发布时间 : 星期日 文章洛阳师范学院2009-2010-1《计算机组成原理》A卷更新完毕开始阅读80ca652b453610661ed9f4eb
洛阳师范学院2009—2010学年第一学期期末考试
计算机科学与技术 专业 2007、2009教育专升本 级《 计算机组成原理 》试卷（A卷）
题号 一 二 三 四 五 总分 得分 得分 评卷人
一、单项选择题（每小题1分，共20分）
1. 直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度，由快至慢的排序是（ ）。 A）直接、立即、间接
B）直接、间接、立即
C）立即、直接、间接
D）立即、间接、直接
2. 零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自（ ）。 A）立即数和栈顶
B）暂存器
C）栈顶和次栈顶
D）程序计数器自动加1
3. 水平型微指令的特点是（ ）。 A）一次可以完成多个操作 B）微指令的操作控制字段不进行编码 C）微指令的格式简短
D）微指令的格式较长
4. 有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为（ ）。 A）硬件
B）软件
C）固件
D）存储器
5. 主机与设备串行工作，采用的数据传输方式是（ ）。 A）程序查询方式
B）中断方式
C）DMA方式
D）通道方式
6. 存放欲执行的指令的寄存器是（ ）。 A）MAR
B）PC
C）MDR
D）IR
7. 所谓三总线结构的计算机是指（ ）。 A）地址线、数据线和控制线三组传输线 B）I/O总线、主存总线和DMA总线三组传输线 C）I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线
D）以上都不对
8. 集中式总线控制中，对电路故障最敏感的是（ ）。 A）链式查询方式
B）计数器定时查询方式
C）独立请求方式
D）总线方式
9. 某SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是（ ）。 A）21
B）17
C）19
D）20
10. 由编译程序将多条能并行操作的指令组合成一条指令，这种技术称为（ ）。 A）超标量技术
B）超流水线技术
C）超长指令字技术
D）超字长
11. 以下叙述正确的是（ ）。
A）外部设备一旦发出中断请求，便立即得到CPU的响应 B）外部设备一旦发出中断请求，CPU应立即响应 C）中断方式一般用于处理随机出现的服务请求 D）程序查询用于键盘中断
12. 下列说法有误差的是（ ）。 A）任何二进制整数都可用十进制表示 B）任何二进制小数都可用十进制表示 C）任何十进制整数都可用二进制表示
D）任何十进制小数都可用二进制表示
13. 在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映射是由（ ）。
1
A）程序员调度的 B）操作系统管理的 D）硬件自动完成的
C）程序员和操作系统共同协调完成的 14. 指令寄存器的位数取决于（ ）。 A）存储器的容量
B）指令字长
C）机器字长 D）存储字长
15. 在控制器的控制方式中，机器周期内的时钟周期个数可以不相同，这属于（ ）。 A）同步控制
B）异步控制
C）联合控制
D）人工控制
16. 下列叙述正确的是（ ）。 A）控制器产生的所有控制信号称为微指令 C）微处理器的程序称为微程序
17. CPU中的译码器主要用于（ ）。 A）地址译码
C）选择多路数据至ALU
B）指令译码 D）数据译码
B）微程序控制器比组合逻辑控制器更加灵活 D）指令就是微指令
18. 直接寻址的无条件转移指令的功能是将指令中的地址码送入（ ）。 A）PC
B）地址寄存器
C）累加器
D）ALU
19. 在CPU的寄存器中对用户完全透明的寄存器是（ ）。 A）指令寄存器
B）程序计数器
C）状态寄存器
D）通用寄存器
20. 下列有关磁盘和磁带两种磁表面存储器的描述正确的是（ ）。 A）二者都是串行存取
B）磁盘是部分串行存取，磁带是串行存取 D）二者都是并行存取
C）磁带是部分串行存取，磁盘是串行存取 得分 评卷人
二、填空题（每空1分，共20分）
1. 完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成 操作，后者完成 操作。 2. 微指令格式可分为 型和 型两类。
3. 设n=4位（不包括符号位在内），原码一位乘法需做 次移位，最多做 次加法。 4. 某定点小数机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码时，其对应的真值范围分别是 、 。（均用十进制表示）
5. 在写操作时，数据既写入Cache又写入主存的方法称作 ；若每次只将数据写入Cache，直到替换时才写入主存的方法称作 。
6. 设指令字长等于存储字长，均为24位，若某指令系统可完成108种操作，操作码长度固定，且具有直接、变址、基址、相对、立即等寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占 位，寻址特征位占 位。
7. 设置高速缓冲存储器的目的是 ，设置虚拟存储器的目的是 。 8. EPROM是 存储器，EEPROM是 存储器。 9. 异步通讯的应答方式可以分为 、 和全互锁三类。
10.一个组相联映射的Cache由64块组成，每组内4块。主存包含4096块，每块由128字组成，访存地址为字地址，主存的地址占 位，Cache的地址为 位。 1. 指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？ 2. 试比较同步通信和异步通信。
3. 存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次，计算机如何管理这些层次？
2
4. 基址寻址和变址寻址有哪些异同点？ 5. 什么叫系统的并行性？什么是粗粒度并行性？
6. 什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系 得分 评卷人
四、计算题（每小题10分，共20分）
1. 设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期。每个指令周期包含几个机器周期？如果机器B的主频为12MHz，且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS？
2. 设机器数字长为8位（含一位符号位在内），若A = 9/64，B = -13/32，用补码运算规则求A+B。 得分 评卷人
五、设计题（每小题10分，共10分）
