全国2018年4月自考计算机组成原理试卷(课程代码02318)

　　第一部分 选择题

　　一、单项选择题：本大题共10小题，每小题1分，共10分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其选出。

　　1.计算机中的U盘属于

　　A.运算器 B.控制器

　　C.内存 D.外存

　　2.下列软件中不属于系统软件的是

　　A.操作系统 B.语言处理系统

　　C.文字处理软件 D.数据库管理系统

　　3.IEEE754单精度(32位)浮点数格式中指数的偏移常数为

　　A.127 B.128

　　C.1023 D.1024

　　4.若十进制数为-l00，则其对应的8位补码[X]补为

　　A.01100100 B.11100lOO

　　C.10011100 D.1001101l

　　5.采用寄存器直接寻址方式的操作数在

　　A.指令中 B.通用寄存器中

　　C.内存中 D.外存中

　　6.MIPS计算机的汇编指令“1w $s1，200($s2)”的功能是

　　A.$sl=Memory[$s2+200] B.$s2=Memory[$s1+200]

　　C.$s1=Memory[$s2]+200 D.$s2=Memory[$s1]+200

　　7.微程序存放在

　　A.主存储器中 B.控制存储器中

　　C.高速缓存中 D.外存储器中

　　8.—个1 6MB的主存储器，按字节编址需要地址线

　　A.14条 B.24条

　　C.34条 D.44条

　　9.在计算机的存储器层次结构中，速度最陕的是

　　A.硬盘 B.寄存器

　　C.高速缓存 D.主存

　　10.在浮点数的乘法中，乘积的尾数规格化后，小数点左边两位是

　　A.00 8.01

　　C.10 D.11

　第二部分 非选择题

　　二、填空题：本大题共15空，每空1分，共15分。

　　11.MIPS指令流水线数据通路通常包括取指、译码、_____、_____和 五段流水线。

　　12.Cache行和主存块之间的映射方式有_____、_____和_____三种。

　　13.磁盘的平均存取时间由_____、_____和_____三部分构成。

　　14.CPU的数据通路的时钟周期长度包括Clk—to-Q时间(也叫锁存延迟)、所有操作元件中最长操作延迟时间、_____和_____等四个部分。

　　15.I/O端口的编址方式有_____和_____两种方式。

　　16.在Intel处理器中将外部中断分为_____中断和_____中断两类。

　　三、名词解释题：本大题共5小题，每小题3分，共15分。

　　17.标志寄存器

　　18.总线宽度

　　19.随机存取存储器RAM

　　20.微地址

　　21.DMA控制器

　　四、简答题：本大题共4小题，每小题5分，共20分。

　　22.试说明在计算机系统的层次化结构中，最终用户、应用程序员、系统管理员和系统程序员分别与操作系统、汇编程序、编译程序和应用程序这四个程序的哪一个相对应?

　　23.汉字字符的编码有哪三类?简述各类编码的作用，并分别列举一个实际的编码。

　　24.在浮点数加减法中对阶的目的是什么?对阶原则是什么?

　　25.试比较变址寻址方式和基址寻址方式的异同。

　　五、计算题：本大题共3小题，第26、27小题各6分，第28小题4分，共16分。

　　26.某计算机的时钟周期为2.5ns，指令集中有A〜D四种不同类型的指令，这四类指令的平均CPI分别为3、2、4、5。某高级语言程序P经两个不同版本的编译程序，编译成了两种不同的指令序列X1和X2，两个指令序列包含的指令情况如下表所示。

　　(1)该计算机的峰值MIPS是多少?

　　(2)X1和X2的执行时间分别是多少?

　　(3)X1和X2的平均CPI分别是多少?

　　27.将十进制数20.59375转换为IEEE754的单精度(32位)浮点数格式，要求最后格式用十六进制数表示。注：1EEE754单精度浮点数的计数公式为(-1)5×1.f×2e-127

　　28.PCI-Express×8输入/输出传输总线具有8个通路，每个通路都有发送和接收两个方向的传送信号线，发送和接收的速率都为2.5Gb/s，数据在传送时，每个有效信息字节被转换成lObit后进行传输，试计算该总线传输有效信息的总带宽，要求单位为GB/S。

　　六、综合题：本大题共2小题，每小题12分，共24分。

　　29.某计算机字长16位，采用16位定长指令格式，部分数据通路结构如图所示。假设MAR的输出一直处于使能状态。

　　(1 )逻辑指令“ANDR1，R2”在执行阶段需要多少个节拍?

