华南农业大学期末考试试卷（A卷）
2010 - 2011学年第 1 学期 考试科目： 计算机组成原理 考试类型：（闭卷）考试 考试时间： 120 分钟 学号 姓名 年级专业
装题号 得分 评阅人
一 二 三 四 总分 订一、选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
线1． 浮点加法运算中，尾数求和的结果是01.001100，如下规格化处
理正确的是____。
A. 右规1位，结果为00.100110
B. 左规1位，结果为11.011010 C. 左规1位，结果为10.011010 D. 左规2位，结果为00.110100 2． 下列说法不正确的是____。
A. 指令周期是指CPU取出一条指令加上执行这条指令的时间。
得分 B. 双端口存储器采用了两套相互独立的读写电路，实现并行存取。
C. 在cache中，任意主存块均可映射到cache中任意一行，该方法称为全相联映射方式。
D. 菊花链式查询方式的主要缺点是，离中央仲裁器越远的设备，获得总线控制权的几率越高。
3． 下列关于寄存器间接寻址方式操作数所在位置的说法正确的是____。
A. 操作数在指令中 B. 操作数在寄存器中 C. 操作数在内存中 D. 操作数地址在指令中 4． 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是____。
A．每一条机器指令由一条微指令来执行
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B．一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 C．一条微指令由若干条机器指令组成
D．每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行 5．为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用____。
A. 通用寄存器 B. 堆栈 C. 存储器 D. 外存
得分 二、填空题（本大题每空2分，共26分）
1．计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由 ⑴ 、一般 机器级、操作系统级、汇编语言级和高级语言级组成。
2． 有一字长为64位的浮点数，符号位1位；阶码11位，用移码表示；尾数52位，
用补码表示，则它所能表示的最大规格化正数为 ⑵ 。
3． 对存储器的要求是容量大，速度快，成本低。为了解决这方面的矛盾，计算机采
用多级存储体系结构，即使用 ⑶ 。
4． 存储器的刷新操作有集中式刷新和分散式刷新两种方式，后者把每一行的刷新插
入到正常的读/写周期之中，如下图所示，现有一256K?8位的DRAM芯片，其存储体结构中，每行256?8个存储元，如单元刷新间隔不超过8ms，其平均行刷新时间?= ⑷ 。
5． 主存有1024个数据块（B0～B1023），cache有16行（L0～L15），现采用2路组
相联地址映射方式（每组2行），则第200号数据块可映射到cache的 ⑸ 行。
6． 某CPU微程序控制器控存容量为1024×48位，需要分别根据OP字段和ZF条件
码进行分支转移，则P字段和后继地址字段应分别为2位和 ⑹ 位。 7． CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做指令周期，它常常用若干个 ⑺ 来表示，而后者又包含有若干个时钟周期。
8． 某模型机的数据通路如下图所示。R1和R2为通用寄存器，MDR为内存数据寄存
器，MAR为内存地址寄存器，PC为程序计数器，IR为指令寄存器。所有的细单
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线箭头为控制微命令。请填写下表中指令取指阶段T2、T3时钟周期的功能所对应的有效控制信号。
时钟 功能 有效控制信号 装订线 三、计算题T1 MAR<—(PC) PC->IB,IB->MAR T2 MDR<—M PC<—(PC)+1 T3 IR<—(MDR) Data Bus Address Bus MDR →D B DB →M DR RD IB →M DR MDR IB →R 1 R 1 IB →R 2 R 2 IB→ MAR MAR M WR MDR →I B R 1 →I B R 2 →I B Internal Bus PC →I B T 1 IB →T 1 T 2 IB →T 2 PC IB →P C IR IB →I R PC + 1 D →I B ALU +- A →I B
9． 流水线中有三类数据相关冲突：写后读（RAW）相关；读后写（WAR）相关；写
后写（WAW）相关。下面程序中存在 ⑽ 数据相关。 1） I1 SUB R1，R2，R3 ；（R2）-（R3）→R1 2）
I2 ADD R5，R1，R1；（R4）+（R1）→R1
10．总线是构成计算机系统的 ⑾ ，是多个系统功能部件之间进行数据传送的
公共通路。
11．CPU响应中断时应保护的两个关键的硬件状态是 ⑿ 。
12．DMA采用三种传送方式：即：停止CPU访问内存方式、 ⒀ 方式和DMA
与CPU交替访内方式。
（本大题共4小题，共33分）
得分 1． （8分）设机器字长为8位（运算时为9位），已知二进制数X＝－101101，Y＝
100110，, 用变形补码（双符号位）计算X+Y和X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。
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2． （8分） 已知cache存储周期40ns，主存存储周期200ns，cache/主存系统平均访
问时间为50ns，求cache的命中率是多少？并求出该cache/主存系统的效率。 3． （8分） 某采用交叉方式编址的存储器容量为64字，存储模块数为8，M0?M7，
每个模块8个字，起始地址为000000，存储周期为200ns，总线传送周期为50ns。问：
1） 地址为101000的字在哪一个存储模块？
2） 某程序需要连续读出地址为101000～101111的8个字，求所需的时间。 4． （9分）考虑一个单片磁盘，它有如下参数：旋转速率是7200转/分，一面上的磁
道数是30000，每道扇区数是600，找道时间是每横越百条磁道花费1ms。 1） 平均找道时间是多少？ 2） 平均等待时间是多少？ 3） 一扇区的传送时间是多少？
四、分析题（本大题共3小题，共31分）
得分 1． （8分）某机指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
2． （14分）有一个512K×16位的存储器，由128K×8位DRAM芯片构成。DRAM芯片
有
和
信号控制端。CPU的控制信号为R/
(读/写)。问
3） 该存储器能存储多少个字节的信息？
4） 总共需要多少DRAM芯片？需要多少位地址作芯片选择？ 5） 画出该存储器同CPU连接的组成逻辑框图。
3． （9分）某指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）和写回
寄存器堆（WB）5个过程段，各功能段所用的时间分别为120ns、80ns、90ns、100ns和60ns。今有40条指令流过此流水线，求流水线的时钟周期和实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。
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