计算机组成原理试卷+答案(4)

2） I2 ADD R1，R4，R1；（R4）+（R1）→R1

10．总线是构成计算机系统的 ⑾ ，是多个系统功能部件之间进行数

据传送的公共通路。

11．CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是 ⑿ 。 12．DMA采用三种传送方式：即：停止CPU访问内存方式、 ⒀ 方式和DMA与CPU交替访内方式。

三、计算题（本大题共4小题，共33分）

得分 1．（8分）设机器字长为8位（运算时为9位），已知二进制数X＝－101101，

Y＝100110，, 用变形补码（双符号位）计算X+Y和X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。

2．（8分） 已知cache存储周期40ns，主存存储周期200ns，cache/主存系

统平均访问时间为50ns，求cache的命中率是多少？并求出该cache/主存系统的效率。

3．（8分） 某采用交叉方式编址的存储器容量为64字，存储模块数为8，

M0?M7，每个模块

8个字，起始地址为000000，存储周期为200ns，总

线传送周期为50ns。问：

1）地址为101000的字在哪一个存储模块？

2）某程序需要连续读出地址为101000～101111的8个字，求所需的时间。

4．（9分）考虑一个单片磁盘，它有如下参数：旋转速率是7200转/分，一

面上的磁道数是30000，每道扇区数是600，找道时间是每横越百条磁道花费1ms。

1） 平均找道时间是多少？ 2） 平均旋转延迟时间是多少？ 3） 一扇区的传送时间是多少？

四、分析题（本大题共3小题，共31分）

得分 1．（8分）某机指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。

2．（14分）有一个512K×16位的存储器，由128K×8位DRAM芯片构成。

DRAM芯片有

和

信号控制端。CPU的控制信号为R/

(读/写)。问

3）该存储器能存储多少个字节的信息？

4）总共需要多少DRAM芯片？需要多少位地址作芯片选择？ 5）画出该存储器同CPU连接的组成逻辑框图。

3．（9分）某指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）

和写回寄存器堆（WB）5个过程段，各功能段所用的时间分别为120ns、80ns、90ns、100ns和60ns。今有40条指令流过此流水线，求流水线的时钟周期和实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。

2010-2011学年第 2学期

一、选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）

12．

下列关于直接寻址方式操作数所在位置的说法正确的是____。

A. 操作数在指令中 B. 操作数在寄存器中 C. 操作数在内存中 D. 操作数地址在内存中 13．

某CPU微程序控制器控存容量为256×20位，分别根据OP字段、

ZF条件码和C条件码进行分支转移，OP字段有4位，则P字段和后继地址字段应分别为____位。

A. 3和8 B. 6和9 C. 3和9 D. 6和8 14．

程序计数器属于_______部分。

A. 控制器 B. 运算器 C. 存储器 D. I/O接口 15．

CPU在每个______周期后响应DMA请求。

A.时钟 B.指令 C.存储 D.总线 16．

下列各项中，_______是同步传输的特点。

A.需要应答信号 B.各部件的存取时间比较接近 C.总线长度较长 D.总线周期长度可变

二、填空题（本大题共13小题，每小题2分，共26分）

1. 计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常

由 、 、操作系统级、汇编语言级和高级语言级组成。

2．数的真值变成机器码时有四种表示方法，分别是

____________________________。

3. 定点8位字长的字，采用补码形式表示8位的二进制整数，可表示的数范围为____。

4. 对存储器的要求是容量大，速度快，成本低。为了解决这方面的矛盾，

计算机采用多级存储体系结构，即使用 、主存储器和 。

5. 假定用若干个1K?4位DARM芯片组成一个8K?8位存储器，总共需要

______片DRAM芯片；地址线中需要______位作为芯片的选择。 6. 已知条件同上题，地址为(0B1F)16的存储单元所在DRAM芯片的所有存

储单元中，最小地址是________。

7. 某计算机的存储器系统采用L1、L2 Cache和主存3级分层结构，访问第

一级命中率95％，访问第二级时命中率50％，其余50％访问主存，假定访问L1 Cache需要1个时钟周期，访问L2 Cache和主存分别需要10个和100个时钟周期。平均需要_____个时钟周期。

8. 主存有1024个数据块（B0～B1023），cache有8行（L0～L7），现采

用全相联的地址映射方式，则第200号数据块可映射到cache的 行。

9. 运算器的数据通路如下图所示，该运算器中存在多组相斥性的微操作，

指出其中任意的两组：________ 和__________。

BUSR（右移1位）L（左移1位）V（直送）移位器主存+（加）-（减）M（传送）XR1→XR2→XR3→XALUYIRR1R2R3R1R2R3R3→YR2→YR1→YR3LDR3R1LDR1LDR2R2

10. 在总线的三种集中式仲裁方式中，响应速度最快的是______________；

对询问链的电路故障很敏感的是______________。

11. 一个磁盘系统定义如下参数：Ts为磁头定位到磁道上的平均找道时间；

r为磁盘的旋转速度(单位:转/分钟)；n为每个扇区的位数；N为一条磁道的容量(单位:位)。则存取一个扇区的时间Ta=_______________________。

12. 如下图所示，这是一个二维中断系统，中断屏蔽触发器(IM)标志为“1”

时，表示CPU对该级的所有设备的中断请求进行屏蔽。若CPU现执行设备C的中断服务程序，IM2、IM1、IM0的状态__________；如果CPU执行设备H的中断服务程序，IM2、IM1、IM0的状态是_________。

13. 在DMA控制器与CPU分时使用内存的三种方法中，_____________方

法具有控制简单的优点，适用于数据传输率很高的设备进行成组传送，但在这种DMA传送过程中，CPU基本处于不工作状态，在外围设备传送两个数据的间隔中空闲出的许多存储周期不能被CPU利用。

三、计算题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）

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