計算機組成原理2018年4月真題試題及答案解析(02318)

計算機組成原理2018年4月真題試題及答案解析(02318)，本試卷總公共150分鐘。

一、單項選擇題

(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的。請將其代碼填寫在題后的括號內。錯選、多選或未選均無分。

1.計算機中的U盤屬于( )

A.運算器
B.控制器
C.內存
D.外存

2.下列軟件中不屬于系統軟件的是( )

A.操作系統
B.語言處理系統
C.文字處理軟件
D.數據庫管理系統

3.IEEE754單精度(32位)浮點數格式中指數的偏移常數為( )

A.127
B.128
C.1023
D.1024

4.若十進制數為-100，則其對應的8位補碼[X]補為( )

A.01100100
B.11100100
C.10011100
D.1001101l

5.采用寄存器直接尋址方式的操作數在( )

A.指令中
B.通用寄存器中
C.內存中
D.外存中

6.MIPS計算機的匯編指令“Iw$s1，200($s2)”的功能是( )

A.$s1=Memory[$s2+200]
B.$s2=Memory[$s1+200]
C.$s1=Memory[$s2]+200
D.$s2=Memory[$s1]+200

7.微程序存放在( )

A.主存儲器中
B.控制存儲器中
C.高速緩存中
D.外存儲器中

8.—個16MB的主存儲器，按字節編址需要地址線( )

A.14條
B.24條
C.34條
D.44條

9.在計算機的存儲器層次結構中，速度最快的是( )

A.硬盤
B.寄存器
C.高速緩存
D.主存

10.在浮點數的乘法中，乘積的尾數規格化后，小數點左邊兩位是( )

A.00
B.01
C.10
D.11

二、填空題

本大題共15空，每空1分，共15分。

11.MIPS指令流水線數據通路通常包括取指、譯碼、       、         、        和五段流水線。

12.Cache行和主存塊之間的映射方式有_____、_____和_____三種。

13.磁盤的平均存取時間由_____、_____和_____三部分構成。

14.CPU的數據通路的時鐘周期長度包括Clk—to-Q時間(也叫鎖存延遲)、所有操作元件中最長操作延遲時間、_____和_____等四個部分。

15.I/O端口的編址方式有_____和_____兩種方式。

16.在Intel處理器中將外部中斷分為_____中斷和_____中斷兩類。

三、名詞解釋題

(本大題共5小題，每小題3分，共15分)

21.標志寄存器

22.總線寬度

23.隨機存取存儲器RAM

24.微地址

25.DMA控制器

四、簡答題

(本大題共4小題，每小題5分，共20分)請在答題卡上作答。

31.試說明在計算機系統的層次化結構中,最終用戶、應用程序員、系統管理員和系統程序員分別與操作系統、匯編程序、編譯程序和應用程序這四個程序的哪一個相對應?

32.漢字字符的編碼有哪三類?簡述各類編碼的作用,并分別列舉一個實際的編碼。

33.在浮點數加減法中對階的目的是什么?對階原則是什么?

34.試比較變址尋址方式和基址尋址方式的異同。

五、計算題

本大題共3小題,第26、27小題各6分,第28小題4分,共16分。

41.某計算機的時鐘周期為2.5ns,指令集中有A~D四種不同類型的指令,這四類指令的平均CPI分別為3、2、4、5。某高級語言程序P經兩個不同版本的編譯程序，編譯成了兩種不同的指令序列X1和x2，兩個指令序列包含的指令情況如下表所示：(1)該計算機的峰值MIPS是多少?(2)X1和X2的執行時間分別是多少?(3)X1和X2的平均CPI分別是多少?

42.將十進制數20.59375轉換為IEE754的單精度(32位)浮點數格式，要求最后格式用十六進制數表示。注：IEE754單精度浮點數的計數公式為(-1)⁵×1.f×2^e-127

43.PCI-Express ×8輸入輸出傳輸總線具有8個通路,每個通路都有發送和接收兩個方向的傳送信號線,發送和接收的速率都為25Gb/s,數據在傳送時,每個有效信息字節被轉換成10bit后進行傳輸,試計算該總線傳輸有效信息的總帶寬,要求單位為GB/s

六、綜合題

(本大題共2小題，每小題12分，共24分)

51.某計算機字長16位,采用16位定長指令格式,部分數據通路結構如圖所示。假設MAR的輸出一直處于使能狀態。(1)邏輯指令“ANDR1,R2”在執行階段需要多少個節拍?(2)寫出每個節拍的功能和有效控制信號注:該指令功能為R1的內容與R2的內容執行邏輯“與”運算,結果送入R1中。

52.某計算機主存地址空間大小16MB,按字節編址。主存與Cache之間采用直接映射方式,塊大小為512字節。 Cache數據區大小為16KB。(1)該cache共有多少行(2)主存地址需多少位?如何劃分?要求說明每個字段的含義、位數和在主存地址中的位置。