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2021年4月高等教育自學考試全國統一命題考試

計算機組成原理

(課程代碼02318)

注意事項:

1.本試卷分為兩部分，第一部分為選擇題，第二部分為非選擇題。

2.應考者必須按試題順序在答題卡(紙)指定位置上作答，答在試卷上無效。

3.涂寫部分、畫圖部分必須使用2B鉛筆，書寫部分必須使用黑色字跡簽字筆。

一、單項選擇題:本大題共10小題，每小題1分，共10分。在每小題列出的備選項中只有一項是最符合題目要求的，請將其選出。

1.十進制數-96的8位補碼表示是

A.01 000000

B. 10100000

C.101111

D.1100000

2.若傳送的是字符C,其ASII碼為100011,采用奇校驗方式傳送8位編碼，末位增

加奇校驗位后的編碼表示是

A.10000110

B.10000111

C.01000011

D.1000011

3.在采用變址尋址方式的指令中,操作數在

A.指令中

B.通用寄存器中

C.內存中

D.外存中

4.有一個32KB的主存儲器，按字節編址需要地址線

A.5條

B. 10條

C.15條

D.32條

5.存放微程序的控制存儲器包含在

A.控制器中

B.主存儲器中

C.外存儲器中

D.運算器中

6.磁盤接口應選用

A.程序直接控制傳送接口

B. DMA接口

C.中斷接口

D.既有中斷接口，又有DMA接口

7. MIPS 計算機的匯編指令“or $s1, $s2, $s3”的功能是

A. $s3-$s1|$s2

B. $s1=$s2|$s3

C. $s2=$s1|$s3

D. Ss3-$s2-$s1

8.對硬盤上信息的訪問方式是

A. DAM

B. SAM

C. ROM

D. RAM

9.在計算機的存儲器層次結構中，屬于外部存儲器的是

A.主存

B.寄存器

C.高速緩存

D.光盤

10. 設置中斷屏蔽字的作用是

A.暫停外設對主存的訪問

B.暫停對某些中斷的響應

C.暫停對一切中斷的響應

D.暫停CPU對主存的訪問

二、填空題:本大題共15空，每空1分，共15分。

11. CPU內部的ALU部件的基本功能是實現           運算和           運算。

12.在計算機系統中，常用的進位記數制有           進制、 八進制、十進制、           進制。

13.在計算機系統中,常用的數據校驗碼有奇偶校驗碼、海明校驗碼、           校驗碼。

14.按指令格式的復雜度,指令系統可分為CISC與_____兩種類型。

15. Intel 將內部異常分為三類:故障、陷阱和           

16.早期計算機的定時方式采用機器周期______和_____ 3 級時序對數據通路操作進行定時控制。

17.按照存取方式分類,存儲器分為           和直接存取存儲器。

18.由若千個存儲器芯片構成-一個內存條，通常情況下，需要在字方向和____方向上進行擴展。

19.對I/O接口中可訪問的寄存器編址，方式有獨立編址和           編址兩種。

20. IO 數據傳送主要有三種不同的控制方式:          、           和中斷控制。

三、名詞解釋題:本大題共5小題，每小題3分，共15分。

21.總線

22. ( 計算機性指標) MIPS

23. (數據存儲排列順序)大端方式

24.寄存器尋址

25.程序狀態字寄存器(PSW )

四、簡答題:本大題共4小題，每小題5分，共20分。

26.一條指令中應該顯式或隱式地給出哪些信息?

27. CPU 中設置的程序計數器(PC)和指令譯碼器( ID )的作用分別是什么?

28.為什么在CPU和主存之間引入Cache能提高CPU訪存效率?

29.中斷過程包括哪兩個階段?每個階段如何實現?

五、計算題:本大題共3小題，每小題6分，共18分。

30.假設某個頻繁使用的程序P在機器M1.上運行需要20s，M1的時鐘頻率為3GHz。設計人員想開發-臺與MI具有相同ISA的新機器M2。采用新技術可使M2的時鐘頻率增加，但同時也會使CPI增加。假定P在M2.上執行時的時鐘周期數是在M1.上的2倍，則M2的時鐘頻率至少達到多少才能使程序P在M2上的運行時間縮短為8s?

31.將十進制數120轉換為IEEE754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: IEEB754單精度浮點數的計數公式為(-1)*x1.fx2E-127,其中符號位1位，階碼8位，尾數23位。

32.假定某同步總線在一個總線時鐘周期內傳送一個8字節的數據，總線時鐘頻率為133MHz，則總線帶寬是多少?如果總線寬度改為128 位，一個時鐘周期能傳送兩次數據，總線時鐘頻率為266 MHz,則總線帶寬是多少?

六、綜合應用題:本大題共2小題，第33小題12分，第34小題10分，共22分。

33.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題33圖所示。假設MAR的輸出一直處于使能狀態，對于邏輯指令“OR (R2), (R1)”"，請回答下列兩問。

(1)在執行階段需要多少個節拍?

(2)每個節拍的功能是什么?需要哪些有效控制信號?

注:該指令功能為M[R[R2]]←-M[R[R2]] OR M[R[R1 ]]。

34.某計算機主存地址空間大小32MB,按字節編址。主存與Cache之間采用直接映射方式，塊大小為8K字節。Cache 數據區大小為64KB。

(1)該Cache共有多少行?

(2)主存地址需多少位?如何劃分?要求說明每個戶段的含義、位數及其在主存地址中的位置。