计算机组成与系统结构课程考试试卷

《计算机组成与系统结构》课程考试试卷《计算机组成与系统结构》课程考试试卷2013—2014学年第二学期号序《计算机组成与系统结构》课程考试试卷号序《计算机组成与系统结构》课程考试试卷（C卷）题号——一~二—四五六七八总分得分专业:年级：考试方式：学分：考试时间：分钟号学阅卷人得分一、填空题（每小题2分，共20分）名姓1、计算机的运算精度与机器的①有关，为解决精度与硬件成本的矛盾，大多数计算机使用—②。答：①字长②变字长运算2、若［x1］补=10110111,［x2］原=1.01101，则数x1的十进制数真值是①，x2的十进制数真值是②。答：①-73②-0.71875（号学阅卷人得分一、填空题（每小题2分，共20分）名姓1、计算机的运算精度与机器的①有关，为解决精度与硬件成本的矛盾，大多数计算机使用—②。答：①字长②变字长运算2、若［x1］补=10110111,［x2］原=1.01101，则数x1的十进制数真值是①，x2的十进制数真值是②。答：①-73②-0.71875（给的答案好像有问题，掌握方法即可）级班3、在浮点运算过程中，如果运算结果的尾数部分不是①形式，则需要进行规格化处理。设尾数采用补码表示形式，当运算结果②时，需要进行右规操作；当运算结果③时，需要进行左规操作。答：①规格化②溢出③不是规格化数4、将两个8421BCD码相加，为了得到正确的十进制运算结果，需要对结果进行修正,其修正方法是①。>部、系{院卷试学大江长答：①两个8421码相加后，若相加的和数＜10，则不需修正，按二进制规则相加的结果就是正确的8421码的和数；若相加的和数N10，则需在二进制相加的结果上加“0110”进行修正。5、Cache使用的是①存储芯片，主存使用的是②存储芯片。答：①SRAM②DRAM6、衡量非格式化硬盘的一个磁表面存储容量的两个指标是①和②。1/8《计算机组成与系统结构》课程考试试卷《计算机组成与系统结构》课程考试试卷#/87、 通道程序是由通道控制字组成的，通道控制字也称通道指令。V8、 运算器的主要功能是进行加法运算。X9、 在规格化浮点表示中，保持其他方面不变，只是将阶码部分由移码表示改为补码表示,则会使该浮点表示的数据表示范围增大。X10、 在生成CRC校验码时，采用不同的生成多项式，所得到CRC校验码的校错能力是相同的。X阅卷人得分 四、简述题（每小题5分，共15分）1、 试述组合逻辑控制器与微程序控制器的组成差别？答：组合逻辑控制器采用组合逻辑技术实现，其微操作信号发生器是由门电路组成的复杂树形网络构成的。微程序控制器采用存储逻辑实现，将微操作控制信号以编码字（即微指令）的形式存放在控制存储器中。执行指令时，通过依次读取一条条微指令，产生一组组操作控制信号，控制有关功能部件完成一组组微操作。微程序控制器的设计思想和组合逻辑设计思想截然不同。它具有设计规整，调试、维修以及更改、扩充指令方便的优点，易于实现自动化设计。但是，由于它增加了一级控制存储器，所以指令的执行速度比组合逻辑控制器慢。2、 冯•诺依曼计算机的基本思想是什么？答：冯•诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1） 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。2） 采用二进制形式表示数据和指令。3） 采用存储程序方式。3、 试述指令周期、CPU周期、节拍周期三者的关系。答：指令周期是指从取指令、分析指令到执行完该指令所需的全部时间。机器周期又称CPU周期，是指令执行过程中的相对独立的阶段。把一个机器周期等分成若干个时间区间，每一时间区间称为一个节拍，一个节拍对应一个电位信号，控制一个或几个微操作的执行。由于各种指令的操作功能不同，繁简程度不同，因此各种指令的指令周期也不尽相同。一条指令的执行过程（即指令周期）由若干个机器周期所组成，每个机器周期完成一个基本操作。一个机器周期中包含若干节拍。阅卷人得分 五、计算题（25分）1、已知x=2-011x0.101100，y=2-010x（-0.011100），按机器补码浮点运算步骤，计算［x±y］补。（6分）解：先将x、y转换成机器数形式：［x］补=1,101；0.101100,［y］补=1,110；1.100100［Ex］补=1,101,［y］补=1,110,［Mx］补=0.101100,［My］补=1.1001001）对阶：［AE］补二压乂］补+［-Ey］补=11,101+00,010=11,111<0，应Ex向Ey对齐，则：［Ex］补+1=11,101+00，001=11，110=［Ey］补［x］补=1,110；0.0101102）尾数运算：［Mx］补+［My］补=0.010110+11.100100=11.111010［Mx］补+［-My］补=0.010110+00.011100=00.1100103）结果规格化：［x+y］补=11，110；11.111010=11，011；11.010000（尾数左规3次,阶码减3）［x-y］补=11,110；00.110010,已是规格化数。4） 舍入：无5） 溢出：无则：x+y=2-101x(-0.110000)x-y=2-010x0.1100102、 设机器A的主频为8MHz,机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS,试求该机的平均指令周期和机器周期，每个指令周期中含几个机器周期？如果机器B的主频为12MHz,且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?(5分)解：先通过A机的平均指令执行速度求出其平均指令周期，再通过主频求出时钟周期，然后进一步求出机器周期。B机参数的算法与A机类似。计算如下：A机平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5卩sA机时钟周期=l/8MHz=125nsA机机器周期=125nsX4=500ns=0.5卩sA机每个指令周期中含机器周期个数二2.5卩s4-0.5us=5个B机时钟周期=1/12MHz83nsB机机器周期=83nsX4=332ns设B机每个指令周期也含5个机器周期，则：B机平均指令周期=332nsX5=1.66usB机平均指令执行速度=1/1.66卩s=0.6MIPS结论：主频的提高有利于机器执行速度的提高。3、 假设某存储器地址长为22位，存储器字长为16位，试问：该存储器能存储多少字节信息？(2分)若用64KX4位的DRAM芯片组织该存储器，则需多少片芯片？(2分)在该存储器的22位地址中，多少位用于选片寻址？多少位用于片内寻址？(2分)解：(1)该存储器可存储222X2=223=8MB的信息。需要芯片222X16/64X210X4=28=25622位地址中，16位用于片内寻址，6位用于选片寻址。4、某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录盘面，每毫米5道，每道记录信息12288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道，求：（1） 磁盘存储器的存储容量；（1分）（2） 最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；（2分）（3） 磁盘数据传输率；（2分）（4） 平均等待时间。（1分）解：（1）存储容量=275道X12288B/道X4面=13516800B（2） 最高位密度=12288B/230€^17B/mm^136位/mm（向下取整）最大磁道直径=230mm+275道/5道X2=230mm+110mm=340mm最低位密度=12288B/340€^11B/mm^92位/mm（向下取整）（3） 磁盘数据传输率=12288BX3000转/分=12288B