末试卷B（有答案）
一、选择题
1、某计算机使用4体交叉编址存储器，假定在存储器总线上出现的主存地址（十进制）序列为8005，8006，8007，8008，8001，8002，8003，8004，8000，则可能发生访存冲突的地址对是（ ）。 A.8004和8008 B.8002和8007 C.8001和8008 D.8000和8004
2、下面关于计算机Cache的论述中，正确的是（ ）。
A.Cache是一种介于主存和辅存之间的存储器，用于主存和辅存之间的缓冲存储 B.如果访问Cache不命中，则用从内存中取到的字节代替Cache中最近访问过的字节C.Cache的命中率必须很高，一般要达到90%以上 D.Cache中的信息必须与主存中的信息时刻保持一致 3、有如下C语言程序段：（ ）
short si=-32767；unsigned short usi=si；执行上述两条语句后，usi的值为 A.-32767 B.32767 C.32768 D.32769 4、当满足下列（ ）时，x>-1/2成立。 A.x1必须为l，x2~x4至少有一个为1 B.x1必须为1，x2~x4任意
C.x1必须为0，x2~x4至少有一个为1 D.x1必须为0，X2~x4任意 5、一个浮点数N可以用下式表示： N=mrme，其中，e=rcg；
m：尾数的值，包括尾数采用的码制和数制： e：阶码的值，一般采用移码或补码，整数； Tm：尾数的基； re：阶码的基；
p：尾数长度，这里的p不是指尾数的：进制位数， 当ra=16时，每4个二进制位表示一位尾数；
q：阶码长度，由于阶码的基通常为2，因此，在一般情况下，q就是阶码部分的二进制位数。研究浮点数表示方式的主要目的是用尽量短的字长（主要是阶码字长q和尾数字长的和）实现尽可能大的表述范围和尽可能高的表数精度。根据这一目的，上述6个参数中只有3个参数是浮点数表示方式要研究的对象，它们是（ ）。 A.m、e、rm B. rm、e、rm C.re、p、q D. rm、p、q 6、按数据传送格式，总线常被划分为（ ）。 A.并行总线与串行总线 B.同步总线与异步总线 C.系统总线与外总线 D.存储总线与I /O总线
7、下列有关总线定时的叙述中，错误的是（ ）。
A.异步通信方式中，全互锁协议最慢 B.异步通信方式中，非互锁协议的可靠性最差 C.同步通信方式中，同步时钟信号可由各设备提供 D.半同步通信方式中，握手信号的采样由同步时钟控制 8、计算机硬件能够直接执行的是（ ）。
1.机器语言程序IⅡ.汇编语言程序Ⅲ.硬件描述语言程序入 A.仅I B.仅I、Ⅱ C.仅I、Ⅲ D. I、Ⅱ 、Ⅲ 9、下列描述中，正确的是（ ）。
A.控制器能理解、解释并执行所有指令以及存储结果 B.所有数据运算都在CPU的控制器中完成 C.ALU可存放运算结果
D.输入、输出装置以及外界的辅助存储器称为外部设备 10、关于通用寄存器，下列说法正确的是（ ）。 A.可存放指令的寄存器 B.可存放程序状态字的寄存器
C.本身具有计数逻辑与移位逻辑的寄存器 D.可存放运算结果的寄存器 11、下面是段MIPS指令序列：
add $a3, $s1, $s0 #R[$t3] ←R[$s1] +R($s0] add $t2, $s0, $s3 #R[$t2]←R[$s0] +R [$s3]
Lw $t1,0($t2) #R[$t1] ←M[R[$t2] +0] add $t1, $t1, $t2 #R[$t1] ←R[$t1]+R[$t2] 以上：指令序列中，指令之间发生数据相关？（ ） A.1和2，2和3 B.1和2，2和4
C.1和3，2和3，2和4，3和4 D.1和2，2和3，2和4，3和4
12、假设某指令的一个操作数采用变址寻址方式，变址寄存器中的值为007CH，地址007CH中的内容为0124H，指令中给出的形式地址为B000H，地址B000H中的内容为C000H，则该操作数的有效地址为（ ）。
A.B124H B.Cl24H C.B07CH D.CO7CH 13、在下列寻址方式中，（ ）方式需要先计算，再访问存。 A.相对寻址 B.变址寻址 C.间接寻址 D.A、B
