《计算机组成与结构》.docx
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《计算机组成与结构》
《计算机组成与结构》
一、填空题（每小题0.5分，共10分）
1、从一条指令的启动到下一条指令的启动的间隔时间称为______________。
2、按照传输数据格式不同划分，总线数据通信方式可分为______________和______________两类。
3、对I/O数据传送的控制方式，可分为：
程序直接控制方式、______________、______________、______________。
4、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。
5、RISC的中文含义是______________；CISC的中文含义是______________。
6、对动态存储器的刷新有两种方式，它们是______________和______________。
7、在存储系统的Cache与主存层次结构中，常会发生数据替换问题，此时我们较常使用的替换算法有______________和______________等。
8、一条指令实际上包括两部分即______________和______________。
9、按照总线仲裁电路的位置不同，可分为______________仲裁和______________仲裁。
10、软件系统包括：
_____________和应用软件。
二、选择题（每小题1分，共10分）
1、cache和主存交换信息的单位是（）
A.字节B.机器字C.字块D.视cache情况而定
2、下列寄存器中，汇编语言程序员可见的是（）
A．程序计数器（PC） B．存储器地址寄存器（MAR）
C．存储器数据寄存器（MDR） D．指令寄存器（IR）
3、若某指令采用寄存器相对寻址，则（）。
A.操作数在寄存器中B.操作数在内存中
C.操作数就在指令中D.无法确定操作数在哪里
4、相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是（）。
A．指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易
B．指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难
C．指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难
D．指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易
5、假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4个字节，一个总线周期占4个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是（）
A.40MB/sB.30MB/sC.20MB/sD.10MB/s
6、下列选项中英文缩写都是总线标准的为（）
A.PCI、CRT、USB、EISAB.ISA、CPI、VESA、EISA
C.ISA、EISA、PCI、VESAD.ISA、SCSI、RAM、MIPS
7、某计算机的存储系统由cache和内存两部分构成。
某程序执行过程中，访问内存100次，其中有3次未在cache中找到需访问内容，则cache的命中率为（）
A.30%B.3%C.97%D.9.7%
8、计算机系统中微程序存放在（）中
A.ROMB.指令寄存器C.控制存储器D.cache
9、下列不属于DMA传送方式的是（）
A.CPU周期挪用B.停止CPU访问
C.分时传送D.CPU和DMA交替访存
10、将存储器芯片进行位扩展可以（）
A.提高存储器速度B.增加存储单元数量
C.增加存储器字长D.降低存储器价格
三、名词解释（每题4分，共20分）
1、基数
2、DRAM
3、堆栈
4、DMA
5、随机存取
四、简答题（每题5分，共30分）
1、试述计算机系统的多级层次结构。
2、试述在设计指令系统时,通常应从哪4个方面考虑?
3、试述在微程序的控制器中，通常有哪5种得到下一条指令地址的方式？
4、试述组合逻辑控制器应由哪几个功能部件组成？
5、试述Cache有哪3种基本映象方式，各自的主要特点是什么？
6、试述静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些主要区别？
各自主要应用在什么地方？
五、计算题（每题15分，共30分）
1、若浮点数x的IEEE754标准存储格式为（41700000）16，求其浮点数的十进制数值。
2、有一个具有32位地址线和16位数据线的存储器，问：
（1）该存储器能够存储多少字节信息？
（2）如果用4M*8位的RAM芯片构成该存储器，则需要这样的芯片多少片？
（3）需要多少位进行芯片选择？
一、填空题（每小题0.5分，共10分）
1、通常计算机的更新换代以 为依据。
微型计算机的发展通常以
为技术标志。
计算机辅助教学的英文缩写是 。
2、已知X=（-1021）10,则[X]补= ,[X]移= 。
3、已知X=0.11011，Y=-0.10010，则[X]补= ,[-Y]补= ,[X+Y]补= 。
4、微指令分成水平型微指令和 微指令， 可同时执行若干个微操作，执行指令的速度快。
5、对于单色字符显示器，若每屏可显示80列×25行=2000个字符，字符窗口为9×14点阵，字符为7×9点阵，其VRAM中存放的是 ，容量为
字节。
如果是图像显示器，帧存储器的容量是 。
6、一个512K×8位的存储器，其地址总线和数据总线的和是 根，其中地址总线为 根.
