本科生期末试卷十四
一、 选择题（每小题1分，共10分）
1． 某寄存器中的值有时是地址，因此只有计算机的______才能识别它。
A.译码器 B.判别程序 C.指令 D.时序信号 2． 若[X]补=11010011，则X的十进制数真值是______。
A.71 B.48 C.65 D.63
3． 按其数据流的传送过程和控制节拍来看，陈列乘法器可认为是______。
A.全串行运算的乘法器 B.全并行运算的乘法器 C.串-并行运算的乘法器 D.并-串行运算的乘法器 4． 存贮单元是指______。
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 5． 相联存贮器是按______进行寻址的存贮器。
A.地址指定方式 B.堆栈存取方式 C.内容指定方式 D.地址指定与堆栈 6． 寄存器间接寻址方式中，操作数处在______。
A.通用寄存器 B.主存单元 C.程序计数器 D.堆栈 7． 下面描述的RISC机器基本概念中不正确的句子是______。
A.RISC机器不一定是流水CPU B.RISC机器一定是流水CPU C.RISC机器有复杂的指令系统 D.CPU配置很少的通用寄存器 8． 描述当代流行总线结构中基本概念不正确的句子是______。
A.当代流行总线的结构不是标准总线
B.当代总线结构中，CPU和它私有的cache一起作为一个模块与总线相连 C.系统中只允许有一个这样的CPU模块
9． CRT的分辨率为1024×1024像素，像素的颜色数为256，则刷新存储器的容量是
______。
A.512KB B.1MB C.256KB D.2MB
10． 一台计算机对n个数据源进行分时采集，送入主存，然后分时处理。采集数据时，
最好的方案是使用______。
A.堆栈缓冲区 B.一个指针的缓冲区
C.两个指针的单缓冲区 D.n个指针的n个缓冲区
二、 填空题（每小题3分，共15分）
1． 计算机系统中的存储器分为A______和B______。在CPU执行程序时，必须将指
令存放在C______中。
2． 为了实现运算器的A______，采用了B______进位、C______乘除法等并行技术。 3． 闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性以及A______能力，为现有的B_____
_体系结构带来巨大变化，因此作为C______用于便携式电脑中。
4． 硬布线控制器的设计方法是：先设计A______流程图，再利用B______写出综合
逻辑表达式，然后用C______等逻辑电路实现。
5． CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为A______，保存当前正在执行的指令
的地址的寄存器为B______，保存CPU访存地址的寄存器为C______。
三、（10分）设有两个浮点数N=2
1
j1
×S1，N2=2×S2，其中阶码2位，阶符1位，尾数4
j2
位，数符1位。设
j1=(-10)2 S1=(+0.1001)2 j2=(+10)2 S2=(+0.1011)2
求N1×N2，写出运算步骤及结果，积的尾数占4位，要规格化结果，根据原码阵列 乘法器的计算步骤求尾数之积。
四、（9分）CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为3800次，主存完成存取的次
数为200次，已知cache存取周期为50ns，主存为250ns，求cache / 主存系统的效率和平均访问时间。
五、（9分）指令格式结构如下，试分析指令格式及寻址方式特点。
15 10 7 4 3 0 OP － 源寄存器 位移量（16位） 变址寄存器 六、（10分）已知MOV，ADD，COM，ADT四条指令微程序流图B14.1，已知P（1）
M?IR P2 0000 1000 rs-->rd rs +rd?rd 1001 rs-->rd 1010 1011 R2 +R1?R2 1011 R2 +R3?R2 CJ=1 CJ=0 P(2) 1011 R2 +R1?R2
图B14.1
的条件是指令寄存器OP字段，即IR0，IR1，P（2）的条件码是进位寄存器CJ，请设计画出微程序控制器地址转移逻辑图。
