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(完整版)本科生-计算机组成原理题库-期末试卷(18)及答案

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本科生期末试卷十八

一、 选择题(每小题1分,共10分)

1. 下列数中最小的数是______。

A.(100101)2 B.(50)8 C.(100010)BCD D.(625)16 2. ______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。

A.原码 B.补码 C.反码 D.移码

3. [X]补=1.X1X2X3X4,当满足______时,X > -1/2成立。

A.X1=1,X2~X4至少有一个为1 B.X1=1,X2~X4任意 C.X1=0,X2~X4至少有一个为1 D.X1=0,X2~X4任意 4. 主存储器是计算机系统中的记忆设备,它主要用来______。

A.存放数据 B.存放程序 C.存放微程序 D.存放数据和程序 5. 以下四种类型指令中,执行时间最长的是______。

A.RR型指令 B.RS型指令 C.SS型指令 D.程序控制指令

6. 单地址指令为了完成两个数的算术运算,除地址指明的一个操作数外,另一个操作

数常采用______寻址方式。

A.堆栈 B.立即 C.隐含 D.间接

7. 在以下描述的流水CPU基本概念中,正确的表述是______。

A.流水CPU是以空间并行性为原理构造的处理器 B.流水CPU一定是RISC机器 C.流水CPU一定是多媒体CPU

D.流水CPU是以时间并行性为原理构造的处理器

8. 在以下描述PCI总线的基本概念中,正确的表述是______。

A.PCI总线是一个与处理器无关的高速外围总线 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. 下述I/O控制方式中,______主要由程序实现。

A.PPU方式 B.中断方式 C.DMA方式 D.通道方式

10. 串行I/O标准接口IEEE1394的高速特性适合于新型高速硬盘和多媒体数据传送

它的数据传送率可以是------。

A.100兆位/秒 B.200兆位/秒 C.400兆位/秒 D.300兆位/秒

二、 填空题(每小题3分,共15分)

1. Cache是一种A______存储器,是为了解决CPU和B______之间C______上不匹配而

采用的一项重要硬件技术。

2.当今的CPU芯片除了包括定点运算器、操作控制器外,还包括A______、B______运

算器和C______管理部件。

3.按照总线仲裁电路的A______不同,总线仲裁有B______仲裁和C______仲裁两种方

式。

4.DMA和CPU分时使用内存的三种方式是:A______,B______,C______。

5.中断处理需要有中断A______,中断B______产生,中断C______等硬件支持。

三、(9分)设机器字长16位,定点表示,尾数15位,数符1位,问:

(1)定点原码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少? (2)定点原码小数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?

四、(9分)某加法器进位链信号为C、C、C

4

3

2、、1

C ,最低位来的进位信号为C0.请分别

按下述两种方式写出C4、C3、C2、(1)串行进位方式 (2)并行进位方式 、C1的逻辑表达式,

五、(10分)某机器中,已知配有一个地址空间为(0000—1FFF)16的ROM区域,现在用

一个SRAM芯片(8K×8位)形成一个16K×16位的ROM区域,起始地址为(2000)16 。假设SRAM芯片有CS和WE控制端,CPU地址总线A15——A0 ,数据总线为D15——D0 ,控制信号为R / W(读 / 写),MREQ(当存储器读或写时,该信号指示地址总线上的地址是有效的)。要求:

(1) 满足已知条件的存储器,画出地址译码方案。

(2) 画出ROM与RAM同CPU连接图。

六、(9分)在流水CPU中,将一条指令从取指到执行结束的任务分割为一系列子任务,

并使各子任务在流水线的各个过程段并发地执行,从而使流水CPU具有更强大的数据吞吐能力。请用时空图法证明这个结论的正确性。

七、(9分)画出PCI总线结构框图,并说明“桥”的功能。

八、(10分)图B18.1所示的系统采用多级优先中断结构,它要求CPU在执行完当前指

令时转而对中断请求进行服务。设备A连接于最高优先级,设备B次之,设备C又次之。IRQ为中断请求信号,INT为CPU发出的中断响应信号。

现假设: TDC为硬件中断周期时间;TA ,TB ,TC分别为设备A,B,C的服务程序执行时间;TS ,TR 为保存现场和恢复现场所需时间。 请问:这种中断结构在什么情况下达到中断饱和?

