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计算机组成原理模拟考试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.某16位机器数为1100000000000000B，若为补码表示，则其十进制真值为（）

A.-2^15

B.-2^14

C.-32768

D.-16384

2.设x=+15，y=-13，用8位补码运算计算x+y时，标志寄存器中OF（溢出标志）和CF（进位标志）的值分别为（）

A.OF=0，CF=0

B.OF=0，CF=1

C.OF=1，CF=0

D.OF=1，CF=1

3.某计算机主存容量为4GB，按字节编址，地址总线宽度至少需要（）位

A.24

B.30

C.32

D.34

4.某Cache采用4路组相联映射，块大小为64B，主存容量为256MB，Cache容量为16KB。主存地址中组号字段的位数是（）

A.6

B.7

C.8

D.9

5.下列关于指令周期的描述中，错误的是（）

A.指令周期由取指周期和执行周期组成

B.所有指令的取指周期相同

C.间接寻址需要增加间址周期

D.中断响应发生在指令周期结束时

6.某CPU包含16个32位通用寄存器，采用寄存器-寄存器型指令格式，操作码占6位，地址码字段需（）位

A.8

B.10

C.12

D.16

7.动态随机存储器（DRAM）需要定期刷新的原因是（）

A.存储电容电荷会泄漏

B.地址线需要分时复用

C.行选通与列选通信号需交替工作

D.数据保持时间受温度影响

8.某计算机采用微程序控制方式，微指令字长24位，控制字段采用直接编码，共有30个微命令，判别测试字段占3位，则微地址寄存器的位数至少为（）

A.16

B.17

C.18

D.19

9.下列关于总线仲裁的描述中，正确的是（）

A.链式查询方式对电路故障最敏感

B.计数器定时查询方式优先级固定

C.独立请求方式仲裁速度最慢

D.分布式仲裁不需要中央仲裁器

10.浮点数运算中，当运算结果的阶码超过机器所能表示的最大阶码时，会发生（）

A.下溢（舍入为0）

B.上溢（溢出错误）

C.精度损失

D.非规格化处理

二、填空题（每空2分，共20分）

1.8位补码能表示的整数范围是______到______（十进制）。

2.某计算机字长32位，采用双符号位检测溢出，当运算结果的双符号位为10时，表示发生了______溢出（填“正”或“负”）。

3.主存与Cache之间的地址映射方式有全相联、直接映射和______三种。

4.指令格式中，操作数的寻址方式包括立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、______和______等（任填两种）。

5.微程序控制器中，存放微程序的存储器称为______，其通常采用______（填“ROM”或“RAM”）实现。

6.总线的一次信息传送过程分为申请分配阶段、______阶段、______阶段和结束阶段。

7.某磁盘存储器转速为7200转/分，平均寻道时间为8ms，每个磁道有2000个扇区，每个扇区512B，则数据传输率为______MB/s（保留两位小数）。

三、简答题（每题6分，共30分）

1.简述补码加减运算的规则，并说明如何判断溢出（采用双符号位法）。

2.比较静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）的主要区别（从存储原理、速度、集成度、功耗四方面）。

3.说明Cache的写策略中“写回法”和“写直达法”的工作原理及优缺点。

4.什么是指令流水线？列举流水线中的三种常见冲突类型，并各举一例说明。

5.说明冯·诺依曼计算机的基本结构和工作原理，指出其主要特点。

四、分析题（每题10分，共20分）

1.已知某计算机的主存地址空间为00000H~FFFFFH，按字节编址。现需用256K×8位的SRAM芯片构成640KB的主存，回答以下问题：

（1）主存地址共需多少位？

（2）需要多少片256K×8位的SRAM芯片？

（3）画出主存地址译码逻辑图（要求：地址线A0~A19参与译码，片选信号低电平有效，采用部分译码方式，说明高位地址线的分配）。

2.某RISC处理器的指令流水线分为取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）、写回（WB）5个阶段，各阶段延迟分别为200ps、150ps、300ps、250ps、100ps。假设没有流水线冲突，回答以下问题：

（1）流水线的时钟周期应如何设置？

（2）连续执行10条指令的总时间是多少？

（3）若EX阶段可以分为两个子阶段（EX1、EX2），各延迟15