7、Cache是指 ，主存和CPU之间增加Cache的目的是 。
8、一台计算机所具有的各种机器指令的集合称为该计算机 。
9、CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做 ，它常用若干个
来表示,它与微指令的执行周期相对应。
而后者又包含若干个时钟周期。
二、选择题（每小题1分，共10分）
1、在计算机的机器数中，（）中“0”的表示方式是唯一的
A.原码B.反码C.补码D.真值
2、下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（）
A.MFLOPSB.CPIC.IPCD.MIPS
3、假定有4个整数用8位补码分别表示r1=FEH,r2=F2H,r3=90H,r4=F8H,若将运算结果放在一个8位寄存器中，则下列运算会发生溢出的是（）
A.r1*r2B.r2*r3C.r1*r4D.r2*r4
4、已知定点整数x的补码为1x3x2x1x0，且x>-8，则必有（）
A.x3=1,x2~x0任意B.x3=0,x2~x0至少有一个为1
C.x3=1，x2~x0至少有一个为1D.x3=0,x2~x0任意
5、设在网络中传送采用偶校验的ASCII码，当收到的数据位为11101101时，可以断定（）
A.未出错B.出现偶数位错C.出现奇数位错D.未出错或者出现偶数位错
6、两个浮点数进行加减运算，在尾数加减过程中如果出现溢出则需要（）
A.中断处理B.左规C.右规D.舍入
7、设机器数采用补码形式，若加法运算时，加数和被加数的最高两位不相同，则可以断定（）
A.运算结果一定为负B.运算结果一定为正
C.运算结果一定不会溢出D.运算结果一定溢出
8、一个C语言程序在一台32位机器上运行。
程序中定义了三个变量x、y和z，其中x和y为int型，z为short型。
当x=127，y=-9时，执行赋值语句z=x+y后，x、y和z的值分别是（）
A.x=0000007FH,y=FFF9H,z=00000076H
B.x=0000007FH,y=FFF9H,z=FFFF0076H
C.x=0000007FH,y=FFF7H,z=00000076H
D.x=0000007FH,y=FFF7H,z=FFFF0076H
9、下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是（）
IRAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器
IIRAM和ROM都采用随机存取方式进行信息访问
IIIRAM和ROM都可以用作cache
IVRAM和ROM都需要进行刷新
A.全部B.II和IIIC.I和IID.I，II，III
10、假定用若干个2K×4的芯片组成8K×8的存储器，则地址03FFH所在的芯片的最小地址是（）
A.0800HB.0600HC.0000HD.0400H
三、名词解释（每题4分，共20分）
1、机器语言
2、立即寻址方式
3、总线
4、逻辑地址
5、微程序控制器
四、简答题（每题5分，共30分）
1、试述硬连线控制器如何产生微命令？
产生微命令的主要条件是哪些？
2、试述中断处理过程？
它主要应用在什么场合？
3、试述在DMA方式预处理（初始化）阶段，CPU通过程序送出哪些信息？
4、试述总线的分类方法主要有哪几种？
请分别按这几种法说明总线的分类。
5、试述存储系统一般由哪三级组成（不包含CPU中的寄存器级）？
请分别简述各层存储器的作用（存放什么内容）及对速度、容量的要求。
6、试述中断接口一般包含哪些基本组成？
简要说明它们的作用。
五、计算题（每题15分，共30分）
1、已知cache命中率H=0.98，主存比cache慢4倍，以知主存存取周期为200ns，求cache/主存的效率和平均访问时间。
2、设8位有效信息为11010110，求其海明校验码。
一、填空题（每小题0.5分，共10分）
1、程序访问的___________为Cache的引入提供了理论依据。
2、动态半导体存贮器的刷新一般有 、 和
三种方式。
3、操作数由指令直接给出的寻址方式为 。
操作数的地址直接在指令中给出的寻址方式为 。
4、一个1M×8位的存储器，其地址总线和数据总线的和是 根，其中地址总线为 根.
