中国海洋大学计算机组成原理-期末模拟-参考答案

中国海洋大学2017 春季学 期末模拟考试试卷 信息科学与工程 学院计算机组成原理课程试题(A卷)优选专业年级 计算机科学与技术2007级 学号 姓名 授课教师 座号 共3页 第1页考试说明：本课程为开卷考试，可携带绘图文具，满分为：100分。题号一二三四五六总分得分一、选择恰当的答案(每题1分，共20分) 1 下列说法中_C_是正确的。A加法指令的执行周期一定要访存；B加法指令的执行周期一定不访存；C指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存；D指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期不一定访存。2. 垂直型微指令的特点是_C_。A.微指令格式垂直表示;B.控制信号经过编码产生;C.采用微操作码; D.采用微指令码 3. 常用的虚拟存储器寻址系统由_A_两级存储器组成。 A主存辅存； BCache主存； CCache辅存； D主存硬盘。4 float型数据采用IEEE 754单精度浮点数格式表示，若编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且x=-8.25，则FR1的内容是_ A _ A.C104 0000H B.C242 0000H C.C184 0000H D.C1C2 0000H5浮点数的表示范围和精度取决于_C_。A阶码的位数和尾数的机器数形式；B阶码的机器数形式和尾数的位数；C阶码的位数和尾数的位数； D阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。6下列叙述中_B_是正确的。A.控制器产生的控制信号称为微指令; B.微程序控制器比硬布线控制器更加灵活；C.微处理器的程序称为微程序； D.指令就是微指令。7下列器件中存取速度最快的是_C_。ACache； B主存； C寄存器； D辅存。8直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度，由快至慢的排序是_C_。A直接、立即、间接； B直接、间接、立即；C立即、直接、间接； D立即、间接、直接。9计算机中表示地址时，采用_D_。A原码； B补码； C反码； D无符号数。10微程序放在_B_中。A存储器控制器； BCPU； C主存储器； DCache。共3页 第2页11在CPU的寄存器中，_B_对用户是完全透明的。A程序计数器；B指令寄存器；C状态寄存器；D通用寄存器。12以下叙述中错误的是_B_。A.指令周期的第一个操作是取指令; B.为了进行取指令操作，控制器需要得到相应的指令;C.取指令操作是控制器自动进行的; D.指令第一字节含操作码。13主存和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是_A_。A解决CPU和主存之间的速度匹配问题；B扩大主存容量；C既扩大主存容量，又提高了存取速度； D扩大辅存容量。14下列_D_种说法有误差。A任何二进制整数都可用十进制表示；B任何二进制小数都可用十进制表示；C任何十进制整数都可用二进制表示；D任何十进制小数都可用二进制表示。15某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是_B_。A128K；B64K；C64KB；D128KB。16指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是_B_。A可降低指令译码难度；B缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性；C实现程序控制； D寻找操作数。17下列叙述中_A_是正确的。A主存可由RAM和ROM组成；B主存只能由ROM组成；C主存只能由RAM组成； D主存只能由SRAM组成。18某机字长8位，采用补码形式（其中1位为符号位），则机器数所能表示的范围是_C_。A-127 127； B-128 +128； C-128 +127； D-127 +128。19Cache的地址映象中_B_比较多的采用“按内容寻址”的相联存储器来实现。A直接映象；B全相联映象；C组相联映象；D以上都有。20在控制器的控制信号中，相容的信号是_C_的信号。A可以相互替代；B可以相继出现；C可以同时出现；D不可以同时出现。二、填空题（每空1分，共计20分）1设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为_2127(1-2-23)_，最小正数为_2-129_，最大负数为_-2-128(2-1+2-23)_，最小负数为_-2127_。2CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为_IR(或指令寄存器)_；保存下一条指令地址的寄存器为_ PC(或程序计数器)_；保存CPU访问地址的寄存器为_ AR(或地址寄存器)_。3微指令格式可分为_水平_型和_垂直_型两类，其中_垂直_型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。4在写操作时，对Cache与主存单元同时修改的方法称作_写通法(或写直达法)_，若每次只暂时写入Cache，直到替换时才写入主存的方法称作_写回法(或标志交换)_。5在小数定点机中，采用1位符号位，若寄存器内容为10000000，当它分别表示为原码、补码和反码时，其对应的真值分别为_-0_、_-1_和_-(1-2-7)(或-127/128)_（均用十进制表示）。6十进制负数: -102/27 (注：27为分母),原码表示为_11100110_,补码表示为_10011010_,反码表示为_10011001_,移码表示为_无_。(用8位二进制数表示,最高位表示符号位).7全加器可以由_2_个半加器构成.三填对负数求补的一个简易方法是：将符号位置为1，数值部分从低位向高位方向，所遇到的连续若干个“0”及第一个“1”保持不变，比第一个“1”高的各位按位变反即得。试由基本的求补方法推导证明:为什么该简易方法正确？ (共5分) 假设X为负定点小数，则根据补码定义， X补=2+X 其中 -1X0 (1)我们设X=-0.X1X2Xn 根据上述补码定义，得知 X补=2+X=2-0.X1X2Xn 因为2=1.111 + 0.0001 所以X补=1.111 - 0.X1X2Xn + 0.0001 =1.X1X2Xn + 0.0001 (2)假设上述（2）式，X1X2Xn 中X1X2XiXn 假定Xi=1，Xi+1=Xn=0,即满足所遇到的连续若干个“0”及第一个“1”， 则根据（2）式，对Xi=1，Xi+1=Xn求反加1，仍然保持不变。而从X1X2到Xi-1，求反即可。因此本方法简易方法正确。四用定点补码二位乘计算XY,已知X=0.1101, Y=0.1011 (共5分)-(答案见下页)五有一个8位机, CPU提供地址总线16位(A0A15)、数据总线8位(D0D7)及R/控制信号,目前的存储器容量为8KB,其中4KB为ROM,采用2K8位的芯片,其地址范围为0000H0FFFH; 4KB为SRAM,采用4K2位芯片,其地址范围为4000H4FFFH。问：(共20分)(1) 需要的RAM和ROM芯片各多少个？(2) 画出CPU与存储器之间的连接图(采用4-16译码器). 答:(1)需要的RAM芯片4个，需要ROM芯片2个（此题满分得分4分，每个2分）(2) (共16分，其中评分依据：4-16译码器3分，ROM的片选信号4分，数据线3分，控制线3分，地址线3分)六假设指令字长为16位，操作数的地址码为6位，指令有零地址、一地址、二地址三种格式。(共10分)(1) 设操作码固定,若零地址指令有P种,一地址指令有Q种,则二地址指令最多有几种？(2) 采用扩展操作码技术,若二地址指令有X种,零地址指令有Y种,则一地址指令最多有几种？四用定点补码二位乘计算XY,已知X=0.1101, Y=0.1011 (共5分)