2026年沈阳航空航天大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2026年沈阳航空航天大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、直接寻址的无条件转移指令的功能是将指令中的地址码送入（）。A.程序计数器（PC）B.累加器（ACC）C.指令寄存器（IR）D.地址寄存器（MAR）2、下列不属于程序控制指令的是（）。A.无条件转移指令B.条件转移指令C.中断隐指令D.循环指令3、float型数据通常用IEEE754标准中的单精度浮点数格式表示。如果编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且x=-8.25，则FR1的内容是（）。A.C1040000HB.C2420000HC.C1840000HD.CIC20000H4、设x为整数，[x]补=1.x1x2x3x4x5，若要x<-16，x1~x5应满足的条件是（）。A.x1~x5至少有一个为1B.x1必须为1，x2~x5至少有一个为1C.x1必须为0，x2~x5至少有一个为1D.x1必须为0，x2~x5任意5、对于相同位数（设为N位，且各包含1位符号位）的二进制补码小数和十进制小数，（二进制小数所表示的数的个数）/（十进制小数所能表示的数的个数）为（）。A.（0.2）NB.（0.2）N-1C.（0.02）ND.（0.02）N-16、有效容量为128KB的Cache，每块16B，8路组相联。字节地址为1234567H的单元调入该Cache，其tag应为（）。A.1234HB.2468HC.048DHD.12345H7、对36位虚拟地址的页式虚拟存储系统，每页8KB，每个页表项为32位，页表的总容量为（）。A.1MBB.4MBC.8MBD.32MB8、某计算机主频为1.2GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及CPI如下表所示。该机的MIPS数是（）。A.100B.200C.400D.6009、只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为（）。A.目标程序B.编译程序C.解释程序D.汇编程序10、某同步总线采用数据线和地址线复用方式，其中地址/数据线有32根，总线时钟频率为66MHz，每个时钟周期传送两次数据（上升沿和下降沿各传送一次数据），该总线的最大数据传输率（总线带宽）是（）。A.132MB/sB.264MB/sC.528MB/sD.1056MB/s11、内部总线（又称片内总线）是指（）。A.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线B.CPU和计算机系统的其他高速功能部件之间互相连接的总线C.多个计算机系统之间互相连接的总线D.计算机系统和其他系统之间互相连接的总线12、组合逻辑控制器和微程序控制器的主要区别在于（）。A.ALU结构不同B.数据通路不同C.CPU寄存器组织不同D.微操作信号发生器的构成方法不同。13、从一条指令的启动到下一条指令启动的时间间隔称为（）A.时钟周期B.机器周期C.节拍D.指令周期14、设一个磁盘盘面共有200个磁道，盘面总存储容量60MB，磁盘旋转一周的时问为25ms，每个磁道有8个扇区，各扇区之间有一间隙，磁头通过每个间除需1.25ms。则磁盘通道所需最大传输率是（）。A.10MB/sB.60MB/sC.83.3MB/sD.20MB/s15、下列关于多重中断系统的叙述中，错误的是（）A.在一条指令执行结束时响应中断B.中断处理期间CPU处于关中断状态C.中断请求的产生与当前指令的执行无关D.CPU通过采样中断请求信号检测中断请求二、填空题16、计算机的_______是计算机_______结构的重要组成部分，也是计算机不同于一般电子设备的本质所在。17、存储器的技术指标有存储容量、存取时间、________和________、18、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。19、一位十进制数，用BCD码表示需要________位二进制码，用ASCII码表示需要________位二进制码。