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杭州电子科技大学计算机组成原理期末样卷(A)
杭州电子科技大学学生考试卷(A)卷答案
一.单项选择题(20分,每题1分)
1.D 2. C 3. C 4. D 5. C 6. D 7. A 8. D 9. B 10. D 11.B 12. D 13. A 14. B 15. C 16.C 17. B 18. A 19. A 20. D 二.填空题(15分,每空1分)
1. 控制器中有若干个专用寄存器,__IR _寄存器用来存放指令, PC 用来指出指令地址。微程序
控制器中微程序存放于 控存(CM) 。
2. 半导体RAM通常分为SRAM和DRAM,主要区别在于:前者是用 双稳态触发器 来
存储信息的,而后者是用 极间电容 来存储信息的,前者与后者相比,速度快,价格高。 3. 从 主存 取出一条指令并执行完这条指令的时间,称为指令周期。指令系统是指 一台计算机中所有机器指令的集合 。
4. 在微程序控制器中,指令译码器的作用是 产生指令的微程序入口地址 。
5. 控制器由专用寄存器、指令译码器、 时序系统 、 操作控制器 构成,控制器的功能是 取
指令 、 分析指令 、 执行指令 、处理特殊请求和异常情况。
6. 微指令的格式可以分为 水平型 微指令和 垂直型 微指令,前者并行处理能力强,但微指令
字长 长 。 三.计算题(18分)
1. (18分)设浮点数的格式为:阶码5位,包含一位符号位,尾数5位,包含一位符号位,阶码和
尾数均用补码表示,排列顺序为: 阶符(1位) 则按上述浮点数的格式:
① (2分)若数Z的浮点数的16进制形式为1ABH,求Z的十进制的真值。 [Z]浮=0,0110 1.01011 Z=-0.10101×26=-101010 Z=-42
+
阶码(4位) 数符(1位) 尾数(5位) ② (4分)若(X)10 =15/32,(Y)10= -1.25,则求X和Y的规格化浮点数表示形式。 X=0.01111 X=0.11110×21 【X】浮=1,1111 0.11110
-
Y=-1.01 Y=-0.10100×21 【Y】浮=0,0001 1.01100
+
③ (5分)求(要求用补码计算,列出计算步骤)。
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④ (7分)求 [X*Y](要求阶码用补码计算,尾数用补码BOOTH算法计算,列出计算过程和算式)。
四.综合设计题(47分)
1. (20分)某机字长8 位,CPU地址总线16位,数据总线8位,存储器按字节编址,CPU
的控制信号线有:MREQ#(存储器访问请求,低电平有效),R/W#(读写控制,低电平为写信号,高电平为读信号)。试问:
(1) (2分)若该机主存采用16K×1位的DRAM芯片(内部为128×128阵列)构成最大主存空间,
则共需 32 个芯片。若采用异步刷新方式,单元刷新周期为2ms,则刷新信号的周期为 1/64 ms。
(2) (4分)若为该机配备2K×8位的Cache,每字块4字节,采用4路组相联映象,则主存地址中
字段块内地址 2 位,字段Cache组地址 7 位,字段高位标记 7 位。若主存地址为1234H,则该地址映象到的Cache的第 24H 组。
(3) (4分)若CPU执行一段时间时,Cache完成存取的次数为2400次,主存完成的存取次数为
100次,已知cache的存储周期为20ns,主存的存储周期为100ns。则Cache/主存系统的平均访问时间为 23.2 或 24 ns,Cache/主存系统的效率为 86.2%或83.3% 。
(4) (10分)若用若干个8K×4位的SRAM芯片形成24K×8位的RAM存储区域,起始地址为2000H,
假设SRAM芯片有CS#(片选,低电平有效)和WE#(写使能,低电平有效)信号控制端;试写出RAM的地址范围,并画出SRAM与CPU的连接图(请标明SRAM芯片个数、译码器的输入输出线、地址线、数据线、控制线及其连接)。
(5) (27分)设某8位计算机指令格式如下: OP(4位) SR(2位) DR(2位) A DDR/ DATA / DISP 注意:除了HALT指令为单字指令外,其他指令均为双字指令;其中, SR为源寄存器号, DR为目的寄存器号,指令第二字为地址、数据或偏移量。模型机结构如图1: (1)(9分)下面是该模型机的指令系统的一部分: 指令助记符 MOV1 DR,DATA 功能 DATA→DR OP 0000 !!!!!!!!!!!!!
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MOV2 [ADDR],SR ADD DR,[[ADDR]] SUB DR,[SI+ADDR] JMP DISP …… HALT 内存地址的部分单元内容如下: 单元地址 10H 11H 12H 13H 内容 80H 90H 10H 11H 单元地址 20H 21H 22H 23H SR→ADDR (DR)+((ADDR))→DR (DR)-((SI)+ADDR)→DR (PC)+DISP→PC …… 停机 0001 1000 1001 1100 …… 1111 内容 01H 23H 81H 12H 单元地址 24H 25H 26H 27H 内容 91H 01H F0H 20H 若(PC)=20H,变址寄存器(SI)=10H,则此时启动程序执行,问执行了几条指令程序停止?写出每条指令的助记符、寻址方式、EA、操作数和执行结果。 单元地址 20H 21H 22H 23H 24H 25H 26H 指令码 01H 23H 81H 12H 91H 01H F0H 助记符 寻址方式 EA 操作数 执行结果 MOV1 R1,23H ADD R1, [[12H]] SUB R1, [SI+01H] HALT 立即数 ―― (12H)=10H 23H (10H)=80H (11H)=90H ―― (R1)=23H (R1)=23H+80H =0A3H (R1)=0A3H-90H=13H ―― 间接寻址 变址寻址 ―― (SI)+01H=11H ――
(2)(6分)该微程序控制器有28种微操作命令,采用直接控制法,有4个转移控制状态,采用译
码形式编码,微指令格式中的下址字段8位,微指令格式如下,则操作控制字段和判别测试字段各有几位?控存的容量为多少(字数×字长)? 控制字段 28位 2位 8位
控存的容量:256×38位
(3)(6分)模型机的某条指令的微程序流程图如图2所示,写出该条指令的功能、寻址方式、指
令第二字的含义。
指令的功能:JMP指令,(PC)+DISP→PC
判别测试字段 下址字段 !!!!!!!!!!!!!
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寻址方式:相对寻址
指令第二字的含义:相对偏移量
(4)(6分)写出上述SUB DR,[SI+ADDR]指令的微程序流程图。
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杭州电子科技大学计算机组成原理期末样卷(A)-答案
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