计组-期末总复习A套

一、选择题（共10题）

1.冯·诺依曼型计算机的核心思想是（ D ）。

A. 二进制运算

B. 有存储信息的功能

C. 运算速度快

D. 存储程序控制

2.0的原码可以用（ B ）表示。

A. 11111111

B. 10000000

C. 01111111

D. 11000000

3.目前在小型和微型计算机里普遍采用的字符编码是（ C ）。

A. BCD码

B. 十六进制代码

C. ASCII码

D. 汉明码

4.执行一条一地址的加法指令共需要（ B ）次访问主存（含取指令）。

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

解析：1.取指令：从主存中读取指令。2.访问操作数：从主存中读取所需的操作数。

5.在双符号位判断溢出的方案中，出现正溢时，双符号位应当为（ B ）。

A. 00

B. 01

C. 10

D. 11

解析：不管是否发生溢出，高位符号位代表了数真正的符号。即当双符号位为00时，无溢出，结果为正数；01时，溢出，结果正溢；10时，溢出，结果负溢；11时，无溢出，结果为负数。

6.存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间称为（ B ）。

A. 存取时间

B. 存取周期

C. CPU周期

D. 机器周期

7.存储器容量为32K×16，则（ C ）。

A. 地址线为16根，数据线为32根

B. 地址线为32根，数据线为16根

C. 地址线为15根，数据线为16根

D. 地址线为16根，数据线为15根

解析：32K表示这个存储器有32 * 1024（即2¹⁵）个存储单元。每个存储单元有16位的数据宽度。

8.指令寄存器的位数取决于（ B ）。

A. 寄存器的容量

B. 指令字长

C. 机器字长

D. 存储字长

9.在微程序控制器中，控制部件向执行部件发出的某个控制信号称为（ D ）。

A. 微程序

B. 微指令

C. 微操作

D. 微命令

解析：微命令是微程序中的基本单位，用于控制计算机硬件执行特定的操作。每个微命令可以触发一个或多个微操作，以实现特定的功能。

10.挂接在总线上的多个设备（ B ）。

A. 只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据

B. 只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据

C. 可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据

D. 可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据

解析：总线是一组能为多个部件分时共享的信息传送线，用来连接多个部件并为之提供信息交换通路。所谓共享，指连接到总线上的所有部件都可通过它传递信息；分时性指某一时刻只允许一个部件将数据发送到总线上。因此，共享是通过分时实现的。

二、填空题（共10空）

1.已知二进制数A=0.1011，B=-0.1110，则[A]_补=0.1011、[B]_补=1.0010、[-B]_补=0.1110、[A+B]_补=1.1101、A+B=-0.0011。

解析：[A]_补是 A 的本身，因为 A 是正数。[-B]_补等于 B 的绝对值，因为 B 是负数。[A+B]_补=[A]_补+[B]_补。

2.指令和指令系统是计算机中最基本的概念。指令是指计算机执行某些操作的命令，一台计算机的所有指令的集合构成该机的指令系统，也称指令集。

3.在多级存储体系中，Cache的主要功能是提高存储速度，虚拟存储器的主要功能是扩大存储容量。

4.微程序控制的计算机中的控制存储器是用来存放微程序的。

解析：微程序由一系列微指令组成，这些微指令用于控制计算机各个硬件部件的操作，以便执行更高级别的机器指令。控制存储器通过提供这些微指令，实现指令的解码和执行过程。

5.系统总线按传输信息的不同分为地址总线、数据总线和控制总线三大类。

三、简答题（共4题）

1.冯·诺依曼结构的计算机由哪几大部件组成？（5分）

答：冯·诺依曼结构的计算机包括五大部件，分别是运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

2.简述浮点加减运算主要需要哪五步？（5分）

答：①比较阶码大小并完成对阶；②尾数加减运算；③结果规格化；④舍入处理；⑤溢出处理。

3.在计算机系统中，CPU外围设备通常有哪五种方式？（5分）

答：①无条件传送方式（简单I/O方式）；②程序查询（轮询）方式；③程序中断方式；④直接内存访问（DMA）方式；⑤通道和输入/输出处理器。

4.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，请问Cache的命中率是多少？把主存块放到Cache中时，主存与Cache有哪三种地址映射方式？（5分）

