache中驻留时间最短且未被引用的块C.LRUCache中驻留时间最长且仍在引用的块D.LRUCache中驻留时间最短且仍在引用的块2、某C语言程序段如下：for（i=0；i<9；i++）{temp=1；for（j=0；j<=i；j++）temp+=a[J]；sum+=temp；}下列关于数组a的访问局部性的描述中，正确的是（）。A.时间局部性和空间局部性皆有B.无时间局部性，有空间局部性C.有时间局部性，无空间局部性D.时间局部性和空间局部性皆无3、假定变量i、f、d的数据类型分别为int、float、double（int用补码表示，float和double用IEEE754标准中的单精度和双精度浮点数据格式表示），已知i=785，f-l.5678e3，d=1.5el00，若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为真的是（）。I.i==（int）（float）i IⅡ.f==（float）（double）f Ⅳ.（d+f）-d=fIⅡIⅢC.仅、ⅢD.仅Ⅲ、4、4位机器内的数值代码，则它所表示的十进制真值可能为（）。I.16 Ⅱ.-1 Ⅲ.-8 V.8A.I、V、ⅢB.IⅡ、IⅣC.Ⅱ、Ⅲ、IVD.只有V5、floatIEEE754float型变量x和y分别存32flf2中，若（fl）=CC900000H，（f2）=BOC00000Hx和y之间的关系为（）。A.x<y且符号相同B.x<y符号不同C.x>y且符号相同D.x>y且符号不同6、下列关于同步总线的说法中，正确的有（）。I.同步总线一般按最慢的部件来设置公共时钟II.同步总线一般不能很长同步总线一般采用应答方式进行通信通常，CPU内部总线、处理器总线等采用同步总线A.I，II B.I，II，IV C.III，IV D.II，III，IV7Q=Wf/N计算，其中Q为总线数据宽度（/8），f为完成一次数据传送所需的总线时钟168MHz2时钟周期，则总线数据传输速率Q为（）。A.16Mbit/sB.8Mbit/sC.16MB/sD.8MB/s8、下列关于配备32位微处理器的计算机的说法中，正确的是（）。该机器的通用寄存器一般为32位Ⅱ.该机器的地址总线宽度为32位Ⅲ.该机器能支持64位操作系统IV.一般来说，64位微处理器的性能比32位微处理器的A.I、Ⅱ B.IⅢ C.I、Ⅳ 、、Ⅳ9、下列关于计算机操作的单位时间的关系中，正确的是（）。A.时钟周期>指令周期>CPU周期B.指令周期CPU周期>时钟周期C.CPU周期>指令周期>时钟周期D.CPU周期>时钟周期>指令周期10、下列关于指令流水线数据通路的叙述中，正确的是（）。包含生成控制信号的控制部件ALUC.D.由组合逻辑电路和时序逻辑电路组合而成11、在程序执行过程中，（）的循环之中。A.控制器B.CPU 指令存储器 指令译码器128310条零地址指令，则最多有（）条一地址指令。A.20 B.14 C.10 D.613、执行操作的数据不可能来（）。A.寄存器B.指令本身C.控制存储器D.存储器1441→2→3→411011，21111.30011，4级中0001，则修改后的优先顺序从高到低为（）。A.3→2→1→4B.1→3→4→2C.2→1→3→4D.2→3→1→415、若每个汉字用16×16的点阵表示，7500个汉字的字库容量是（）A.16KBB.240KB C.320KB D.IMB二、填空题16、软磁盘和硬磁盘的 记录方式基本相同，但在 和 上存在较大差别。17、RISC的中文含义，CISC的中文含义 18、直接内存访问方式中，DM控制器从CPU完全接管的控制，数交换不经过CPU，而直接在内存之间进行。19、中断处理过程可以嵌套进行的设备可以中的中断服务程序。20、形成指令寻址的方式，称为指令寻址方式，有顺序寻址寻址两种，使用 来跟踪。21、在计算机术语中，和 和在一起称为CPU，而将CPU和 合在一称为主机。22、奔腾CPU中L2级cache的内容的子集，内容又是L2级cache的子集。23、不同的CRT显示标准所支持的最和 数目是不同的。24、寻址方式按操作数的物理位置不同，多使型和 型，前者比后者行速度快。25、汉字、 、 是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种同用途的编码。三、名词解释题26、汇编语言：27、MIDI：28、无条件转移：29、微指令：四、简答题30、什么是中断允许触发器？他有何作用？31、水平型微指令；32、主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？33、什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？五、计算题34、将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码4位（包含一位阶符），分别用补码和移码表示；尾数9位（包含一位数符），用补码表示。1）27/64。2）-27/64。35、设有一个64K×8位的RAM芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存储基元）？欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片，要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总和为最小，试确定这种芯片的地址线和数据线，并说明有几种解答。36、假设硬盘传输数据以32位的字为单位，传输速率为1MB/s.CPU的时钟频率为50MHz。采用程序查询的输入/输出方式，假设查询操作需要100CPUI/O查询所花费的时间比率，假定进行足够的查询以避免数据丢失。采用中断方式进行控制，每次传输的开销（包括中断处理）为100求CPU为传输硬盘数据花费的时间比率。采用DMA控制器进行输入/输出操作，假定DMA的启动操作需要1000个时钟周期，DMA完成时处理中断需要500个时钟周期。如果平均传输的数据长度为4KB，问在硬盘工作时处理器将用多少时间比率进行输入/输出操作，忽略DMA申请使用总线的影响。六、综合题37、一个程序员在一台字长为32位的计算机上，写出下面的代码，从计算机计算能力是否充分利用的角度来看，该代码是否高效，如果高效请说明原因，如果还有缺点请指出，并提出解决方法并附上改进后的代码。（char为8位存储空间，int为32位存储空间）intcompare（char*A，char*B）if（A==B）returnstrlen（A）；intlen，i；if（strlen（A）>strlen（B））1en=strlen（A）；else1en=strlen（B）；for（i=0；i<len&&A[i]=B[i]；i++）；returni；38、某16位计算机的主存按字节编码，存取单位为16位；采用16位定长指令字格式：CPU采用单总线结构，主要部分如下图所示。图中R0~R3为通用寄存器：T为暂存器：SR为移位寄存器，可实现直送（mov）、左移一位.（left）和右移一位（right）3种操作，控制信号为SRop，SR的输出由信号SRout控制：ALU可实现直送A（mova）、A加B（add）、A减B（sub）、A与B（and）、A或B（or）、非A（not）、A加1（inc）7种操作，控制信号为ALUop。请回答下列问题。图中哪些寄存器是程序员可见的？为何要设置暂存器T？控制信号ALUopSRop的位数至少各是多少？控制信号SRout所控制部件的名称或作用是什么？端点①~⑨中，哪些端点须连接到控制部件的输出端？~写出连线的起点和终点，以正确表示数据的流动方向。MUX的一个输入端是2？39、在表中的第2列、第3列填写简要文字对CISC和RISC的主要特征进行对比。比较内容l）指令系统2）指令格式寻址方式指令字长可访存指令各种指令使用须率各种指令执行时间优化编译实现寄存器个数控制器实现方式软件系统开