　　(2)写出每个节拍的功能和有效控制信号。

　　注：该指令功能为R1的内容与R2的内容执行逻辑“与”运算，结果送入R1中。

　　30.某计算机主存地址空间大小16MB，按字节编址。主存与Cache之间采用直接映射方式，块大小为512字节。Cache数据区大小为16KB。

　　(1)该cache共有多少行?

　　(2)主存地址需多少位?如何划分?要求说明每个字段的含义、位数和在主存地址中的位置。

　第二部分 非选择题

　　二、填空题：本大题共15空，每空1分，共15分。

　　11.MIPS指令流水线数据通路通常包括取指、译码、_____、_____和 五段流水线。

　　12.Cache行和主存块之间的映射方式有_____、_____和_____三种。

　　13.磁盘的平均存取时间由_____、_____和_____三部分构成。

　　14.CPU的数据通路的时钟周期长度包括Clk—to-Q时间(也叫锁存延迟)、所有操作元件中最长操作延迟时间、_____和_____等四个部分。

　　15.I/O端口的编址方式有_____和_____两种方式。

　　16.在Intel处理器中将外部中断分为_____中断和_____中断两类。

　　三、名词解释题：本大题共5小题，每小题3分，共15分。

　　17.标志寄存器

　　18.总线宽度

　　19.随机存取存储器RAM

　　20.微地址

　　21.DMA控制器

　　四、简答题：本大题共4小题，每小题5分，共20分。

　　22.试说明在计算机系统的层次化结构中，最终用户、应用程序员、系统管理员和系统程序员分别与操作系统、汇编程序、编译程序和应用程序这四个程序的哪一个相对应?

　　23.汉字字符的编码有哪三类?简述各类编码的作用，并分别列举一个实际的编码。

　　24.在浮点数加减法中对阶的目的是什么?对阶原则是什么?

　　25.试比较变址寻址方式和基址寻址方式的异同。

　　五、计算题：本大题共3小题，第26、27小题各6分，第28小题4分，共16分。

　　26.某计算机的时钟周期为2.5ns，指令集中有A〜D四种不同类型的指令，这四类指令的平均CPI分别为3、2、4、5。某高级语言程序P经两个不同版本的编译程序，编译成了两种不同的指令序列X1和X2，两个指令序列包含的指令情况如下表所示。

　　(1)该计算机的峰值MIPS是多少?

　　(2)X1和X2的执行时间分别是多少?

　　(3)X1和X2的平均CPI分别是多少?

　　27.将十进制数20.59375转换为IEEE754的单精度(32位)浮点数格式，要求最后格式用十六进制数表示。注：1EEE754单精度浮点数的计数公式为(-1)5×1.f×2e-127

　　28.PCI-Express×8输入/输出传输总线具有8个通路，每个通路都有发送和接收两个方向的传送信号线，发送和接收的速率都为2.5Gb/s，数据在传送时，每个有效信息字节被转换成lObit后进行传输，试计算该总线传输有效信息的总带宽，要求单位为GB/S。

　　六、综合题：本大题共2小题，每小题12分，共24分。

　　29.某计算机字长16位，采用16位定长指令格式，部分数据通路结构如图所示。假设MAR的输出一直处于使能状态。

　　(1 )逻辑指令“ANDR1，R2”在执行阶段需要多少个节拍?

　　(2)写出每个节拍的功能和有效控制信号。

　　注：该指令功能为R1的内容与R2的内容执行逻辑“与”运算，结果送入R1中。

　　30.某计算机主存地址空间大小16MB，按字节编址。主存与Cache之间采用直接映射方式，块大小为512字节。Cache数据区大小为16KB。

　　(1)该cache共有多少行?

　　(2)主存地址需多少位?如何划分?要求说明每个字段的含义、位数和在主存地址中的位置。