本科生期末试卷 二
一．选择题（每小题1分，共10分）
1六七十年代，在美国的______州，出现了一个地名叫硅谷。该地主要工业是______它也是______的发源地。
A 马萨诸塞 ，硅矿产地，通用计算机
B 加利福尼亚，微电子工业，通用计算机
C加利福尼亚，硅生产基地，小型计算机和微处理机
D加利福尼亚，微电子工业，微处理机
2若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。
A 阶符与数符相同为规格化数
B 阶符与数符相异为规格化数
C 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数
D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数
3定点16位字长的字，采用2的补码形式表示时,一个字所能表示的整数范围是______。
A -215 ~ +（215 -1） B -（215 –1）~ +（215 –1）
C -（215 + 1）~ +215 D -215 ~ +215
4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______。
A 64，16 B 16，64 C 64，8 D 16，16 。
5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 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
6用某个寄存器中操作数的寻址方式称为______寻址。
A 直接 B 间接 C 寄存器直接 D 寄存器间接
7流水CPU 是由一系列叫做“段”的处理线路所组成，和具有m个并行部件的CPU相比，一个 m段流水CPU______。
A 具备同等水平的吞吐能力 B不具备同等水平的吞吐能力
C 吞吐能力大于前者的吞吐能力 D吞吐能力小于前者的吞吐能力
8描述PCI总线中基本概念不正确的句子是______。
计算机的工作原理A HOST 总线不仅连接主存，还可以连接多个CPU
B PCI 总线体系中有三种桥，它们都是PCI 设备
C 以桥连接实现的PCI总线结构不允许许多条总线并行工作
D 桥的作用可使所有的存取都按CPU 的需要出现在总线上
9计算机的外围设备是指______。
A 输入/输出设备 B 外存储器
C 远程通信设备 D 除了CPU 和内存以外的其它设备
10中断向量地址是：______。
A 子程序入口地址 B 中断服务例行程序入口地址
C中断服务例行程序入口地址的指示器 D 中断返回地址
二. 填空题 （每题3分，共15分）
1 为了运算器的A. _____，采用了B. _____进位，C. _____乘除法和流水线等并行措施。
2 相联存储器不按地址而是按A. ______访问的存储器，在cache中用来存放B. ______，在虚拟存储器中用来存放C. ______。
3 硬布线控制器的设计方法是：先画出A. ______流程图，再利用B. ______写出综合逻辑表达式，然后用C. ______等器件实现。
4 磁表面存储器主要技术指标有A.______，B. ______，C. ______，和数据传输率。
5 DMA 控制器按其A. ______结构，分为B. ______型和C. ______型两种。
三．（9分）求证：[X]补+ [ Y ]补 = [ X + Y ]补 （mod 2）
四．（9分）某计算机字长32位，有16个通用寄存器，主存容量为1M字，采用单字长二地址指令，共有64条指令，试采用四种寻址方式（寄存器、直接、变址、相对）设计指令格式。
五．（9分）如图B2.1表示使用快表（页表）的虚实地址转换条件，快表存放在相联存贮器中，其中容量为8个存贮单元。问：
（1）当CPU 按虚拟地址1去访问主存时，主存的实地址码是多少？
（2）当CPU 按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地址码是多少？
（3）当CPU 按虚拟地址3去访问主存时，主存的实地址码是多少？
页号 | 该页在主存中的起始地址 | 虚拟地址 页号 页内地址 | |||
33 25 7 6 4 15 5 30 | 42000 38000 96000 60000 40000 80000 50000 70000 | 1 2 3 | 15 | 0324 | |
7 | 0128 | ||||
48 | 0516 | ||||
图B2.1
