07计算机原理试卷答案a

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1、姓名_____________学号______________班级_____________北京交通大学2006-2007学年第2学期计算机组成原理期末考试题(开卷考试)A一．计算题（20分）已知：x=2*（-0.10001）；y=2*0.101，若取数的阶码为5位，尾数为8位（均含一位符号位），请按机器补码浮点运算步骤，完成x+y的运算。（列出计算步骤）。解：真值为：x=-2*0.100010;y=2*0.101000补码为：[x]=11110，1.0111100；[y]=11101，0.1010000对阶：[DE]=[m]-[n]=11

2、110-11101=11110+00011=00001,真值为1，y的尾数右移1位，阶码加1。则：[y]=11110，0.0101000尾数相加：11.0111100+00.0101000=11.1100100是非规格化数，左移2位，阶码减2，得：[x+y]=11100，1.0010000结果为：x+y=2*（-0.111）二．（10分）（10分）某机器采用扩展操作码的方法进行优化编码，操作码字段分别为3位，6位和9位，其中3位操作码指令有6条、6位操作码指令有15条，9位操作码指令有8条。1）请给出一种操作码的扩展方案。（5分）2）如果使

3、用频度如表1所示，请计算操作码的平均长度。（3分）表1指令编码与使用频度指令类型每条指令的使用频度3位操作码指令（6条）0.16位操作码指令（15条）0.029位操作码指令（8条）0.0125答案：1）4位操作码指令（10条）：0000~10016位操作码指令（20条）：101000~1110118位操作码指令（20条）：11110000~111111112）6*0.1*3+15*0.02*6+8*0.0125*9=4.55三．（25分）某计算机系统中CPU可输出16条地址线（A15~A0）,8条数据线（D15~D0），两条控制信号R/W（

4、读／写）和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，低电平有效），主存中有16K＊8位的RAM，RAM的地址空间为4000H～7FFFH，采用8K*4bit的RAM芯片（有CS端，低电平有效和WR（高电平为读，低电平为写））1)画出主存和CPU的连接图，注意设计的译码方案不允许有地址重叠现象。（8分）2)写出每一芯片组的地址范围。（4分）3)若配以2K*8bit的cache,采用直接映像方式，每块为256*8bits,设Cache的初态为空，CPU依次从主存4000H开始读出1K个存储单元，每次读出一个存储单元的值，则

5、命中率是多少？（3分）答案：A13A14A15MREQD0~D7D0~D3CS#3WRA0~A12WRW/Rg0g1g23：8译码器CSy2y3A0~A12CS#4WRD0~D3A0~A12CS#2WRD0~D3A0~A12D0~D3CS#1WRA0~A12WRCPU1)2）第一组RAM芯片（芯片#1，芯片#2）：4000H~5FFFH第二组RAM芯片（芯片#3，芯片#4）：6000H~7FFFH3）读出1K个字，共1024/256=4块，每块除第一个字不命中，其余都命中，所以命中率为：（1024-4）/1024=99.6%四．（15）某计

6、算机有8条微指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信号见下表所示，a—j分别对应10种不5同性质的微命令信号。假设微指令的控制字段仅限8位，请安排微指令的控制字段格式。答案：Bij一组，efh一组，每一组采用两位，其中00表示无操作，其他三种组合，分别表示一个微命令。对于acdg采用位直接控制.五．（10）设某一微操作控制信号C1既发生在指令1（设操作码OP为I1I2=11）的节拍电位M3、节拍脉冲T1时间，也发生在指令2（设OP为I1I2=01）的节拍电位M2节拍脉冲T2时间，写出Ci的逻辑表达式，并表示在如图所示的GAL器件中。5

7、答：（1）C1=I1I2M3T1+I1I2M2T2（2）六．（10分）下图示出了可统一编址的单总线结构（a）和单独编址的单总线结构（b），请根据图示说明：（1）什么是统一编址法？什么是单独编址法？（2）在统一编址法（下图（a））中，可以使用访问内存的指令去访问I/O设备中的寄存器，问：如何才能知道该指令是访问内存还是访问I/O中的寄存器呢？（3）在单独编址法（下图（b））中，访问内存的指令和访问I/O寄存器的指令都会影响哪些信号？（a）可统一编址的单总线结构5（b）单独编址的单总线结构解（1）统一编址法：将I/O设备中的所有的寄存器和内存单

8、元一样看待，将它们和内存单元一起编排地址。这样一来就可用访问内存的指令去访问I/O中的某个寄存器。单独编址法：内存地址和I/O地址是分开的，当访问内存时，由存储器读、存储器写两条