2022年台州职业技术学院计算机网络技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2022年台州职业技术学院计算机网络技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、主存与Cache间采用全相联映射方式，Cache容量4MB，分为4块，每块lMB，主存容量256MB。若主存读/写时间为30ms，Cache的读/写时间为3ns，平均读/写时间为3.27ms，则Cache的命中率为（）。A.90%B.95%C.97%D.99%2、某一计算机采用主存Cache存储层次结构，主存容量有8个块，Cache容量有4个块，采取直接映射方式。若主存块地址流为0，1，2，5，4，6，4，7，1，2，4，1，3，7，2，一开始Cache为空，此期间Cache的命中率为（）。A.13.3%B.20%C.26.7%D.33.3%3、一个浮点数N可以用下式表示：N=mrme，其中，e=rcg；m：尾数的值，包括尾数采用的码制和数制：e：阶码的值，一般采用移码或补码，整数；Tm：尾数的基；re：阶码的基；p：尾数长度，这里的p不是指尾数的：进制位数，当ra=16时，每4个二进制位表示一位尾数；q：阶码长度，由于阶码的基通常为2，因此，在一般情况下，q就是阶码部分的二进制位数。研究浮点数表示方式的主要目的是用尽量短的字长（主要是阶码字长q和尾数字长的和）实现尽可能大的表述范围和尽可能高的表数精度。根据这一目的，上述6个参数中只有3个参数是浮点数表示方式要研究的对象，它们是（）。A.m、e、rmB.rm、e、rmC.re、p、qD.rm、p、q4、当满足下列（）时，x>-1/2成立。A.x1必须为l，x2~x4至少有一个为1B.x1必须为1，x2~x4任意C.x1必须为0，x2~x4至少有一个为1D.x1必须为0，X2~x4任意5、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.16Ⅱ.-1Ⅲ.-8V.8A.I、V、ⅢB.IⅡ、IⅣC.Ⅱ、Ⅲ、IVD.只有V6、在下列各种情况中，最应采用异步传输方式的是（）.A.I/O接口与打印机交换信息B.CPU与主存交换信息C.CPU和PCI总线交换信息D.由统一时序信号控制方式下的设备7、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III.同步总线一般采用应答方式进行通信IV.通常，CPU内部总线、处理器总线等采用同步总线A.I，IIB.I，II，IVC.III，IVD.II，III，IV8、CPU中的译码器要用（）。A.地址译码人B.指令译码C.数据译码1D.控制信号译码9、冯·诺依曼型计算机的设计思想主要有（）。1.存储程序Ⅱ.二进制表示Ⅲ.微程序方式Ⅳ.局部性原理A.I，ⅢB.Ⅱ，ⅢC.IⅡ，IⅣD.I，IⅡ10、在采用中断I/0方式控制打印输出的情况下，CPU和打印控制接口中的I/O端口之间交换的信息不可能是（）。A.打印字符B.主存地址C.设备状态D.控制命令11、隐指令指（）。A.操作数隐含在操作码中的指令B.在一个机器周期里完成全部操作的指令C.隐含地址码的指令D.指令系统中没有的指令12、下列说法中正确的是（）。A.采用微程序控制器是为了提高速度B.控制存储器采用高速RAM电路组成C.微指令计数器决定指令的执行顺序D.一条微指令放在控制存储器的一个单元中13、已知一台时钟频率为2GHz的计算机的CPI为1.2。某程序P在该计算机上的指令条数为4×10-6。若在该计算机上，程序P从开始启动到执行结束所经历的时间是4s，则运行P所用CPU时间占整个CPU时间的百分比大约是（）。A.40%B.60%C.80%D.100%14、四地址指令OPA1A2A3A4的功能为（A1）OP（A2）一A3，且A4给出下一条指令地址，假设A1，A2，A3，A4都为主存储器地址，则完成上述指令需要访存（）次。A.2B.3C.4D.515、某机器采用16位单字长指令，采用定长操作码，地址码为5位，现已定义60条地址指令，那么单地址指令最多有（）条。A.4B.32C.128D.256二、填空题16、计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用：_______传送、_______传送和_______、传送。17、存储________并按________顺序执行，这是冯诺依曼型计算机的工作原理。18、数组多路通道允许________个设备进行________型操作，数据传送单位是________19、多媒体CPU是带有_______技术的处理器，它是一种多媒体扩展结构技术，特别适合于_______处理。20、按照总线仲裁电路的位置不同，可分为________仲裁和________仲裁。21、汉字的_______、_______、_______是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。22、奔腾CPU中L2级cache的内容是_______的子集，而_______内容又是L2级cache的子集。23、通道是一个特殊功能的______，它有自己的______专门负责数据输入输出的传输控制。24、由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在______和______两方面进行扩充才能满足实际需求。25、PCI总线是当前流行的总线。它是一个高_________且与_________无关的标准总线。三、名词解释题26、全相联映象：27、码元：28、上溢：29、字段直接编码：四、简答题30、一个计算机系统中的总线，大致分为哪几类？31、什么是串行总线？什么是并行总线？试比较它们的应用场合。32、一个较完善的指令系统应包括哪几类？33、说明存取周期和存取时间的区别。五、计算题34、一个16K×16位的存储器，有lK×4位的DRAM芯片，内部结构由64×64构成，试问：1）采用异步刷新方式，如果最大刷新间隔为2ms，则相邻两行之间的刷新间隔是多少？2）如果采用集中刷新方式，则存储器刷新一遍最少用多少个存储周期？设存储器的存储周期为0.5us，“死区”占多少时间？“死时间率”为多少（刷新周期为2ms）？35、设有主频24MHz的CPU，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周期由两个时钟周期组成，试求：1）机器的工作速度。