20、广泛使用的_______和_______都是半导体随机读写存储器，它们共同的缺点是_______21、主存储器容量通常以MB表示，其中M=______，B=______硬盘容量通常以GB表示，其中G=______.22、中断处理需要有中断________。中断________产生，中断________等硬件支持。23、不同机器有不同的_________RISC指令系统是_________指令系统的改进。24、从操作数的物理位置来说，可将指令归结为三种类型：存储器-存储器型，_______25、RISC的中文含义是______，CISC的中文含义是______三、名词解释题26、快闪存储器：27、总线事务：28、数据：29、数字化仪：四、简答题30、简要说明通用I/O标准接口SCSI的性能特点。31、以DMA方式实现传送，大致可分为哪几个阶段？32、说明中断向量地址和入口地址的区别和联系。33、什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？五、计算题34、已知计算机的字长为32位，存储器的容量为1MR.如果按字节、半字、字、双字寻址，寻址范围各是多少？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、假设指令字长为16位，操作数的地址码为6位，指令有零地址、一地址和二地址3种格式。1）设操作码固定，若零地址指令有M种，一地址指令有N种，则二地址指令最多有多少种？2）采用扩展操作码技术，二地址指令最多有多少种？3）采用扩展操作码技术，若二地址指令有P条，零地址指令有Q条，则一地址指令最多有几种？六、综合题37、在信号处理和科学的应用中，转置矩阵的行和列是一个很重要的问题。从局部性的角度来看，它也很有趣，因为它的引用模式既是以行为主的，也是以列为主的，例如，考虑下面的转置函数：1.Tpedefintarraya[2][2]；2.3.voidtransposel（arraydst，arraysrc）4.{5.inti，j；6.for（i=0；i<2；1++）{7.for（j=0；j<2；j++）{8.dst[j][i]=src[i][j]；9.}10.}11.}假设在一台具有如下属性的机器上运行这段代码：sizeof（int）==4。src数组从地址0开始，dst数组从地址16开始（十进制）。只有一个L1数据高速缓存，它是直接映射的、直写、写分配，块大小为8个字节。这个高速缓存总的大小为16个数据字节，一开始是空的。对src和dst数组的访问分别是读和写不命中的唯一来源。问题如下：1）对每个row和col，指明对src[row][col]和dstfrow][col]的访问是命中（h）还是不命中（m），例如，读src[0][0]会不命中，写dst[0][0]也不命中，并将结果填至下列表格中。2）对于一个大小为32数据字节的高速缓存，指明src和dst的访问命中情况，并将结果填至下列表格中。38、假定CPU主频为50MHz，CPI为4。设备D采用异少中行通信方式向主机传送7位ASCII字符，通信规程中有1位奇校验位和1位停止位，从D接收启动命令到字符送入IO端口需要0.5ms。请回答下列问题，要求说明理由。（1）每传送一个字符，在异步串行通信线上共需传输多少位？在设备D持续上作过程中，每秒钟最多可向1/0端口送入多少个字符？（2）设备D采用中断方式进行输入/输出，示意图如下：I/O端口每收到一个字符申请一次中断，中断响应需10个时钟周期，中断服务程序共有20条指令，其中第15条指令启动D工作。若CPU需从D读取1000个字符，则完成这一任务所需时间大约是多少个时钟周期？CPU用于完成这一任务的时间大约是多少个时钟周期？在中断响应阶段CPU进行了哪些操作？39、采用微程序控制器的某计算机在微程序级采用两级流水线，即取第i+1条微指令与执行第i条微指令同时进行。假设微指令的执行时间需要40ns，试问：1）若控制存储器选用读出时间为30ns的ROM，在这种情况下微周期为多少？并画出微指令执行时序图。2）若控制存储器选用读出时间为50ns的ROM，在这种情况下微周期为多少？并画出微指令执行时序图。

