2022年河南工业大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2022年河南工业大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、存储器采用部分译码法片选时，（）。

A.不需要地址译码器B.不能充分利用存储器空间C.会产生地址重叠D.CPU的地址线全参与译码2、地址线A15~A0（低），若选取用16K×1位存储芯片构成64KB存储器，则应由地址码（）译码产生片选信号。

A.A15，A14B.A0，AlC.A14，A13D.A1，A23、假定变量i、f、d的数据类型分别为int、float、double（int用补码表示，float 和double用IEEE754标准中的单精度和双精度浮点数据格式表示），已知i=785，f-l.5678e3，d=1.5el00，若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为真的是（）。

I.i==（int）（float）i Ⅱ.f==（float）（int）fIⅡ.f==（float）（double）f Ⅳ.（d+f）-d=fA.仅I、ⅡB.仅I、ⅢC.仅Ⅱ、ⅢD.仅Ⅲ、Ⅳ4、并行加法器中，每位全和的形成除与本位相加两数数值位有关外，还与（）有A.低位数值大小B.低位数的全和C.高位数值大小D.低位数送来的进位5、某机字长8位，含一位数符，采用原码表示，则定点小数所能表示的非零最小正数为（）A.2-9B.2-8C.2-7D.2-66、按数据传送格式，总线常被划分为（）。

A.并行总线与串行总线B.同步总线与异步总线C.系统总线与外总线D.存储总线与I /O总线7、控制总线主要用来传送（）。

I.存储器和1/O设备的地址码II.所有存储器和I/O设备的时序信号III.所有存储器和1/O设备的控制信号IV.来自I/O设备和存储器的响应信号A.II、IIIB. I，III，IVC. III，IVD.II，III. IV8、计算机（）负责指令译码。

A.算术逻辑单元B.控制单元（或者操作码译码器）C.存储器电路D.输入/输出译码电路9、下列关于配备32位微处理器的计算机的说法中，正确的是（）。

该机器的通用寄存器一般为32位Ⅱ.该机器的地址总线宽度为32位Ⅲ.该机器能支持64位操作系统IV.一般来说，64位微处理器的性能比32位微处理器的高A.I、ⅡB.I、ⅢC.I、ⅣD.I、IⅡ、Ⅳ10、下列有关I/O接口的叙述中，错误的是（）。

A.状态端口和控制端口可以合用同一个寄存器B. I/O接口中CPU可访问的寄存器称为I/O端口C.采用独立编址方式时，I/O端口地址和主存地址可能相同D.采用统一编址方式时，CPU不能用访存指令访问I/O端口11、下列操作中，不属于“中断隐指令”所完成的是（）。

I.关中断II.开中断III.保护现场IV.保存断点V.将中断服务程序首地址送PCA. I，IIB.II，III，VC.II，IIID.III，V12、某指令格式如下所示。

其中M为寻址方式，I为变址寄存器编号，D为形式地址。

若采用先变址后间址的寻址方式，则操作数的有效地址是（）。

A.I+DB.（I）+DC. (（I）+D)D.（（I））+D13、下列部件中不属于执行部件的是（）。

A.控制器B.存储器C.运算器D.外部设备14、假设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节为操作码，第二个字节为位移量（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）+l-PC。

若当前指令地址是3008H，要求转移到300FH，则该转移指令第二个字节的内容应为（）；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（）。

A.05H，F2HB.07H，F3 HC.05H，F3HD.07H，F2H15、在各种寻址方式中，指令的地址码字段可能的情况有（）。

I.寄存器编号Ⅱ.设备端口地址Ⅲ.存储器的单元地址Ⅳ.数值A. I、ⅡB. I、Ⅱ、ⅢC. I、ⅢD.I、Ⅱ、Ⅲ、IV二、填空题16、由于存储器芯片的容量有限，所以往往需要在______和______两方面进行扩充才能满足实际需求。

17、总线仲裁部件通过采用________策略或________策略，选择其中一个主设备作为总线的下次，接管总线控制权。

18、DMA控制器访采用以下三种方法：________、________、________19、字节多路通道可允许多个设备进行_______型操作，数据传送单位是_______20、并行I/O接口______和串行I/O接口______是目前两个最具有权威性的标准接口技术。

21、闪速存储器特别适合于_______微型计算机系统，被誉为_______而成为代替磁盘的一种理想工具。

22、数组多路通道允许________个设备进行________型操作，数据传送单位是________23、计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用：_______传送、_______传送和_______、传送。

24、闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及_______能力，因此作为_______用于便携式电脑中。

25、相联存储器是按_________访问的存储器，在cache中用来存放_________，在虚拟存储器中用来存放_________.三、名词解释题26、海明码：27、串行传输：28、中断向量方式：29、多体交叉存储器：四、简答题30、CPU响应中断应具备哪些条件？31、（不算CPU中的寄存器级）存储系统一般由哪三级组成？请分别简述各层存储器的作用（存放什么内容）及对速度、容量的要求。

