计算机组成原理本科生期末试卷

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2024年3月31日发(作者：)

本科生期末试卷（一）

二、填空题（每小题2分，共20分）

1 字符信息是符号数据，属于处理（ ）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位

的（ ）码。

2 按IEEE754标准，一个32位浮点数由符号位S（1位）、阶码E（8位）、尾数M（23

位）三个域组成。其中阶码E的值等于指数的真值（ ）加上一个固定的偏移值（ ）。

3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（ ）并行技

术，后者采用（ ）并行技术。

4 虚拟存储器分为页式、（ ）式、（ ）式三种。

5 安腾指令格式采用5个字段：除了操作码（OP）字段和推断字段外，还有3个7位的

（ ）字段，它们用于指定（ ）2个源操作数和1个目标操作数的地址。

6 CPU从内存取出一条指令并执行该指令的时间称为（ ），它常用若干个（ ）来表

示。

7 安腾CPU中的主要寄存器除了128个通用寄存器、128个浮点寄存器、128个应用寄存

器、1个指令指针寄存器（即程序计数器）外，还有64个（ ）和8个（ ）。

8 衡量总线性能的重要指标是（ ），它定义为总线本身所能达到的最高传输速率，单

位是（ ）。

9 DMA控制器按其结构，分为（ ）DMA控制器和（ ）DMA控制器。前者适用于高速设

备，后者适用于慢速设备。

10 64位处理机的两种典型体系结构是（ ）和（ ）。前者保持了与IA-32的完全兼

容，后者则是一种全新的体系结构。

三、简答题（每小题8分，共16分）

1 CPU中有哪几类主要寄存器，用一句话回答其功能。

2 指令和数据都用二进制代码存放在内存中，从时空观角度回答CPU如何区分读出的代

码是指令还是数据。

四、计算题（10分）

设x=-15，y=+13，数据用补码表示，用带求补器的阵列乘法器求出乘积x×y，并用十

进制数乘法进行验证。

五、证明题（12分）

用定量分析方法证明多模块交叉存储器带宽大于顺序存储器带宽。

六、设计题（15分）

某计算机有下图所示的功能部件，其中M为主存，指令和数据均存放在其中，MDR为主

存数据寄存器，MAR为主存地址寄存器，R0～R3为通用寄存器，IR为指令寄存器，PC为程

序计数器（具有自动加1功能），C、D为暂存寄存器，ALU为算术逻辑单元，移位器可左移、

右移、直通传送。

⑴将所有功能部件连接起来，组成完整的数据通路，并用单向或双向箭头表示信息传送

方向。

⑵画出“ADD R1，（R2）”指令周期流程图。该指令的含义是将R1中的数与（R2）指

示的主存单元中的数相加，相加的结果直通传送至R1中。

⑶若另外增加一个指令存贮器，修改数据通路，画出⑵的指令周期流程图。

七、分析计算题（12分）

如果一条指令的执行过程分为取指令、指令译码、指令执行三个子过程，每个子过程时间都

为100ns。

⑴请分别画出指令顺序执行和流水执行方式的时空图。

⑵计算两种情况下执行n=1000条指令所需的时间。

⑶流水方式比顺序方式执行指令的速度提高了几倍？

科生期末试卷（一）

一、选择题（每小题1分，共15分）

1 从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属

于（冯?诺依曼）计算机。

2 某机字长32位，其中1位表示符号位。若用定点整数表示，则最小负整数为（-(231-1)

）。

3 以下有关运算器的描述，（ 算术运算与逻辑运算）是正确的。

4 EEPROM是指（ 电擦除可编程只读存储器）。

5 常用的虚拟存储系统由（ 主存-辅存）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面

存储器。

6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（两个通用寄存器 ）。

7 当前的CPU由（控制器、运算器、cache）组成。

8 流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比，

一个m段流水CPU的吞吐能力是（具备同等水平）。

9 在集中式总线仲裁中，（独立请求）方式响应时间最快。

10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（程序计数器）。

11 从信息流的传输速度来看，（单总线 ）系统工作效率最低。

12 单级中断系统中，CPU一旦响应中断，立即关闭（ 中断屏蔽 ）标志，以防止本次

中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。

13 安腾处理机的典型指令格式为（ 41位）位。

14 下面操作中应该由特权指令完成的是（从用户模式切换到管理员模式）。

15 下列各项中，不属于安腾体系结构基本特征的是（超线程）。

二、简答题（每小题8分，共16分）

1 假设主存容量16M×32位，Cache容量64K×32位，主存与Cache之间以每块4×32

位大小传送数据，请确定直接映射方式的有关参数，并画出内存地址格式。

2 指令和数据都用二进制代码存放在内存中，从时空观角度回答CPU如何区分读出的代

码是指令还是数据。

本文标签： 指令执行存储器寄存器方式