14、传输一幅分辨率为640像素×480像素、65 536色的图片（采用无压缩方式），假设采用数据传输速度为56kbit/s，大约需要的时间是（ ）。 A.34.82s B.42.86s C.85.71s D.87.77s 15、在DMA传送方式中，发出DMA请求的是（ ）。 A.外部设备 B.DMA控制器 C.CPU D.主存
二、填空题
16、计算机系统中，根据应用条件和硬件资源不同，数据传输方式可采用：_______传送、_______传送和_______、传送。
17、计算机软件一般分为两大类：一类叫______,另一类叫______操作系统属于_______类。 18、运算器的两个主要功能是：_______，_______
19、外围设备大体分为输入设备，输出设备，_________设备，_________设备，_________设备五大类。
20、广泛使用的_______和_______都是半导体随机读写存储器，它们共同的缺点是_______ 21、指令字长度有______、______、______三种形式。
22、堆栈是一种特殊的_______寻址方式，它采用_______原理。按构造不同，分为寄存器堆栈和_______堆栈。
23、计算机软件一般分为两大类：一类叫________，另一类叫________操作系统属于________类。
24、寻址方式按操作数的物理位置不同，多使用________型和________型，前者比后者执行速度快。
25、双端口存储器和多模块交叉存储器属于________存储器结构。前者采用________技术，后者采用________技术。
三、名词解释题
26、字长：
27、调相制PM：
28、带宽：
29、微地址：
四、简答题
30、什么是并行处理？
31、假设CPU有20根地址线和32根数据线，试问按字节和字寻址，寻址范围分别是多少？
32、写出浮点数补码规格化形式。当尾数出现什么形式时需要规格化？如何规格化？
33、原理性地说明条件相对转移指令的指令格式和执行步骤。
五、计算题
34、设浮点数字长为16位，其中阶码5位（含一位阶符），尾数11位（含一位数符），将十进制数+13/128写成：二进制定点数和浮点数，并分别写出它在定点机和浮点机中的机器数形式。
35、假设磁盘存储器转速为3000r/min，分8个扇区，每扇区存储1KB，主存与磁盘存储器数据传送的宽度为16位（即每次传送16位）。假设一条指令最长执行时间为25s。
试问：是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么？若不行，应采用什么方案？
36、某计算机的字长为16位，存储器按字编址，访存指令格式为16位，其中5位操作码，3位寻址方式字段，分别表示立即寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址和相对寻址这5种，8位地址码字段。设PC和Rx分别为程序计数器和变址寄存器（其中变址寄存器的位数为16位）。试问： 1）该格式能定义多少种指令？
2）各种寻址方式的寻址范围大小是多少？ 3）写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式。
六、综合题
37、设浮点数字长32位，其中阶码部分8位（含l位阶符），尾数部分24位（含1位数符），当阶码的基值分别是2和16时：
1）说明基值2和16在浮点数中如何表示。
2）当阶码和尾数均用补码表示，且尾数采用规格化形式时，给出这两种情况下所能表示的最大正数真值和非零最小正数真值。
3）在哪种基值情况下，数的表示范围大？ 4）两种基值情况下，对阶和规格化操作有何不同？
38、在一个8级中断系统中，硬件中断响应从高到低的优先顺序是：1→2→3→4→5→6-7-8，设置中断屏蔽寄存器后，中断处理的优先顺序变为1→5→8→3→2→4→6→7。 1）应如何设置屏蔽码？
2）如果CPU在执行一个应用程序时有5、6、7级3个中断请求同时到达，中断请求8在6没有处理完以前到达，在处理8时中断请求2又到达CPU，试画出CPU响应这些中断的顺序示意图。