2）假如每个指令周期中有一个是访存周期，需插入两个时钟周期的等待时间，求机器的工作速度。解：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。1）采用程序查询的输入/输出方式，假设查询操作需要100个时钟周期，求CPU为I/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。2）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个时钟周期。求CPU为传输硬盘数据花费的时间比率。3）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、写出一个定点8位字长的二进制数在下列情况中所能表示的真值（数值）范围：1）不带符号数表示。2）原码表示。3）补码表示。4）反码表示。5）移码表示。38、某机采用微程序控制方式，微指令字长为24位，采用水平型字段直接编码控制方式和断定方式。共有微命令30个，构成4个互斥类，各包含5个、8个、14个和3个微命令，外部条件共3个。1）控制存储器的容量应为多少？2）设计出微指令的具体格式。39、一条双字长的取数指令（LDA）存于存储器的200和201单元，其中第一个字为操作码OP和寻址特征M，第二个字为形式地址A。假设PC当前值为200（还没有取该条双字长指令），变址寄存器IX的内容为100，基址寄存器的内容为200，存储器相关单元的内容见表。存储器相关单元的内容地址201300400401500501502700内容300400700501600700900401表的各列分别为寻址方式，该寻址方式下的有效地址以及取数指令执行结束后累加器ACC的内容（ACC中存放的其实就是有效地址对应的操作数），试补全表。寻址方式有效地址EA累加器ACC的内容立即寻址一300直接寻址间接寻址相对寻址变址寻址基址寻址先变址后问址先间址后变址

参考答案一、选择题1、D2、C3、D4、A5、D6、A7、B8、B9、D10、B11、D12、D13、B14、C15、A二、填空题16、并行串行复用17、程序地址18、1（单）传输数据块19、MMX图像数据20、集中式分布式21、输入编码（或输入码）内码（或机内码）字模码22、主存L1级cache23、处理器指令和程序24、存取时间存储周期存储器带宽25、带宽处理器三、名词解释题26、全相联映象：cache的一种地址映象方式，一个主存块可映象到任何cache块。27、码元：信息传输通道中，携带数据信息的信号单元。28、上溢：指数的绝对值太大，以至大于数据编码所能表示的数据范围，29、字段直接编码：字段直接编码就是将微指令的操作控制字段分成若干段，将一组互斥的微命令放在一个字段内，通过对这个字段译码，便可对应每一个微命令，这种方式因靠字段直接译码发出微命令，故又有显式编码之称。四、简答题30、答：（1）同一部件如CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称为内部总线。（2）同一台计算机系统的各部件，如CPU、内存、通道和各类I/0接口间互相连接的总线，称为系统总线。31、答：采用一条数据线进行传输的称为串行总线；并行总线采用多条线路进行传输数据；串行总线使用于较长的距离传输；并行总线适用于距离较短的高速传输；32、答：包括：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、堆栈指令、字符串指令、特权指令等。33、答：存取周期和存取时间的主要区别是：存取时间仅为完成一次操作的时间，而存取周期不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。即：存取周期=存取时间+恢复时间五、计算题34、解析：不论采用何种刷新方式，刷新都是从单个芯片的存储容量着手。1）采用异步刷新方式，在2ms时间内把芯片的64行刷新一遍，相邻两行之间的刷新间隔=2ms/64=31.25μs，可取的刷新间隔为31μs。2）如果采用集中刷新方式，则存储器刷新一遍最少用64个存储周期，因为存储器的存储周期为0.5μs，则“死区”=0.5μs×64=32μs，“死时间率”=32μs/2000μs×100%=l.6%。35、1）主频为24MHz的意思是每秒中包含24M个时钟周期，又因为执行一条指令需要4个时钟周期，故机器每秒可以执行的指令数为24M/4=6M条（600万条）。2）插入两个时钟周期，即执行每条指令需要6个时钟周期，故机器每秒可以执行的指令数为24M/6=4M条，即400万条。36、解析：1）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25000×10002）假设采用中断方法进行控制，每传送一个字需要的时间为4B1MB/s=4μs的开销为100个时钟周期，还得先计算出时钟周期，即150MHz=0.02s。所以，每次传输的50MHz开销为2μs，故CPU为传输硬盘数据花费的时间比率为3）：可算得每秒传输次数1MB/4KB=250次，所以CPU为传输硬盘数据花费的时间比率为1000+500六、综合题37、解析：此题考查各种机器数的表示范围：1）不带符号数表示范围：0~255。2）原码表示：-127~+127。3）补码表示：-128~+127。4）反码表示：-127~+127。5）移码表示：-128~+127。38、解析：微指令字长为24位，操作控制字段被分为4组，第1组3位（表示5个微命令）.第2组4位，（表示8个微命令），第3组4位（表示14个微命令），第4组2位（表示3个微命令）；判断测试条件字段2位，下地址字段9位。1）因为下地址字段有9位，所以控制存储器的容量为29×24位。2）微指令的具体格式如图所示。39、解析：直接寻址：由于直接寻址的有效地址EA为形式地址本身，因此直接寻址的有效地址为300，根据题目给出的表格可知，地址为300对应的内容为400。间接寻址：间接寻址中根据形式地址寻找到的内容才是真正的有效地址，即根据存储器的内容300找到的400才是间接寻址的有效地址，故有效地址为400，地址为400对应的内容为700。相对寻址：相对寻址中形式地址加上PC的内容为有效地址，PC当前值为200，当取出一条指令后，变为202，故有效地址为202+300-502，地址为502对应的内容为900。变址寻址：变址寻址的有效地址为形式地址加上变址寄存器的内容