5、一台计算机所具有的各种机器指令的集合称为该计算机 。
6、主存与cache的地址映射有 ， ， 三种方式。
7、在浮点加法算中，当尾数需要右移时，应进行舍入处理。
常用的舍入方法有___________和___________这两种。
8、按照存储器的不同工作方式可以将存储器分为随机存取存储器（RAM）、___________和顺序存取存储器（SAM）。
9、有静态RAM与动态RAM可供选择，在构成大容量主存时，一般就选择___________。
10、与静态MOS型存储器相比，动态MOS型存储器的最大特点是存储信息需要不断地___________。
11、主存储器进行两次连续、独立的操作（读/写）之间所需的时间称作___________。
12、软件系统包括：
_____________和_____________。
二、选择题（每小题1分，共10分）
1、计算机ALU的功能为（）
A.进行计算机过程控制B.存放数据和程序
C.完成外设和内存之间的数据传送D.完成数字和逻辑运算
2、下列对于cache的描述正确的是（）
A.cache用于存放程序和数据，cache就是内存
B.cache有自己的指令系统，可以辅助CPU完成一定操作
C.cache的存在是为了缓解CPU和内存之间的速度差距
D.cache分为片内cache和片外cache，所谓片内cache就是在主板上的cache。
3、采用串行接口进行7位ASCII码传送，带有一位校验位，一位起始位，一位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为（）
A.960B.873C.1371D.480
4、某磁盘内直径24cm，外直径36cm，磁盘的道密度为50道/cm，问磁盘共有（）磁道
A.600个B.50个C.300个D.无法确定磁道个数
5、下列对于存储器的分类描述错误的是（）
A.DRAM称为动态存储器，其优点是掉电之后信息可以完好保留
B.磁盘称为磁表面存储器，其每位价格低于内存
C.在计算机的存储系统中，CPU可以直接访问内存中的数据
D.存储器的容量单位可以为B、KB、MB、GB、TB等
6、下列哪一个方式不属于CPU管理外围设备的方式（）
A.通道方式B.设备自主方式C.DMA方式D.程序查询方式
7、某计算机的指令流水线由三个功能段组成，指令流经各个功能段的时间分别为90ns,85ns,95ns。
则该计算机的CPU时钟周期至少是（）
A.90nsB.85nsC.95nsD.100ns
8、某计算机的存储系统由cache和内存两部分构成。
某程序执行过程中，访问内存100次，其中有3次未在cache中找到需访问内容，则cache的命中率为（）
A.30%B.3%C.97%D.9.7%
9、下列关于RISC和CISC描述错误的是（）
A.RISC称为精简指令系统，其指令系统中的指令条数少于CISC
B.CISC中指令系统中指令条数多，每条指令的利用率都高于RISC中的指令
C.RISC指令长度固定，寻址方式种类少，仅有少数指令需要访问内存
D.RISC指令功能简单，控制器多采用硬布线方式。
10、某计算机的控制器为微程序控制器，一条指令的执行对应微程序的执行过程，系统的微指令存放在（）
A.内存中B.控制存储器中C.CPU指令cache中D.寄存器中
三、名词解释（每题4分，共20分）
1、微程序
2、随机存储器
3、指令流水
4、消息传输方式
5、多级中断
四、简答题（每题5分，共30分）
1、简述浮点数加减法运算的操作步骤
2、试述海明码能实现检错纠错的基本原理?
为什么能发现并改正一位错、也能发现二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么条件？
3、试述运算器中的ALU通常可以提供的至少5种运算功能?
运算器中使用多累加器的好处是什么?
乘商寄存器的基本功能是什么?
4、试述使用阵列磁盘的目的是什么？
阵列磁盘中的RAID0、RAID1各有什么样的容错能力？
5、试述程序控制方式、程序中断方式、直接存储器访问方式，在完成输入/输出操作时的优缺点。
6、试述针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺点。
五、计算题（每题15分，共30分）
1、某计算机的字长为16位，存储器按字编址，访内存指令格式下图所示。
OP
M
1511
108
7
0
其中OP是操作码，M是定义寻址方式，A为形式地址。
设PC和RX分别为程序计数器和变址寄存器，字长为16位，其中M=0为立即寻址、M=1为直接寻址、M=2为间接寻址、M=3为变址寻址、M=4为相对寻址。
问：
（1）该格式能定义多少种指令？
（3分）
（2）各种寻址方式的寻址范围为多少字？
（3分）
（3）写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式。
（3分）
2、某计算机CPU的主频为500MHz，CPI=5。
假定某外设的数据传输率为0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。
请回答下列问题
（1）中断方式下，CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比是多少?
（2）当该外设的数据传输率达到5MB/s是，改用DMA方式传输数据。
假定每次DMA传送块大小为5000B，且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU用于该外设的I/O的时间占整个CPU时间的百分比是多少？
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