INTC INTB INTA 主存 CPU IRQC IRQB IRQA I/O接口 设备C 设备B 设备A 图B18.1

九、(9分)CD—ROM光盘的外缘有5mm宽的范围因记录数据困难,一般不使用。故标准

的播放时间为60分钟。请计算模式1和模式2情况下,光盘存储容量是多少?

十、(10分)图B18.2是分布式仲裁器的逻辑结构图,试分析其工作原理。

AB7 ABi AB0 。 。 仲裁总线 。 。 竞争 。 W7 CN7 。 Wi CNi 。 W0 CN0 。 CN7 …… 设备竞争号 设备竞争号 接其他设备

图B18.2

本科生期末试卷十八答案

一、 选择题

1.B 2.D 3.A 4.D 5.C 6.C 7.D 8.A,B 9.B 10.A ,B, C

二、 填空题

1.A.高速缓冲 B.主存 C.速度 2. A.Cache B.浮点 C.存储 3. A.位置 B.集中式 C.分布式

4. A.停止CPU访问内存 B. 周期挪用 C.DMA和CPU交替访内 5.A.优先级仲裁 B.向量 C.控制逻辑 ;

三、解:① 定点原码整数表示

最大正数

最小负数

0 111 111 111 111 111 数值 = (215 – 1)10 = (+32767)10

1 111 111 111 111 111 数值 = -(215 – 1 )10 = (- 32767)10

②定点原码小数表示

最大正数值 = ( + 0.11……11)2 = (1 – 2-15 )10 最小负数值 = ( - 0.11……11)2 = -(1 - 2-15 )10

四、(1)串行进位方式:

C1 = G1 + P1 C0 其中: G1 = A1 B1 ,P1 = A1⊕B1

C2 = G2 + P2 C1 G2 = A2 B2 ,P2 = A2⊕B2 C3 = G3 + P3 C2 G3 = A3 B3 , P3 = A3⊕B3

C4 = G4 + P4 C3 G4 = A4 B4 , P4 = A4⊕B4

(2) 并行进位方式:

C1 = G1 + P1 C0

C2 = G2 + P2 G1 + P2 P1 C0

C3 = G3 + P3 G2 + P3 P2 G1 + P3 P2 P1 C0

C4 = G4 + P4 G3 + P4 P3 G2 + P4P3 P2 G1 + P4 P3 P2 P1 C0 其中 G1—G4 ,P1—P4 表达式与串行进位方式相同。

五、解 :存储器地址空间分布如图B18.2所示,分三组,每组8K×16位。

由此可得存储器方案要点如下:

(1) 组内地址 :A12 ——A0 (A0为低位); (2) 组号译码使用2 :4 译码器;

(3) RAM1 ,RAM 2 各用两片SRAM芯片位进行并联连接,其中一片组成高8

位,另一片组成低8位。

(4) 用 MREQ 作为2 :4译码器使能控制端,该信号低电平(有效)时,译码

器工作。

(5) CPU的R / W 信 号与SRAM的WE端连接,当R / W = 1时存储器执行读

操作, 当R / W = 0时,存储器执行写操作。如图B18.3

图B18.2

CPU

图B18.3

六、解 :假设指令周期包含四个子过程:取指令(IF)、指令译码(ID)、进行运算(EX)、

结果写回(WB),每个子过程称为过程段(Si),这样,一个流水线由一系列串连的过程段组成。如图(a)所示。在统一时钟信号控制下,数据从一个过程段流向相邻的过程段。

S1 S2 S3 S4 入→ 出 IF → ID → EX → WB

(a)流水过程段

(完整版)本科生-计算机组成原理题库-期末试卷(18)及答案

本科生期末试卷十八一、选择题(每小题1分,共10分)1.下列数中最小的数是______。A.(100101)2B.(50)8C.(100010)BCDD.(625)162.______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。A.原码B.补码
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