答：①Cache的命中率：

\begin{aligned} \frac{1900}{(1900+100)}=0.95 \ ; \end{aligned}

②全相联映射方式、直接映射方式、组相联映射方式。

四、计算题（共3题）

1.设基数R=10，x=10^E_^x×M_x=10²×0.5，y=10^E_^y×M_y=10⁴×0.1，用浮点法求x×y，x÷y。（5分）

解：E_x=2，E_y=4，M_x=+0.5，M_y=+0.1

\begin{aligned} x×y&=10^{(E_x+E_y)}×(M_x×M_y)\\ &=10^{2+4}×(0.5×0.1)\\ &=50000\\ \end{aligned}

\begin{aligned} x÷y&=10^{(E_x-E_y)}×(M_x÷M_y)\\ &=10^{2-4}×(0.5÷0.1)\\ &=0.05\\ \end{aligned}

2.已知，X=-1011，Y=-0111，设机器数采用6位定点整数补码表示，其中包含2位符号位。（5分）

（1）用双符号位法，即变形补码计算[X]_补+[Y]_补。

（2）判断运算结果是否有溢出；若有溢出，属于什么溢出？

解：①[X ]_{补}=11,0101\ \ [Y]_{补}=11,1001

\begin{aligned} [X]_{补}\ \ &\ \ 11,0101\\ +\ \ \ [Y]_{补}\ \ & \ \ 11,1001\\ \hline [X+Y]_{补}\ \ & \ \ 10,1110\\ \\ [X]_{补}+[Y]_{补}&=[X+Y]_{补}\\ &=10,1110 \end{aligned}

②两个符号位出现“10”，表示负溢出。

3.请利用乘法算法中的原码一位乘法计算定点数X=-0.1110与定点数Y=-0.1101相乘的结果，即计算X·Y，结果用二进制形式表示即可。（10分）

解：[X]_原=1.1110，X的绝对值X*=0.1110，符号位X₀=1；[Y]_原=1.1101，Y的绝对值Y*=0.1101，符号位Y₀=1

[X·Y]_原数值部分计算如下：

\begin{array}{cl|l|} &\text{部分积} & \text{乘数}\\ \hline\ & 0.0000 &110\underline{\underline{1}}\\ +& 0.1110 \\ \hline & 0.1110\\ \to&0.0111 &011\underline{\underline{0}}\\ +& 0.0000\\ \hline &0.0111 & 0\\ \to&0.0011 &101\underline{\underline{1}}\\ +&0.1110 \\ \hline &1.0001 &10\\ \to&0.1000 &110\underline{\underline{1}}\\ +& 0.1110\\ \hline &1.0110 &110\\ &0.1011 &0110 \end{array}

∵乘积的符号位：X_0\bigoplus Y_0=1 \bigoplus1

∴[X·Y]_原=0.10110110，即X·Y=0.10110110

五、设计题（共1题）

设CPU有16根地址线（A₁₅~A₀）、8根数据线（D₇~D₀），并用\overline{\rm MREQ}作为访存控制信号（低电平有效），用\overline{\rm WR}作为读/写控制信号（高电平为读、低电平为写）。现有下列存储芯片：1K×4位RAM、4K×8位RAM、8K×8位RAM、2K×8位ROM、4K×8位ROM、8K×8位ROM及各种门电路（图未画出）和74138译码器（图未画出）。请在已给CPU示意图（图未画出）的基础上，画出CPU与存储器的连接图，要求主存的地址空间满足下述条件：最小8K地址为系统程序区，与其相邻的16K地址为用户程序区，最大4K地址空间为系统程序工作区。详细画出存储芯片的片选逻辑并指出芯片的种类及片数。（20分）

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