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计算机组成原理十套练习-白中英(B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7B8 B9 B10)
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更新于2023-03-16
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1 从器件角度看,计算机经历了五代变化。但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于( B )计算机。 A 并行 B 冯·诺依曼 C 智能 D 串行 计算机组成原理十套练习-白中英(B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7B8 B9 B10) 3 存储单元是指( B )。 A 存放1个二进制信息位的存储元B 存放1个机器字的所有存储元集合 C 存放1个位元组的所有存储元集合D 存放2个位元组的所有存储元集合..
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本科生期末试卷(一)
一、选择题(每小题 1 分,共 15 分)
1 从器件角度看,计算机经历了五代变化。但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于(3B )计算机。
A 并行3333B 冯·诺依曼3333C 智能3333D 串行
2 某机字长 32 位,其中 1 位表示符号位。若用定点整数表示,则最小负整数为(3A )。
A -(2
31
-1) B -(2
30
-1) C -(2
31
+1) D -(2
30
+1)
3 以下有关运算器的描述,(3C )是正确的。
A 只做加法运算
B 只做算术运算
C 算术运算与逻辑运算
D 只做逻辑运算
4 EEPROM 是指(D )。
A 读写存储器3333B 只读存储器
C 闪速记忆体3333D 电擦除可编程只读存储器
5 常用的虚拟存储系统由(3B )两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。
A cache-主存3333B 主存-辅存3333C cache-辅存3333D 通用寄存器-cache
6 RISC 访内指令中,操作数的物理位置一般安排在(3C )。
A 栈顶和次栈顶
B 两个主存单元
C 一个主存单元和一个通用寄存器
D 两个通用寄存器
7 当前的 CPU 由(B )组成。
A 控制器
B 控制器、运算器、cache
C 运算器、主存
D 控制器、ALU、主存
8 流水 CPU 是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备 m 个并行部件的 CPU 相比,一个 m 段流水 CPU 的吞吐能力是
(3D )。A 具备同等水平3B 不具备同等水平 C 小于前者 D 大于前者
9 在集中式总线仲裁中,(3C )方式回应时间最快。
A 独立请求3333B 计数器定时查询3333C 菊花链
10 CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是(3C )。
A 地址寄存器3333B 指令计数器3C 程序计数器3333D 指令寄存器
11 从信息流的传输速度来看,(3A )系统工作效率最低。
A 单总线3333B 双总线 C 三总线3333D 多总线
12 单级中断系统中,CPU 一旦回应中断,立即关闭(C )标志,以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次
中断进行干扰。
A 中断允许3333B 中断请求3C 中断屏蔽3333D DMA 请求
13 安腾处理机的典型指令格式为(33A)位。
A 32 位3333B 64 位3333C 41 位3333D 48 位
14 下面操作中应该由特权指令完成的是(33)。
A 设置定时器的初值3B 从用户模式切换到管理员模式 C 开定时器中断3D 关中断
15 下列各项中,不属于安腾体系结构基本特征的是(33)。
A 超长指令字 B 显式并行指令计算 C 推断执行3D 超线程
二、填空题(每小题 2 分,共 20 分)
1 字符信息是符号数据,属于处理(非数值3)领域的问题,国际上采用的字符系统是七单位的(3ASCII )码。
2 按 IEEE754 标准,一个 32 位浮点数由符号位 S(1 位)、阶码 E(8 位)、尾数 M(23 位)三个域组成。其中阶码 E 的
值等于指数的真值(3e )加上一个固定的偏移值(33127)。
