09-10第1学期组成试题A卷答案

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聊城大学计算机学院09—10学年第1学期期末考试2008级1班 《计算机组成原理》试题（闭卷A）参考答案及评分标准

一、 填空题（共11题20空，每空1分，共20分）

1. 运算器、控制器、存储器、输入设备 2. 90ns,280ns 3.

对阶

、 尾数加减 、 规格化 、 -0.11011 * 2110

4. 单字长指令

5. CPU暂停、 周期窃取 、 CPU与DMA交替访存 。

6. 内存

7. 相同 、相异

8、14 、 6 、 228*48

二、 单项选择题（共20题，每题2分，共40分）

题号 1 答案 B 2 A 3 C 4 D 5 A 6 A 7 C 8 D 9 A 10 D 11 C 12 B 13 D 14 B 15 16 17 18 19 20 C A A A C C 三、 综合题（共5题，共40分）

R （2位） D（8位） 1.已知某机器字长为16位，主存按字编址，其双操作数指令格式为： OP （6位） 则，当D分别为主存直接地址、主存间接地址、变址形式地址，（R1为变址寄存器，字长为16位），能访问的最大主存空间为多少？（5分） 答：

D为主存直接地址，能访问的最大主存空间为28=256字 （2分） D为主存间接地址，能访问的最大主存空间为216=65535字 （2分） D为主存直接地址，能访问的最大主存空间为216=65535字 （1分）

2．假设磁盘采用DMA方式与主机交换信息，其传输速率为2MB/s，而且DMA的预处理需1000个时钟周期，DMA完成传送后处理中断需500个时钟周期。如果平均传输的数据长度为4KB，试问在硬盘工作时，50MHz的处理器需用多少时间比率进行DMA辅助操作（预处理和后处理）。（5分）

DMA传送过程包括预处理、数据传送和后处理三个阶段。传送4KB的数据长度需

4KB/2MB/s = 0.002 秒 （2分）

如果磁盘不断进行传输，每秒所需DMA辅助操作的时钟周期数为

(1000 + 500)/0.002 = 750000（1分）

故DMA辅助操作占用CPU的时间比率为

[750000 /(50 × 106)] ×100% = 1.5 %（2分）

3.若设X = 0.1011，Y = 0.1111， [-Y]补 = 11.0001，求 用补码一位除求X/Y（末位恒置1 ）（10分） 解：[X]补 = 00.1011，[Y]补 = 11.1010 （1分）

被除数（余数） 商 操作说明 0 1011 0 0 0 0 0 ＋ 1 0001 两数同号，＋[-Y]补 1 1100 0 0 0 0 0 余数与除数异号，上商0 ? 1 1000 0 0 0 0 0 左移一位

＋ 0 1111 上次商0， ，＋[Y]补

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0 0111 0 0 0 0 1 余数与除数同号，上商1 0 1110 0 0 0 1 0 左移一位

＋ 1 0001 上次商1， ，＋[－Y]补 1 1111 0 0 0 1 0 余数与除数异号，上商0 ? 1 1110 0 0 1 0 0 左移一位

＋ 0 1111 上次商0， ，＋[Y]补 0 1101 0 0 1 0 1 余数与除数同号，上商1 1 1010 0 1 0 1 0 左移一位

0 1 0 1 1 末位恒置1 （8分）

[x/y]=01011

x/y=0.1011 （1分）

4.（10分）设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效），用WR作读写控制信

号（高电平为读，低电平为写）。现有下列芯片及各种门电路（门电路自定），如图所示。要求：

（1）存储芯片地址空间分配为：0～8191为系统程序区；8192～32767为用户程序区。

（2）指出选用的存储芯片类型及数量； （3）画出存储芯片与CPU的连接 （1）二进制地址码（2分）

A15 ? A11 ? A7 ? ? A0

0000000000000000?? 0～8191 8K×8位ROM 1片 0001111111111111?0010000000000000??0011111111111111?0100000000000000??? 8192～32767 8K×8位RAM 30101111111111111?0110000000000000??0111111111111111??片 （2分）

（2）0～8191为系统程序区，选用1片8K×8位ROM芯片；

8192～32767为用户程序区，选用3片8K×8位RAM芯片。（2分） （3）存储器片选逻辑图（6分）

+5VG1G2AG2BCBAY3MREQA15A14A13Y2Y1Y0A12A0CPU8K×8位ROM8K×8位RAM8K×8位RAM8K×8位RAMD7D0WR （6分） 5.(10分)某机字长 16 位，采用 16 位定长指令字结构，部分数据通路结构如图所示。图中所有控制信号为 1 时表示有效、为 0 时表示无效。例如控制信号 MDRin 为 1 表示允许数据从 DB 打入 MDR，MDRin 为 1 表示允许数据从内总线打入 MDR。假设 MAR 的输出一直处于使能状态。 加法指令“ADD R0,X”（间接寻址）的功能为（R0）+（（X））→（R0）

下面给出了指令取指和译码阶段每个节拍的功能和有效控制信号，请按下面描述方式列出指令执行阶段每个节拍的功能和有效控制信号。

时钟控制信号…CU第 3 页 共 3 页

节拍 功能 有效控制信号 C1 (PC)→MAR PCout,MARin C2 M(MAR)→MDR,(PC)+1→PC MenR,MDRin PC+1 C3 (MDR)→IR MDRout,IRin C4 指令译码 OPIRout

节拍 功能 有效控制信号 C5 AD(IR) →MAR C6 M(MAR) →MDR C7 MDR→MAR C8 M(MAR) →MDR ADIRout,MARin

MemR,MDRin （2分） MDRout,MARin MemR,MDRin （2分） C9 MDR →Y C10 (R0)+Y→Z C11 Z→R0

MDRout,Yin R0out,ALUin.+ Zout,R0in （2分） 2分）

（

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