39、某机器字长32位，CPU内有32个32位的通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统，设指令字长等于机器字长。
1）如果主存可直接或间接寻址，采用寄存器-存储器型指令，能直接寻址的最大存储空间是多少？试画出指令格式。
2）在1）的基础上，如果采用通用寄存器作为基址寄存器，则上述寄存器-存储器型指令的指令格式又有何特点？画出指令格式并指出这类指令可访问多大的存储空间。
参考答案
一、选择题
1、D 2、C 3、D 4、A 5、D 6、A 7、C 8、A 9、D 10、D 11、D 12、C 13、D 14、D 15、A
二、填空题
16、并行 串行 复用
17、系统软件 应用软件 系统软件
18、算术运算 逻辑运算 19、外存 数据通信 过程控制
20、SRAM DRAM 断电后不能保存信息 21、单字长 半字长 双字长 22、数据 先进后出 存储器 23、系统软件 应用软件 系统软件 24、RR RS
25、并行 空间并行 时间并行
三、名词解释题
26、字长：
一个数据字中包含的位数，反应了计算机并行计算的能力。一般为8位、16位、32位或64位。
27、调相制PM：
一种磁盘信息记录方式，在一个磁化元的中间位置，利用电流相位的变化进行写1或写0。 28、带宽：
存储器在连续访问时的数据吞吐率。 29、微地址：
微每时令在控制存储器中的存储地址。
四、简答题
30、答：广义地讲，并行性有两种含义：一是同时性，指两个或多个事件在同一时刻发生；二是并发性，指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。计算机的并行处理技术可贯穿于信息加工的各个步骤和阶段，概括起来，主要有三种形式：（1）时间并行：指时间重叠，
在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。（2）空间并行：指资源重复，在并行性概念中引入空间因素，以“数量取胜”为原则来大幅度提高计算机的处理速度。（3）时间并行+空间并行：指时间重叠和资源重复的综合应用，既采用时间并行性又采用空间并行性
31、解：解答这类题目时首先要清楚地址线的位数对应的都是按字节寻址，如果是按字寻址，则需要拿出地址线来做字内字节寻址。还有一点就是，不要一看到是按字节寻址，就马上从数据线拿出4给地址线，即220×32=222×8，得出按字节寻址是4MB，这是错误的。寻址本身和数据线没有任何字地址学节地址关系。
32、解析：设浮点数尾数采用双符号位，当尾数呈现00.1×××…×或者
11.0×××…×时，即为补码规格化形式。当尾数出现01.×××…×或10.××x…×时，需要右规一次，即尾数右移一位，阶码加1。当尾数出现00.0×××…×或
11.1××x…x时，需要左规N次（N不定），尾数每左移一位，阶码减1，直到尾数呈现规格化形式为止。 33、解析：
1）按指令功能分类，一般可将指令分为以下几类：
①算术和逻辑运算指令：每台计算机都不可或缺的指令，用来完成算术逻辑运算。
②移位指令：用来完成算术移位和逻辑移位。
③数据传送指令：用来完成CPU与主存储器之间的数据传送，在统一编址的机器中还可以用来完成CPU与I/O设备的数据传送。
④转移指令、子程序调用与返回指令：主要用来改变指令执行次序的问题。 ⑤其他指令：停机指令，开、关中断指令等。 2）按操作数个数分类，一般可分为：
①零操作数指令。②单操作数指令。③双操作数指令。④多操作数指令。
五、计算题
34、解析：假设x=+13/128其二进制形式可以表示为：x=0.0001101000。 定点数表示：x=0.0001101000。
浮点数规格化表示：x=0.1101000000×2-11\"。 定点机中：[x]原=[x]补=[x]反=0.0001101000。 浮点机中：
[x]原=1，0011；0.1101000000。 [x]补=1，1101；0.1101000000。 [x]反=1，1100；0.1101000000。