3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构,其中前者采用(空间)并行技术,后者采用(时间)并行技术。
4 虚拟存储器分为页式、(端)式、(段页)式三种。
5 安腾指令格式采用 5 个字段:除了操作码(OP)字段和推断字段外,还有 3 个 7 位的(33)字段,它们用于指定(33)2
个源操作数和 1 个目标操作数的地址。
6 CPU 从存储器取出一条指令并执行该指令的时间称为(指令),它常用若干个(时钟周期)来表示。
7 安腾 CPU 中的主要寄存器除了 128 个通用寄存器、128 个浮点寄存器、128 个应用寄存器、1 个指令指针寄存器(即程
序计数器)外,还有 64 个(推断寄存器)和 8 个(33)。
8 衡量总线性能的重要指标是(带宽),它定义为总线本身所能达到的最高传输速率,单位是(Mbps)。
9 DMA 控制器按其结构,分为(选择型)DMA 控制器和(多路型)DMA 控制器。前者适用于高速设备,后者适用于慢速
设备。
10 64 位处理机的两种典型体系结构是(MIPS)和(RICS)。前者保持了与 IA-32 的完全兼容,后者则是一种全新的体系
结构。
三、简答题(每小题 8 分,共 16 分)
1 CPU 中有哪几类主要寄存器,用一句话回答其功能。
答:1.数据缓冲寄存器(DR)2.指令寄存器(IR)3.程序计数器(PC)4.地址寄存器(AR)5.累加寄存器(AC)
6.状态条件寄存器(PSW)。功能:进行算数运算与逻辑运算
2 指令和数据都用二进制代码存放在存储器中,从时空观角度回答 CPU 如何区分读出的代码是指令还是数据。
答:在时间上,取址周期凑个存储器中取出的是指令,而执行周期凑个存储器取出或往存储器在写入的是数据,在空间上,从存
储器中取出指令送控制器,而执行周期从存储器从取的数据送运算器、往存储器写入的数据也是来自运算器
四、计算题(10 分)
设 x=-15,y=+13,数据用补码表示,用带求补器的阵列乘法器求出乘积 x×y,并用十进制数乘法进行验证。
六、设计题(15 分)
某计算机有下图所示的功能部件,其中 M 为主存,指令和数据均存放在其中,MDR 为主存数据寄存器,MAR 为主存地址
寄存器,R
0
~R
3
为通用寄存器,IR 为指令寄存器,PC 为程序计数器(具有自动加 1 功能),C、D 为暂存寄存器,ALU 为算
术逻辑单元,移位器可左移、右移、直通传送。
⑴ 将所有功能部件连接起来,组成完整的数据通路,并用单向或双向箭头表示信息传送方向。
⑵ 画出“ADD R1,(R2)”指令周期流程图。该指令的含义是将 R
1
中的数与(R
2
)指示的主存单元中的数相加,相加的结
果直通传送至 R
1
中。
⑶ 若另外增加一个指令存贮器,修改数据通路,画出⑵的指令周期流程图。
七、
分
析
计
算
题
(
12
分)
如果一条指令的执行过程分为取指令、指令译码、指令执行三个子过程,每个子过程时间都为 100ns。
⑴ 请分别画出指令顺序执行和流水执行方式的时空图。
⑵ 计算两种情况下执行 n=1000 条指令所需的时间。
⑶ 流水方式比顺序方式执行指令的速度提高了几倍?
本科生期末试卷(二)
一、选择题(每小题 1 分,共 15 分)
1 冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是(33B)。
A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指 C 堆栈操 D 存贮器按内容选择地址
2 在机器数(3B C)中,零的表示形式是唯一的。
A 原码3333B 补码3333C 移码3333D 反码
3 在定点二进制运算器中,减法运算一般通过(3D )来实现。
A 原码运算的二进制减法器3B 补码运算的二进制减法器3C 原码运算的十进制加法器3D 补码运算的二进制加法器
4 某计算机字长 32 位,其存储容量为 256MB,若按单字编址,它的寻址范围是(3D )。
A 0—64MB B 0—32MB C 0—32M D 0—64M
5 主存贮器和 CPU 之间增加 cache 的目的是(3A )。
A 解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题 B 扩大主存贮器容量
C 扩大 CPU 中通用寄存器的数量 D 既扩大主存贮器容量,又扩大 CPU 中通用寄存器的数量
6 单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个常需采用(C )。
A 堆栈寻址方式3333B 立即寻址方式3C 隐含寻址方式3333D 间接寻址方式
7 同步控制是(3C )。
A 只适用于 CPU 控制的方式 B 只适用于外围设备控制的方式
C 由统一时序信号控制的方式 D 所有指令执行时间都相同的方式
8 描述 PCI 总线中基本概念不正确的句子是(C )。
A PCI 总线是一个与处理器无关的高速外围设备 B PCI 总线的基本传输机制是猝发式传送
