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1、本科生期末试卷（一）一、选择题（每小题1分，共15分）I 从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍 属于（）计算机。A 并行 B 冯诺依曼C 智能 D 串行2 某机字长32位，其中1位表示符号位。若用定点整数表示，则最小负整数为（）。A -（2311）B-（2301）C-（231+1）D -（230+1）3 以下有关运算器的描述，（）是正确的。A只做加法运算B只做算术运算C算术运算与逻辑运算D只做逻辑运算4 EEPROM 是指（）。A读写存储器 B只读存储器C闪速存储器 D电擦除可编程只读存储器5 常用的虚拟存储系统由（）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面
2、存储器。A cache主存 B主存-辅存 C cache辅存D通用寄存器-cache6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（）。A栈顶和次栈顶B两个主存单元C一个主存单元和一个通用寄存器D两个通用寄存器7 当前的CPU由（）组成。A控制器B控制器、运算器、cache C运算器、主存D控制器、ALU、主存8 流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。和具备m个并行部件的CPU相比， 一个m段流水CPU的吞吐能力是（）。A具备同等水平B不具备同等水平C小于前者D大于前者9 在集中式总线仲裁中，（）方式响应时间最快。A 独立请求B计数器定时查询C 菊花链10 CPU中跟踪指令后继地址
3、的寄存器是（）。A地址寄存器B指令计数器C程序计数器D指令寄存器II 从信息流的传输速度来看，（）系统工作效率最低。A单总线B双总线C三总线 D多总线12 单级中断系统中，CPU 一旦响应中断，立即关闭（）标志，以防止本次中断服 务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。A中断允许 B中断请求C中断屏蔽D DMA请求13 安腾处理机的典型指令格式为（）位。A 32位 B 64位 C 41位 D 48位14 下面操作中应该由特权指令完成的是（）。A设置定时器的初值B从用户模式切换到管理员模式C开定时器中断D关中断15 下列各项中，不属于安腾体系结构基本特征的是（）。A超长指令字B显式并行指
4、令计算C推断执行D超线程二、填空题（每小题2分，共20分）1 字符信息是符号数据，属于处理（非数值）领域的问题，国际上采用的字符系统是 七单位的（ASCII）码。2 按IEEE754标准，一个32位浮点数由符号位S（1位）、阶码E（8位）、尾数M （23 位）三个域组成。其中阶码E的值等于指数的真值（e）加上一个固定的偏移值（127）。3 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（空间 并行技术，后者采用（时间）并行技术。4 虚拟存储器分为页式、（段）式、（段页）式三种。5 安腾指令格式采用5个字段：除了操作码（OP）字段和推断字段外，还有3个7位 的（地址码）字段，它们
5、用于指定（寄存器 ）2个源操作数和1个目标操作数的地址。6 CPU从内存取出一条指令并执行该指令的时间称为（指令周期 ），它常用若干个 时钟周期）来表示。7 安腾CPU中的主要寄存器除了 128个通用寄存器、128个浮点寄存器、128个应用寄 存器、1个指令指针寄存器（即程序计数器）夕卜，还有64个（推断寄存器）和8个（分支 寄存器）。8 衡量总线性能的重要指标是（总线带宽），它定义为总线本身所能达到的最高传输 速率，单位是（MB/s ）。9 DMA控制器按其结构，分为（选择型 ）DMA控制器和（多路型 ）DMA控制器。 前者适用于高速设备，后者适用于慢速设备。10 64位处理机的两种典型体系
6、结构是（MIPS）和（RICS）。前者保持了与IA-32的 完全兼容，后者则是一种全新的体系结构。三、简答题（每小题8分，共16分）1CPU中有哪几类主要寄存器，用一句话回答其功能。1.数据缓冲寄存器（DR） 2.指令寄存器（IR） 3.程序计数器（PC） 4.地址寄存器（AR）5. 累加寄存器（AC）6. 状态条件寄存器（PSW）。数据缓冲寄存器（DR）:用来暂时存放ALU的运算结果，或由数据存储器读出的一个数据字， 或来自外部接口的一个数据字；指令寄存器（IR）:保存当前正在执行的一条指令；程序计数器（PC）确定下一条指令的地址；数据地址寄存器（AR）:保存当前CPU所访问的数据cache
7、存储器中单元的地址；通用寄存器（R0R3）当ALU执行算术运算时，为ALU提供一个工作区；状态字寄存器（PSW）:保存由算术指令和逻辑指令运算或测试结果建立的各种条件代码。2 指令和数据都用二进制代码存放在内存中，从时空观角度回答CPU如何区分读出的 代码是指令还是数据。在时间上，取指周期从存储器中取出的是指令，而指令周期从存储器取出或往存储器在写入 的是数据，在空间上，从存储器中取出指令送控制器，而执行周期从存储器从取的数据送运 算器、往存储器写入的数据也是来自运算器四、计算题（10分）设x=-15, y=+13,数据用补码表示，用带求补器的阵列乘法器求出乘积xXy，并用 十进制数乘法进行验
8、证。五、证明题（12分）用定量分析方法证明多模块交叉存储器带宽大于顺序存储器带宽。口、眩明砰I -二刀，用定里分析方法证明多模块交叉存储器带宽大于顺序存储嚣带宽口0答二设模块存取一个字的存储周期为二总线传送周期为：，存储器的交尺模块数为血， 应当满足:-=m口T =其中 称为交叉存取度 多模快左叉存储器连续读取m个字所需的时间为；L = 7 - ：-l）r而顺序方式存储器谨续读取坦个享所露的时间为:=mI叉r=mT且故有-T .贝|：=一明一 1一阳 一 1：丁 =丽丁 =由叉存储器的带宽为=昼，q不斐，3：，贝忡旺：则多模玦交叉存储器的带宽大于顺序方式存慵器的带宽，六、设计题（15分）某计算
9、机有下图所示的功能部件，其中M为主存，指令和数据均存放在其中，MDR 为主存数据寄存器，MAR为主存地址寄存器，R暂存寄存器，ALU为算术逻辑单元，移位器 可左移、右移、直通传送。将所有功能部件连接起来，组成完整的数据通路，并用单向或双向箭头表示信息传送方向。画出“ADD R1，（R2）”指令周期流程图。该指令的含义是将R1中的数与（R2）指示的主存单元中的数相加，相加的结果直通传送至R1中。此指令为路型指令，个操作数在中，匠个操作数在为地址的内存单元中,相加藉果放在吊中:取考前指令到临PM.为应I展指令（富原中的内襟是内存迭当前非令色址到MAFi以.内存耽闩数皿西眠足操作数，暨存滞匚和口中的数用n后若另外增加一个指令存贮器，修改数据通路，画出的指令周期流程图。.器17：/Lh七、分析计算题（12分）如果一条指令的执行过程分为取指令、指令译码、指令执行三个子过程，每个子过程 时间都为100ns。请分别画出指令顺序执行和流水执行方式的时空图。计算两种情况下执行n=1000条指令所需的时间。流水方式比顺序方式执行指令的速度提高了几倍?
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