计算机组成原理试题

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1、班号姓名哈工大2002－2003学年秋季学期计算机组成原理试题注意行为规范，遵守考试纪律！题号一二三四五六七八得分得分一、填空（12分）1.某浮点数基值为2，阶符1位，阶码3位，数符1位，尾数7位，阶码和尾数均用补码表示，尾数采用规格化形式，用十进制数写出它所能表示的最大正数，非0最小正数，最大负数，最小负数。2.变址寻址和基址寻址的区别是：在基址寻址中，基址寄存器提供，指令提供；而在变址寻址中，变址寄存器提供，指令提供。3.影响流水线性能的因素主要反映在和两个方面。4.设机器数字长为16位（含1位符号位）。若1次移位需10

2、ns，一次加法需10ns，则补码除法需时间，补码BOOTH算法最多需要时间。5.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫，它通常包含若干个，而后者又包含若干个。组成多级时序系统。二、名词解释(8分)1.微程序控制2.存储器带宽3.RISC4.中断隐指令及功能三、简答（18分）1.完整的总线传输周期包括哪几个阶段？简要叙述每个阶段的工作。2.设主存容量为1MB，Cache容量为16KB，每字块有16个字，每字32位。(1)若Cache采用直接相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。(2)若Cache采用四路组相联映像，求出

3、主存地址字段中各段的位数。3.某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,L3,L4，现要求优先顺序改为L3,L2,L4,L0,L1，写出各中断源的屏蔽字。中断源屏蔽字01234L0L1L2L3L44.某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备120种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对四种寻址方式。（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用；（2）该指令直接寻址的最大范围；（3）一次间址的寻址范围；（4）相对寻址的寻址范围。四、（6分）设阶码取3位，尾数取6

4、位（均不包括符号位），按浮点补码运算规则计算[25]+[24]五、画出DMA方式接口电路的基本组成框图，并说明其工作过程（以输入设备为例）。（8分）六、（10分）设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用作访存控制信号，用作读写控制信号，现有下列存储芯片：RAM：1K×8位、2K×4位、4K×8位ROM：2K×8位、4K×8位以及74138译码器和各种门电路（自定），画出CPU与存储器连接图。要求：（1）最大4K地址空间为系统程序区，与其相邻2K地址空间为用户程序区。（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片？写出每片存储芯片

5、的地址范围。（3）详细画出存储芯片的片选逻辑。允许输出允许写74138七、假设CPU在中断周期用堆栈保存程序断点，且进栈时栈指针减一，出栈时栈指针加一。试写出中断返回指令（中断服务程序的最后一条指令），在取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。若采用微程序控制，则还需要增加哪些微操作。（10分）八、除了采用高速芯片外，从计算机的各个子系统的角度分析，指出6种以上提高整机速度的措施。（8分）班号姓名哈工大2002－2003学年秋季学期计算机组成原理试题一、填空题（24分）1．DMA的数据块传送可分为、和阶段。2．设n

6、=16（不包括符号位），机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需ns,补码Booth算法最多需ns。3．设相对寻址的转移指令占2个字节，第一字节为操作码，第二字节是位移量（用补码表示），每当CPU从存储器取出一个字节时，即自动完成（pc）+1→pc。设当前指令地址为3008H，要求转移到300FH，则该转移指令第二字节的内容应为。若当前指令地址为300FH，要求转移到3004H，则该转移指令第二字节的内容为。4．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），用移码表示，尾数为24位（含1位数符），用补码规格化表示，则对应其

7、最大正数的机器数形式为，真值为（十进制表示）；对应其绝对值最小负数的机器数形式为，真值为（十进制表示）。5．利用指令进行输入输出操作的I/O编址方式为统一编址。6．一个组相联映像的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共位，其中主存字块标记应为位，组地址应为位，Cache地址共位。7．和组成存储系统的层次结构。8．在总线集中式判优控制中，方式对故障很敏感，方式速度最快。对于同步通信而言，影响其效率的主要因素是，它一般用于场合。二、解释下列概念（20分）1．机器周期和时钟周期2．周期挪

8、用和向量地址3．中断隐指令及其功能4．双重分组跳跃进位5．水平型微指令6．超标量和超流水线三、（6分）已知x=0.1001y=–0.1101计算（机器数形式自定）。四、（6分）某模型机共有64种操作，操作码位数固定，且具有以下特点：采用一地址或二地址格式；（1）有寄存器寻址、直接寻址和相对