六．（10分）假设某计算机的运算器框图如图B2.2所示，其中ALU为16位的加法器，SA 、SB为16位暂存器，4个通用寄存器由D触发器组成，Q端输出，
其读写控制如下表所示：
读控制 写控制
R0 | RA0 | RA1 | 选择 | W | WA0 | WA1 | 选择 | |
1 1 1 1 0 | 0 0 1 1 x | 0 1 0 1 x | R0 R1 R2 R3 不读出 | 1 1 1 1 0 | 0 0 1 1 x | 0 1 0 1 x | R0 R1 R2 R3 不写入 | |
要求：（1）设计微指令格式。
（2）画出ADD，SUB两条指令微程序流程图。
七．（9分）画出单机系统中采用的三种总线结构。
八．（9分）试推导磁盘存贮器读写一块信息所需总时间的公式。
图B2.2
本科生期末试卷二答案
一．选择题
1. D 2. C 3. A 4. D 5. A
6. C 7. A 8. C 9. D 10. C
二． 填空题
1.A.高速性 B.先行 C.阵列。
2.A.内容 B.行地址表 C.页表和段表。
3.A.指令周期 B.布尔代数 C.门电路、触发器或可编程逻辑。
4.A.存储密度 B.存储容量 C.平均存取时间。
5.A.组成结构 B.选择 C.多路。
三． 解：（1）x > 0 , y > 0 , 则x + y > 0
[X]补+ [ Y ]补 = x + y =[ X + Y ]补 （mod 2）
(2) x > 0 , y < 0 , 则x + y > 0 或x + y < 0
因为 [X]补= x , [ Y ]补 = 2 + y
所以[X]补+ [ Y ]补 = x + 2 + y = 2 + （x + y）
当x+y>0时，2+(x+y)>2，进位2必丢失，又因(x+y)>0,所以
[X]补+ [ Y ]补 =x+y= [ X + Y ]补 （mod 2）
当x+y<0时，2+(x+y)<2，又因(x+y)<0,所以
[X]补+ [ Y ]补 =x+y= [ X + Y ]补 （mod 2）
（3）x < 0 , y > 0 , 则x + y > 0 或x + y < 0
这种情况和第2种情况一样，把x和y的位置对调即得证。
（4）x < 0 , y < 0 , 则x + y < 0
因为 [X]补= 2 + x , [ Y ]补 = 2 + y
所以[X]补+ [ Y ]补 = 2 + x + 2 + y = 2 + （2 + x + y）
上式第二部分一定是小于2大于1 的数，进位2必丢失，又因（x+y）<0
所以[X]补+ [ Y ]补 = 2 + （x + y）= [ X + Y ]补 （mod 2）
四．解：64条指令需占用操作码字段（OP）6位，源寄存器和目标寄存器各4位，寻址模式（X）2位，形式地址（D）16位，其指令格式如下：
31 26 25 22 21 18 17 16 15 0
OP | 目标 | 源 | X | D |
寻址模式定义如下：
X= 0 0 寄存器寻址 操作数由源寄存器号和目标寄存器号指定
X= 0 1 直接寻址 有效地址 E= (D)
X= 1 0 变址寻址 有效地址 E= (Rx)＋D
X= 1 1 相对寻址 有效地址 E=（PC）＋D
其中Rx为变址寄存器（10位），PC为程序计数器（20位），位移量D可正可负。该指令格式可以实现RR型，RS型寻址功能。
五．解：（1） 用虚拟地址为1的页号15作为快表检索项，查得页号为15的页在主存中的起始地址为80000，故将80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加，求得主存实地址码为80324。
（2）主存实地址码 = 96000 + 0128 = 96128
（3）虚拟地址3的页号为48，当用48作检索项在快表中检索时，没有检索到页号为48的页面，此时操作系统暂停用户作业程序的执行，转去执行查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不存在，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其在主存中的起始地址写入快表。
六．解：微命令字段共12位，微指令格式如下：
1 2 1 2 1 1 1 1 1 1
R | RA0RA1 | w | WA0WA1 | LDSA | LDSB | SB->ALU | SB->ALU | CLR | ~ | P字段 | 下址字段 |
各字段意义如下：
R— 通用寄存器读命令
W—通用寄存器写命令
.RA0RA1—读R0—R3的选择控制。
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