本科生期末试卷十四答案
一、选择题
1．C 2．C 3．B 4．B 5．C 6．B 7．A C D 8．A C 9．B 10．D
二、填空题
1．A．内存 B．外存 C．内存 2．A．高速性 B．先行 C． 阵列
3．A．瞬间启动 B．存储器 C．固态盘
4．A．指令周期 B．布尔代数 C．门电路和触发器
5．A．指令寄存器IR B．程序计数器PC C．内存地址寄存器AR
三、解：浮点乘法规则：
N1×N2=(2j1×S1)×(2j2×S2)=2(j1+j2)×(S1×S2) （1） 阶码求和：j1+j2=0
（2） 尾数相乘：符号位单独处理，积的符号位=0⊕0=0 0.1001 ×0.1011 1001 1001 0000 1001
0. 011 00011
（3） 尾数规格化、舍入（尾数4位）
N1×N2=(+0.01100011)2=(+0.1100)2×2(-01)2
四、解 ：命中率 H = Ne / （NC + Nm） = 3800 / (3800 + 200) = 0.95
主存慢于cache的倍率 ：r = tm / tc = 250ns / 50ns = 5
访问效率 ：e = 1 / [r + (1 – r)H] = 1 / [5 + (1 – 5)×0.95] = 83.3% 平均访问时间 ：ta = tc / e = 50ns / 0.833 = 60ns
五、解：指令格式与寻址方式特点如下：
（1） 二地址指令，用于访问存储器。操作码字段可指定64种操作。 （2） RS型指令，一个操作数在通用寄存器（共16个），另一个操作数在主存中。 （3） 有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（共16个）内容加
上位移量。
六、解：从流程图B14.1看出，P（1）处微程序出现四个分支，对应四个微地址。为此用
OP码修改微地址寄存器的最后两个触发器即可。在P（2）处微程序出现2路分支，对应两个微地址，此时的测试条件是进位触发器Cj的状态。为此用Cj修改μA2即可。转移逻辑表达式如下： μA0=P1·T4·IR6,
μA1=P1·T4·IR7,
μA2=P2·T4·Cj。由此可画出微地址转移逻辑。如图B14.3所示。
图B14.4
七、解：当扫描仪和打印机同时产生一个事件时，IRQ上的请求是扫描仪发的。因为这种
链路排队的设备只有当其IEI高时，才能发出中断请求，并且该设备有中断请求时其IEO为低，因此其后的设备就不可能发出中断请求信号。但是若扫描仪接口中的屏蔽触发器被置位即被屏蔽，则IEO上的请求信号将是打印机发出的。
八、解：2400转 / 分 = 40转 / 秒
平均等待时间为：1 / 40 × 0.5 = 12.5（ms） 磁盘存取时间为：60 ms + 12.5ms = 72.5ms
数据传播率： Dr = r N , N = 96K bit , r = 40转 / 秒 Dr = r N = 40 × 96K = 3840K (bit/s)
九、解：
１ ２ ３４ ５ ６ ７８ ９ φ Ｃ４ Ｃ１ Ｃ２ Ｃ３ Ｔ１ Ｔ２ Ｔ３ Ｔ４
CPU周期
CPU周期
图B14.5
如上图中主要电路是一个环形脉冲发生器，它采用循环移位寄存器形式。
其中T1—T4是四个输出节拍脉冲，根据已知条件，其译码逻辑表达式为： T1=C1·C2 T2=C2 ·C3 T3=C3 ,T4=C1 具体的波形图如图B14.5所示。
十、解：PCI总线结构框图如图B20.3所示：
图B14.6
PCI总线有三种桥，即HOST / PCI桥（简称HOST桥），PCI / PCI桥，PCI / LAGACY桥。
1） HOST总线：该总线又称CPU总线、系统总线、主存总线等，它不仅连接主存，还可以
连接多个CPU
2） PCI总线：连接各种高速的PCI设备。PCI设备可以是主设备也可以是从设备，或者兼
而有之。系统中允许有多余的PCI总线。它们可以使用HOST桥与HOST桥总线相连，也可以使用PCI/PCI桥与已经同HOST桥连接的PCI总线相连。从而可扩充整个系统的PCI总线负载能力。
3） LAGACY总线：可以是ISA、EISA、MCA等性能较低的传统总线，以便充分利用市场
上现有的适配器卡，支持中低速I/O设备。