福建师范大学数学与计算机科学学院。
2013---2014第一学期期中考试卷。
专业： 电子信息年级： 11
课程名称： 计算机组成原理任课教师： 陈家祯
试卷类别：开卷（ ）闭卷。
考试时间： 2013 年 11 月 11 日午点分。
学号姓名。一、填空题(每空1 分，共39 分)
1．计算机系统是由一个硬件和软件组成的多层次结构。
2. 随大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，现在已经可以将许多复杂、常用的程序制作成固件 ，从功能上说是软件，从形态上说是硬件。
3．在计算机系统中，数的真值变成机器**时有原码表示法、 补码表示法、和移码表示法。其中浮点数的阶码主要采用移码表示，以利于比较两个指数的大小和对阶操作。
4．对存储器的要求是a. _容量大，b. _速度快，c.
_成本低。为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。在计算机系统中，存储器通常采用由高速缓冲存储器 、 主存储器和外存储器构成的多级存储器体系结构，cpu能直接访问高速缓冲存储器 、主存储器但不能直接访问外存储器；cpu和cache之间的数据交换是以字为单位，cache和主存之间的数据交换是以块为单位，为了追求高速，cache的所有功能全部由__硬件___实现；cache的替换算法主要有_最不经常使用算法、__近期最少使用算法和随机替换，其中_近期最少使用算法__算法有利于保护刚拷贝到cache中的新数据行；cpu执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知cache存储周期为50ns， 主存存储周期为250ns，平均访问时间为60ns。
5．机器字长是指计算机能直接处理的二进制数据的位数，它决定了计算机的运算精度 。单字长指令中指令字长度等于机器字长的指令。
6．指令格式中通常由操作码字段和地址码字段组成。其中操作码字段表征指令的特性与功能；形成指令地址的方式，称为a.指令寻址方式，有b.
_顺序寻址和c. 跳跃寻址；一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统 ，一个较完善的指令系统应当包括数据处理 、 数据存储 、 数据传送程序控制四大类指令。
二、单项选择题(共18分)
1.某计算机字长16位，它的存贮容量是64kb，若按字编址，那么它的寻址范围是（ b ）。
a. 64k b. 32k c. 64kb d. 32 kb
2.. 双端口存储器在___b___情况下会发生读/写冲突。
a. 左端口与右端口的地址码不同。
b. 左端口与右端口的地址码相同。
c. 左端口与右端口的数据码不同。
d. 左端口与右端口的数据码相同。
3. 寄存器间接寻址方式中，操作数处在__b___
a. 通用寄存器 b. 主存单元 c. 程序计数器 d. 堆栈。
4.程序控制类指令的功能是__d___
a 进行算术运算和逻辑运算
b 进行主存与cpu之间的数据传送
c 进行cpu和i / o设备之间的数据传送
d 改变程序执行顺序
5.指令系统采用不同寻址方式的目的是__b___
a 实现存贮程序和程序控制；
b 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性；。
c 可直接访问外存；
d 提供扩展操作码的可能并降低指令译码的难度；
6.如果浮点数尾数用补码表示，则判断下列哪一项的运算结果是规格化数__c___
a 1.11000 b 0.01110 c 1.00010 d0.01010
7.在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有__c___它一般用___来实现。
a.译码电路与非门 b.编码电路或非门。
c.溢出判断电路异或门 d.移位电路与或非门。
8.[x]补=当满足__a___时，x > 1/2成立。
至少有一个为1 任意。
至少有一个为1 任意。
9．在定点计算机中，两个原码表示的数相乘，乘积符号的运算规则是( c )
a.用原码表示乘数与被乘数，直接相乘 b.符号位连同绝对值一起相乘。
c. 同号相乘为正，异号相乘为负
d.取操作数绝对值相乘，乘积符号与乘数符号相同。
10. 动态ram的特点是（ c ）。a 工作中存储内容会发生变化 b 工作中需动态改变访存地址。
c 每次读出后，需重写一次 d 每隔一定时间，需按行执行一次假读操作。
11. 高速缓冲存储器cache一般采取（ a ）。
a、随机存取方式 b、只写不读存取方式。
c、不读不写存取方式 d、只读不写存取方式。
12． 零地址指令的操作数一般隐含在( c )中。
a.磁盘 b.磁带 c.寄存器d.光盘。
13.下列说明中正确的是（ d ）
a.多体交叉存储器主要解决扩充容量问题。
b. cache和主存统一编址，cache地址空间是主存地址空间的一部分。
c．sram存储技术提高了计算机的速度。
d．cache的功能全部由硬件实现
14．存储单元是指（ c ）。
a 存放一个二进制信息位的存贮元。
b 存放一个机器字的所有存贮元集合。
c 存放一个字节的所有存贮元集合。
d 存放两个字节的所有存贮元集合；
15．某sram芯片，存储容量为64k×16位，该芯片的地址线和数据线数目为（ d ）。
a 64，16 b 16，64 c 64，8 d 16，16 。
16．交叉存贮器实质上是一种___存贮器，它能___执行___独立的读写操作。（ a ）
a 模块式，并行，多个b 模块式串行，多个。
c 整体式，并行，一个d 整体式，串行，多个。
17．用某个寄存器中操作数的寻址方式称为__c___寻址。
a 直接 b 间接 c 寄存器直接 d 寄存器间接。
18．在主存储器中，存储周期是指（ d ）
a. 可随意访问存储器
b.按随机文件访问存储器
c.可对存储器进行读出与写入
d. 连续启动两次读操作所需间隔的最小时间。
三、计算题 (共21分)
1．设机器字长16位，定点表示，尾数15位，数符1位，问：
1） 定点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？
2） 定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？
3） 定点补码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？
（4）定点补码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？
2. 设[x]补=01111，[y]补=11101，用带求补器的补码阵列乘法器求出乘积[x·y]补=？
解：设最高位为符号位，输入数据为[ x ]补 = 01111 [ y ]原 = 11101
[ y ]补 = 10011
算前求补器输出后： x = 1111 y = 1101
0 0 0 0乘积符号位运算：
1 1 1 1x0⊕y0 = 0⊕1 = 1
算后求补级输出为00111101，加上乘积符号位1，最后得补码乘积值为。
利用补码与真值的换算公式，补码二进制数的真值是：
x×y = 1×28 + 1×25 + 1×24 + 1×23 + 1×22 + 1×20 = 195
十进制数乘法验证： x×y = 15）×（13）= 195
3.某微机指令格式如下所示：
格式中 d 为位移量，x为寻址方式特征值：
x=00 , 直接寻址；
x=01, 用变址寄存器r1进行变址。
x=10, 用变址寄存器r2进行变址。
x=11, 相对寻址。
设（pc）=1234h，（r1）=0037h,(r2)=1122h,(.h代表十六进制数)，请确定如下指令的有效地址：
（1）4420h (2) 2244h (3)1322h (4)3521h (5)6723h
解：1）x=00 , d=20h ,有效地址e=20h
2) x=10 , d=44h ,有效地址e=1122h+44h=1166h
3) x=11 , d=22h ,有效地址e=1234h+22h=1256h
4) x=01 , d=21h ,有效地址e=0037h+21h=0058h
5) x=11 , d=23h ,有效地址 e=1234h+23h=1257h
四．综合题 （共22分）
1、设主存容量为1024kb，cache容量为16kb，每块有16个字，每字32位。
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