1. 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/W作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片：ROM（2K×8位，4K×4位，8K×8位），RAM（1K×4位，2K×8位，4K×8位）及74138译码器和其它门电路（门电路自定）。试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。要求：
（1）主存地址空间分配：0000H~0FFFH为系统程序区，1000H~FFFFH为用户程序区； （2）指出选用的存储芯片类型及数量； （3）详细画出片选逻辑。
洛阳师范学院2009—2010学年第一学期
期末考试
计算机科学与技术 专业 2007、2009教育专升本 级 《 计算机组成原理 》课程（A）卷
参考答案及评分标准
一、单项选择题（每小题1分，共20分） 参考答案：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C C A C A D C A C C C D D B A B B A A B 评分标准：1.答对给1分，否则不给分； 2.在题号上打勾不得分。 二、填空题（每空1分，共20分） 参考答案：
1.取指令和分析指令、执行指令 2.水平、垂直 3.4、4
4.-1+2-7—1-2-7、-1—1-2-7 5.写直达、写回 6.7、3
7.提高访存速度、增加存储器容量
8.紫外线擦除的可编程只读存储器、电擦除可编程只读存储器 9.非互锁、半互锁
3
10.19、13
评分标准：答对给1分，意思相同表达方式不同不影响得分。 三、简答题（每小题5分，共30分） 参考答案：
1.答：计算机区分指令和数据有以下2种方法：
通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。（2分）
通过地址来源区分，地址由PC提供的存储单元取出的是指令，地址由指令地址码部分提供的存储单元取出的是操作数。（3分）
2.答：同步通信指由统一时钟控制的通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。适合于速度差别不大的场合。（2分）
异步通信指没有统一时钟控制的通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率。（3分）
3.答：存储器的层次结构主要体现在Cache—主存和主存—辅存这两个存储层次上。（1分）Cache—主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，主存—辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，综合上述两个存储层次的作用，从整个存储系统来看，就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。（2分）
主存与CACHE之间的信息调度功能全部由硬件自动完成，而主存—辅存层次的调度由操作系统和硬件自动完成的。这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。（2分）
4.答：基址寻址的有效地址EA=A+(BR),变址寻址的有效地址EA=A+(IX)（3分）
基址寻址主要用于为程序或数据分配存储空间，BR的内容由操作系统或管理程序确定，在程序执行过程中不可变，A可变；变址寻址主要用于处理数组问题，在数组处理中，A为数组首地址，IX可变。（2分）
5.答：系统并行性包含同时性和并发性，前者指两个或多个事件在同一时刻发生，后者指两个或多个事件在同一时间段发生。（3分）
粗粒度并行性是指在多个处理机上分别运行多个进程，由多台处理机合作完成一个程序。（2分）
6.答：CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期；（1分）机器周期是在同步控制的机器中，执行指令周期中一步相对完整的操作（指令步）所需时间，通常安排机器周期长度等于主存周期（2分）；时钟周期是指计算机主时钟的周期时间，它是计算机运行时最基本的时序单位，对应完成一个微操作所需时间，通常时钟周期等于计算机主频的倒数。（2分）
评分标准：1.答对给分，否则不给分；
2.表述方法不同不影响得分，出现错别字但不影响意思表达者不扣分，否则酌情扣分。 四、计算题（每小题10分，共20分） 参考答案：
1.解：先通过A机的平均指令执行速度求出其平均指令周期，再通过主频求出时钟周期，然后进一步求出机器周期。B机参数的算法与A机类似。计算如下：
A机平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5μs（2分） A机时钟周期=1/8MHz=125ns
A机机器周期=125ns×4=500ns=0.5μs（2分）
A机每个指令周期中含机器周期个数=2.5μs/0.5μs=5个（2分） B机的时钟周期 =1/12MHz ? 83ns B机的机器周期=83ns×4 =332ns（2分）
4
设B机每个指令周期也含5个机器周期，则：
B机平均指令周期=332ns×5=1.66μs（1分） B机平均指令执行速度=1/1.66μs = 0.6MIPS（1分） 结论：主频的提高有利于机器执行速度的提高。
2.解：A=9/64=0.001 0010B（1分） B= -13/32 = -0.011 0100B（1分） [A]补 = 0.001 0010（2分） [B]补 = 1.100 1100（2分）
[A+B]补= 1.101 1110 ——无溢出（2分） A+B = -0.010 0010B = -17/64（2分）
评分标准：1.计算正确给分，否则酌情扣分； 2.表述方法不同不影响得分。 五、设计题（每小题10分，共10分） 参考答案：
1.解：（1）二进制地址（2分）
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1:4K*8ROM 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1:4K*8RAM 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1:4K*8RAM 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1:4K*8RAM （2）需要2片4K*4位ROM（1分） 3片4K*8位RAM（1分） （3）存储芯片的片选逻辑（6分）
y0MREQA15GG2Ay1G2By2A14y3A13A12A0A11CPU4K*44K*44K*84K*84K*8ROMROMRAMRAMRAMD0D3D4D7R/W评分标准：1.连接图中数据线、地址线连接和片选各占2分； 2.只画出示意图即可，不要求画出每根连线。
5