参考答案一、选择题1、A2、C3、A4、D5、B6、C7、D8、C9、C10、C11、A12、D13、D14、D15、B，二、填空题16、软件系统17、存储周期存储器带宽18、主存L1级cache19、4720、SRAMDRAM断电后不能保存信息21、2208位（1个字节）23022、优先级仲裁向量控制逻辑23、指令系统CISC24、寄存器一寄存器型寄存器一存储器型25、精简指令系统计算机复杂指令系统计算机三、名词解释题26、快闪存储器：一种非挥发性存储器，与EEPROM类似，能够用电子的方法擦除其中的内容。27、总线事务：从总线的请求到完成总线的使用的操作序列。28、数据：编码形式的各种信息，在计算机中作为程序的操作对象。29、数字化仪：一种二维坐标的输入系统，主要用于输入工程图，包括一个游标和一个图形板。四、简答题30、答：（1）SCSI接口总线有8条数据线、1条奇偶校验线、9条控制线组成。使用50芯电缆，规定了两种电气条件：单端驱动和差分驱动。（2）总线时钟频率高。（3）SCSI接口总线以菊花链形式最多可接8台设备。（4）每个SCSI设备有自己唯一的设备号ID=0-7。ID=7的设备有最高优先权，ID=0的设备优先权最低。采用分布式总线仲裁策略。（5）SCSI设备是指连接在SCSI总线上的智能设备，即除主适配器HBA外，其他SCSI设备实际是外设的适配器或控制器。（6）SCSI设备是智能设备，对SCSI总线以至主机屏蔽了实际外设的固有物理属性，设备间可用一套标准命令进行数据传送。（7）SCSI设备间是一种对等关系，而不是主从关系。31、答：（1）DMA传送前的预置阶段（DMA初始化）（2）数据传送阶段（DMA传送）（3）传送后的结束处理32、答：中断向量地址和入口地址的区别：向量地址是硬件电路（向量编码器）产生的中断源的内存中断向量表表项地址编号，中断入口地址是中断服务程序首址。中断向量地址和入口地址的联系：中断向量地址可理解为中断服务程序入口地址指示器（入口地址的地址），通过它访存可获得中断服务程序入口地址。33、答：寻址方式是指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指令格式和指令功能。寻址方式分为指令寻址和数据寻址五、计算题34、解：首先1MB=8Mhit（为了在后面的计算中单位统一）按字节寻址时，寻址范围为：8Mbit/8bit=lMB。按半字寻址时，寻址范围为：8Mbit/16bit=512KB。按字寻址时，寻址范围为：8Mbit/32bit=256KB。按双字寻址时，寻址范围为：8Mbit/64bit=128KB。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：1）由于操作数的地址码为6位，因此二地址指令中操作码的位数为16-6-6=4位，即操作码只占4位。又由于操作码固定，因此零地址指令、一地址指令、二地址指令的总和不能超过16。现已知零地址指令有M种，一地址指令有N种，所有二地址指令最多有16-M-N种。2）在1）中算得二地址指令的操作码为4位，即最多有20=16条指令。但是绝对不能取16。如果取了16，就不能扩展成一地址指令和零地址指令了。因此，二地址指令最多只能有15条。3）由于操作码位数可变，且二地址指令、一地址指令和零地址指令的操作码长度分别为4位、10位、16位，因此二地址指令每减少一条，就可以多出26条一地址指令；一地址指令每减少一条，就可以多出26条零地址指令。根据以上分析，假设一地址指令有X条，则一地址指令最多有（24-P）×26条，零地址指令就应该最多有[（24-P）×26-R]×26条。根据题中给出的零地址指令有Q条，则可以得出一个公式，如下：Q=[（24-P）×26-R]×26可解得：R=（24-P）×26-Q×2-6六、综合题37、解析：1）解决这个问题的关键是想象出如图所示的关系图。注意：每个高速缓存行只包含数组的一个行，高速缓存正好只够保存一个数组，而且对王所有isrc和dst的行i都映射到同一个高速缓存行（0%2=0，1%2=1，2%2=0，3%2=1）。因为高速缓存不够太，不足以容纳这两个数组，所以对一个数组的引用总是驱逐出另一个数组的有用的行。具体过程如下：dst[j][i]=src[i][j]语包先访问src[i][i]再将其存储到dst[j][i]说明如下：①访问src[0][0]，不命中，将src[0]调入高速缓存的Line0。②访问dst[0][0]，不命中，将dst[0]调入高速缓存的Line0，换出src[0]。③访问src[0][1]，不命中，将src[0]调入高速缓存的Line0，换出dst[0]。④……2）当高速缓存为32B时