32、写出浮点数补码规格化形式。

当尾数出现什么形式时需要规格化？如何规格化？33、试比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。

五、计算题34、某计算机的CPU主频为500MHz，所连接的某外设的最大数据传输率为20KB/s，该外设接口中有一个16位的数据缓存器，相应的中断服务程序的执行时间为500个时钟周期。

请回答下列问题：1）是否可用中断方式进行该外设的输入输出？若能，在该设备持续工作期间，CPU用于该设备进行输入/输出的时间占整个CPU时间的百分比大约为多少？2）若该外设的最大数据传输率是2MB/s，则可否用中断方式进行输入输出？35、一台8位微机的地址总线为l6条，其RAM存储器容量为32KB，首地址为4000H，且地址是连续的，可用的最高地址是多少？36、假设硬盘传输数据以32位的字为单位，传输速率为1MB/s.CPU的时钟频率为50MHz。

1）采用程序查询的输入/输出方式，假设查询操作需要100个时钟周期，求CPU为I/O查询所花费的时间比率，假定进行足够的查询以避免数据丢失。

2）采用中断方式进行控制，每次传输的开销（包括中断处理）为100个时钟周期。

求CPU为传输硬盘数据花费的时间比率。

3）采用DMA控制器进行输入/输出操作，假定DMA的启动操作需要1000个时钟周期，DMA完成时处理中断需要500个时钟周期。

如果平均传输的数据长度为4KB，问在硬盘工作时处理器将用多少时间比率进行输入/输出操作，忽略DMA申请使用总线的影响。

六、综合题37、某机采用微程序控制方式，微指令字长为24位，采用水平型字段直接编码控制方式和断定方式。

共有微命令30个，构成4个互斥类，各包含5个、8个、14个和3个微命令，外部条件共3个。

1）控制存储器的容量应为多少？2）设计出微指令的具体格式。

38、某计算机采用页式虚拟存储管理方式，按字节编址，虚拟地址为32位，物理地址为24位，页大小为8KB:TLB采用全相联映射；Cache数据区大小为64KB，按2路组相联方式组织，主存块大小为64B。

存储访问过程的示意图如图所示。

请回答下列问题。

1）图中字段A~G的位数各是多少？TLB标记字段B中存放的是什么信息？2）将块号为4099的主存块装入到Cache中时，所映射的Cache组号是多少？对应的H字段内容是什么？3）Cache缺失处理的时间开销大还是缺页处理的时间开销大？为什么？4）为什么Cache 可以采用直写（Write Through）策略，而修改页面内容时总是采用回写（Write Back）策略？39、某计算机字节长为16位，主存地址空间大小为128KB，按字编址。

采用单字长指令格式，指令各字段定义如图所示。

15 12 11 6 5 0转移指令采用相对寻址方式，相对偏移用补码表示，寻址方式的定义见表寻址方式的定义回答下列问题：1）该指令系统最多可有多少指令？该计算机最多有多少个通用寄存器？存储地址寄存器（MAR）和存储器数据寄存器（MDR）至少各需要多少位？2）转移指令的目标地址范围是多少？3）若操作码0010B表示加法操作（助记符为add），寄存器R4和R5的编号分别为100B和101B，R4的内容为1234H，R5的内容为5678H，地址1234H中的内容为5678H，地址5678H中的内容为1234H，则汇编语句“add（R4），（R5）+”（逗号前为源操作数，逗号后为目的操作数）对应的机器码是什么（用十六进制表示）？该指令执行后，哪些寄存器和存储单元中的内容会改变？改变后的内容是什么？参考答案一、选择题1、C2、A3、B4、D5、C6、A7、D8、B9、C10、D11、C12、C13、A14、C15、D二、填空题16、存取时间存储周期存储器带宽17、优先级公平主方18、停止CPU访问周期挪用 DMA和CPU交替访内19、传输字节20、SCSI IEEE139421、便携式固态盘22、1（单）传输数据块23、并行串行复用24、瞬时启动固态盘25、内容行地址表段表、页表和快表三、名词解释题26、海明码：一种常见的纠错码，能检测出两位错误，并能纠正一位错误。

27、串行传输：是指数据的传输在一条线路上按位进行。

（只需一条数据传输线，线路的成本低，适合于长距离的数据传输）28、中断向量方式：是指发生中断请求的外围设备通过输入输出总线主动向CPU发出一个识别代码，CPU根据这个代码就可以识别出请求中断的外围设备的中断方式。

29、多体交叉存储器：由多个相互独立、容量相同的存储体构成的存储器，每个存储体独立工作，读写操作重叠进行。

四、简答题30、答：（1）在CPU内部设置的中断屏蔽触发器必须是开放的。

（2）外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请求信号。

（3）外设（接口）中断允许触发器必须为“1”，这样才能把外设中断请求送至CPU。

当上述三个条件具备时，CPU在现行指令结束的最后一个状态周期响应中断。

31、答：A、主存：存放需要CPU运行的程序和数据，速度较快，容量较大；B、Cache：存放当前访问频繁的内容，即主存某些页的内容复制。