35、解析：磁盘存储器转速为3000r/min，即50r/s。每转传送的数据为
8×1KB=8KB，所以数据传输率为8KB×50r/s=400KB/s.16位数据的传输时间=16位/（400KB/s）=2B/（400KB/s）=5𝜇s。由于5𝜇s远小于25s，因此不能采用一条指令执行结束响应DMA的请求方案。应采用每个CPU机器周期末查询及响应DMA的请求方案。 36、解析：
1）5位操作码可表示25=32种不同的指令。 2）各种寻址方式的寻址范围大小如下。 立即数寻址方式：只能访问唯一的一个数据。
直接寻址方式：用地址码表示存储器地址，8位地址码可以有28=256个数据字。 间接寻址方式需要分为两种（特别注意）：
①一次间接寻址：用地址码表示地址的存储位置，存储器中16位的地址可以有216=64K大小的寻址范围。
②多次间接寻址：多次间接寻址需要使用一位来表示是否为最后一次间接寻址，可以有215=32K大小的寻址范围。
变址寻址方式：用地址码表示地址的偏移量，地址在寄存器中，16位变址寄存器的寻址范围是216。
相对寻址方式：寻址范围是PC值附近的字，8位地址偏移量可对PC附近的256个数据字进行寻址，即寻址范围是256个数据字。 3）设地址码位A，各寻址方式的有效地址见表
六、综合题
37、解析：
1）基值2和16在浮点数中是隐含表示的，并不出现在浮点数中。
2）最大正数，也就是，尾数最大且规格化，阶码最大的数；最小正数，也就是，尾数最小且规格化（t为基值时，尾数的最高log2t位不全为0的数为规格化数），阶码最小的数。
当阶码的基值是2时，最大正数：0.111111l：0，11…1，真值是（1-2-23）×2127；最小正数：1，0000000：0，10…0，真值是2-129。
当阶码的基值是16时，最大正数：0.111111；0，11…1，真值是（1-2-23）×16127：最小正数：1，0000000：0，0001.0，真值是16-129
3）在浮点数表示中，基值越大，表示的浮点数范围就越大，所以基值为16的浮点数表示范围大。
4）对阶时，需要小阶向大阶看齐，若基值为2的浮点数尾数右移一位，阶码加1：而基值为16的浮点数尾数右移4位，阶码加1。
格式化时，若基值为2的浮点数尾数最高有效位出现0，则需要尾数向末移动一位，阶码减1：而基值为16的浮点数尾数最高4位有效位全为0时，才需要尾数向左移动，每移动4位，阶码减1。
38、解析： 1）中断屏蔽码见表
2）中断处理示意图如图所示。
5、6、7级中断请求同时到达，CPU按响应优先顺序首先执行中断服务程序⑤，在中断⑤执行完后回到现行程序，再按响应优先顺序先进入中断服务程序④。由于中断请求的处理优先级，高于中断④，因此中断⑤被打断，进入中断服务程序③。当处理中断③的过程中又有一个中断请求②到达，由于②的优先级低于中断8，因此中断服务程序③可继续执行。中断8执行完后问到被打断的中断⑤，但中断③又被中断请求②打断，而进入中断服务程序②。中断②执行完后才回到中断⑤，中断⑤执行完后回到现行程序，再按响应优先顺序进入中断服务程序⑦。中断⑦执行完后回到现行程序，整个中断处理完毕。
39、解析：
1）根据题意，可设计出如下的指令格式：
其中，操作码占6位，可容纳64种操作；I占1位，表示直接、间接寻址（I=0表示
间接寻址：I=1表示直接寻址）：由于有32个寄存器，因此R需要占5位：形式地址A占剩下的位数，即32-6-1-5=20位。因此，直接寻址的最大存储空间为220。 2）如果还需要增加基址寻址，且基址寻址采用通用寄存器，那么必须要增加一个字段来表示基址寄存器到底使用32个中的哪一个通用寄存器，故指令格式变为
其中，操作码占6位，可容纳64种操作；I占2位，表示直接、间接、基址（I=00表示间接寻址；I=01表示直接寻址；I=10表示基址寻址）；由于有32个寄存器，因此R需要占5位；同理，R1需要5位；形式地址A占剩下的位数，即32-6-2-5-5=14位。因为通用寄存器为32位，用它做基址寄存器后，可得32位的有效地址，所以寻址范围可达到232。
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