CISC和RISC的主要特征比较CISC RISC参考答案一、选择题、A、A、B、D、A、B7、D、、C、B、A、A、B、C、C、B二、填空题16、存储原理结构性能17、精简指令系统计算机复杂指令系统计算机18、总线I/O设备（或输入输出设备）19、优先级高优先级低20、跳跃程序计数器21、运算器控制器存储器22、主存L1级cache23、分辨率颜色24、RRRS25、输入编码内码字模码三、名词解释题26、汇编语言：采用文字方式（助记符）表示的程序设计语言，其中大部分指令和机器语言中的指令一一对应，但不能被计算机的硬件直接识别。27、MIDI：音乐器材数字化接口，规定电子乐器与计算机之间传递信息的方式。28、无条件转移：一种转移指令类型，不管状态如何，一律进行转移操作。29、微指令：控制器存储的控制代码，分为操作控制部分和顺序控制部分。四、简答题30、答：中断允许触发器是CPU中断系统中的一个部件，他起着开关中断的作用（即中断总开关，则中断屏蔽触发器可视为中断的分开关）。31直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接和字段混合编码都属水平型微指令。其中直接编码速度最快，字段编码要经过译码，故速度受影响。32、答：存储器的性能指标主要是存储容量，存储时间、存储周期和存储器带宽。在一个存储器中可以容纳的存储单元总数通常称为该存储器的存储容量。存取时间又称存储访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存储周期是指连续两次独立的存储器操作（如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。存储器带宽是指存储器在单位时间中的数据传输速率33、答：指令周期是完成一条指令所需的时间。包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。机器周期也称为CPU通常等于取指时间（或访存时间）。时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。五、计算题34、解析1）27/64=0.011011=0.11011×2-1当补码和尾数都采用补码表示时：1，111：0.11011000。阶码采用移码、尾数采用补码表示时：0.11l：0.11011000。2）-27/64=1.011011=1.11011×2-1当补码和尾数都采用补码表示时：1，11l；1.00101000。阶码采用移码、尾数采用补码表示时：0.1l1：l.00101000。35、解析：存储基元总数=64K×8位=512K位=219位。思路：如要满足地址线和数据线总和最小，应尽量把存储元安排在字向，因为地址位数和字数成2的幂的关系，可较好地压缩线数。设地址线根数为a，数据线根数为b，则片容量为2a×b=219；b=219-a。若a=19，b=l，总和=19+1=20；若a=18，b=2，总和=18+2=20；若a=17，b=4，总和=17+4=21；若a=16，b=8，总和=16+8=24；由上可看出，片字数越少，片字长越长，引脚数越多。片字数、片位数均按2的幂变化。通过证明也是能得出结论的，我们要最小化a+b=a+219-4。令F（a）=a+b=a+219-4，对a求导后，得到1-ln2×a×29。在1≤a≤l8时，F是单调递减函数，所以在这个区间最小值为F（18）=20，剩下F（19）=20。所以得出结论：如果满足地址线和数据线的总和为最小，这种芯片的引脚分配方案有两种：地址线=19根，数据线=1根；地址线=18根，数据线=2根。36、解析：假设采用程序查询方式，则可算出硬盘每秒进行查询的次数为：1MB/4B=250K次，而查询250K次需要的时钟周期数为250K×100=25000K，则可算出CPU为1/0查询所花费的时间比率为25000×1000×100%=50%50×106输

4𝐵

=4μs,而每次传的开销为100个时钟周期，还得先计算出时钟周期，即1

=0.02s。所以，每次50𝑀Hz2μs，故CPU为传输硬盘数据花费的时间比率为2s4s

×100%=50%.：可算得每秒传输次数1MB/4KB=250CPU为传输硬盘数据花费的时间比率为

(1000+500)×250×100%=75%50×106六、综合题37、解析：本函数最主要的操作就是A[]=B]，但由于A]和B]都是char类型的，故每次用32位的运算器来进行char变量的比较，都是将char变量转换为int类型后进行比较的。这其实浪费了运算器3/4的运算能力。所以改进方法就是，一次比较连续的4个char变量，代码如intcompare（char*a，char*B）if（A==B）returnstrlen（A）；int*a，*b；char*al，*b1；a=（int*）A；b=（int*）B；while（*a++==*b++）；a1=（char*）--a；b1=(char*)--b;while(*al++==*b1++);--b1;ret