C PCI 设备一定是主设备 D 系统中只允许有一条 PCI 总线
9 CRT 的分辨率为 1024×1024 像素,像素的颜色数为 256,则刷新存储器的容量为(3B )。
A 512KB B 1MB C 256KB D 2MB
10 为了便于实现多级中断,保存现场信息最有效的办法是采用(3B )。
A 通用寄存器3333B 堆栈3333C 存储器3333D 外存
11 特权指令是由(3C )执行的机器指令。
A 中断程序3333B 用户程序3333C 操作系统核心程序3333D I/O 程序
12 虚拟存储技术主要解决存储器的(3B )问题。
A 速度3333B 扩大存储容量3333C 成本3333D 前三者兼顾
13 引入多道程序的目的在于(33A)。
A 充分利用 CPU,减少等待 CPU 时间 B 提高实时回应速度
C 有利于代码共享,减少主辅存信息交换量3D 充分利用存储器
14 64 位双核安腾处理机采用了(3B )技术。
A 流水3333B 时间并行3333C 资源重复3333D 流水+资源重复
15 在安腾处理机中,控制推测技术主要用于解决(3B )问题。
A 中断服务 B 与取数指令有关的控制相关
C 与转移指令有关的控制相关 D 与存数指令有关的控制相关
二、填空题(每小题 2 分,共 20 分)
1 在计算机术语中,将 ALU 控制器和(3运算器3)存储器合在一起称为(3CPU )。
2 数的真值变成机器码可采用原码表示法,反码表示法,(3补码3)表示法,(3移码3)表示法。
3 广泛使用的(3SRAM)和(3DRAM )都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快,但集成度不如后者高。
4 反映主存速度指标的三个术语是存取时间、(存储器带宽3)和(3存储周期3)。
5 形成指令地址的方法称为指令寻址,通常是(顺序)寻址,遇到转移指令时(3跳跃3)寻址。
6 CPU 从(3存储器3)取出一条指令并执行这条指令的时间和称为(3指令周期3)。
7 RISC 指令系统的最大特点是:只有(3取数3)指令和(存数3)指令访问记忆体,其余指令的操作均在寄存器之间进行。
8 微型机的标准总线,从带宽 132MB/S 的 32 位(字长)总线发展到 64 位的(指令)总线。
9 IA-32 表示(3intel )公司的(364 )位处理机体系结构。
10 安腾体系机构采用显示并行指令计算技术,在指令中设计了(属性)字段,用以指明哪些指令可以(并行)执行。
三、简答题(每小题 8 分,共 16 分)
1 简述 64 位安腾处理机的体系结构主要特点。
1:显式并行指令计算技术。32超长指令
字技术33分支推断技术34推测技术35软
件流水技术36寄存器堆栈技术3
2 画出分布式仲裁器的逻辑示意图。
《195 页》
四、计算题(10 分)
已知 x=-0.01111,y=+0.11001,求:
① [x]
补
,[-x]
补
,[y]
补
,[-y]
补
;
② x+y,x-y,判断加减运算是否溢出。
五、分析题(12 分)
参见图 1,这是一个二维
中断系统,请问:
① 在中断情况下,CPU
和设备的优先级如何考虑?
请按降序排列各设备的中断
优先级。
② 若 CPU 现执行设备 C
的中断服务程序,
IM
2
,IM
1
,IM
0
的状态是什
么?如果 CPU 执行设备 H 的
中断服务程序,IM
2
,IM
1
,IM
0
的状态又是什么?
③ 每一级的 IM 能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽?如果不能,采取什么方法可达到目的?
④ 若设备 C 一提出中断请求,CPU 立即进行回应,如何调整才能满足此要求?
六、设计
题(15
分)
图 2
所示为双
总线结构
机器的数
据通路,IR 为指令寄存器,PC 为程序计数器(具有自增功能),M 为主存(受 R/W#信号控制),AR 为地址寄存器,DR 为
数据缓冲寄存器,ALU 由加、减控制信号决定完成何种操作,控制信号 G 控制的是一个门电路。另外,在线标注有小圈表示有
控制信号,例中 y
i
表示 y 寄存器的输入控制信号,R
1o
为寄存器 R
1
的输出控制信号,未标字符的线为直通线,不受控制。
①33“ADD R2,R0”指令完成(R
0
)+(R
2
)→R
0
的功能操作,画出其指令周期流程图,假设该指令的地址已放入 PC 中。并在
流程图每一个 CPU 周期右边列出相应的微操作控制信号序列。
② 若将(取指周期)缩短为一个 CPU 周期,请先画出修改数据通路,然后画出指令周期流程图。
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Zhangah07
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