2009-2011年“计算机组成原理”统考试题分析.ppt
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1、“计算机组成原理” 统考试题结构分析,齐齐哈尔大学 组成原理课题组,2009年真题分析,一、单项选择题(12小题,每小题2分,共24分) 第1章 计算机系统概论(1) (11) 第2章 运算方法与运算器(2)(12、13) 第3章 存储系统(3)(14、15、21) 第4章 指令系统(2) (16、17) 第5章 中央处理机(2) (18、19) 第6章 总线系统(1) (20) 第8章 I/O系统(1) (22),二、综合应用题(两大题,共21分) 43题(8分)分析计算题(中断与DMA): 涉及第5、6、8章 44题(11分)设计题(指令周期设计): 涉及第2、3、4、5章,2010年真题
2、分析,一、单项选择题(11小题,每小题2分,共22分) 第1章 计算机系统概论(1) (12) 第2章 运算方法与运算器(2) ( 13、14 ) 第3章 存储系统(3) (15、16、17) 第4章 指令系统(0) () 第5章 中央处理机(2) (18、19) 第6章 总线系统(1) (20) 第8章 I/O系统(2) (21、22),二、综合应用题(两大题,共23分) 43题(11分)设计题(指令系统设计): 涉及第4、5章 44题(12分)计算题(Cache相关计算):涉及第3章,2011年真题分析,一、单项选择题(11小题,每小题2分,共22分) 第1章 计算机系统概论(1) (12
3、) 第2章 运算方法与运算器(1) (13) 第3章 存储系统(2) (14、15) 第4章 指令系统(3) (16、17、18 ) 第5章 中央处理机(1) ( 19 ) 第6章 总线系统(1) (20) 第8章 I/O系统(2) (21、22),二、综合应用题(两大题,共23分) 43题(11分)分析计算题(指令执行和运算器): 涉及第2、5章 44题(12分)设计题(存储器):涉及第3章,第一章 计算机系统概论,2009年真题,11.冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中,CPU区分它们的依据是( ) A.指令操作码的译码结果 B.指令和数据的寻址方式 C.指令周期的不同
4、阶段 D.指令和数据所在的存储单元,2010年真题,12、下列选项中,能缩短程序执行时间的措施是( )I 提高CPU时钟频率,II优化数据通路结构,III对程序进行编译优化 A:仅I和II B:仅I和III C:仅II和III D:I,II,III,2011年真题,12、下列选项中,描述浮点数操作速度指标的是( )。 A.MIPS B.CPI C.IPC D.MFLOPS,第二章 运算方法和运算器,2009年真题,12.一个C语言程序在一台32位机器上运行。程序中定义了三个变量xyz,其中x和z是int型,y为short型。当x=127,y=-9时,执行赋值语句z=x+y后,xyz的值分别是(
5、 ) AX=0000007FH,y=FFF9H,z=00000076H BX=0000007FH,y=FFF9H,z=FFFF0076H CX=0000007FH,y=FFF7H,z=FFFF0076H DX=0000007FH,y=FFF7H,z=00000076H,分析: X为int型,长度为32位,转化为16进制应为00007FH Y为short型,长度为16位,转化为16进制应为FFF7H 因为Z为int型,应把Y由short型转换成int型再计算, 即把Y变成FFFFFFF7H 则Z=X+Y=00000076H,2009年真题,13.浮点数加减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、
6、舍入和判溢出等步骤。设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示,且位数分别为5位和7位(均含2位符号位)。若有两个数X=2729/32,Y=255/8,则用浮点加法计算X+Y的最终结果是( ) A00111 1100010 B00111 0100010 C01000 0010001 D发生溢出,分析: 把X和Y转换为二进制 X=00.11101200111,Y=00.10100200101 即 X=00111 0011101, Y=00101 0010100 1.对阶:Y=00111 0000101 2.求和:X+Y=00111 0100010 3.规格化:X+Y=01000 0010001 4.阶码
7、符号位为01,溢出,2010年真题,13、假定有4个整数用8位补码分别表示r1=FEH ,r2=F2H ,r3=90H,r4=F8H,若将运算结果存放在一个8位的寄存器中,则下列运算会发生溢出的是( ) A:r1*r2 B:r2*r3 C:r1*r4 D:r2*r4,分析: r1的真值为-2,r2的真值为-14, r3的真值为-112,r4的真值为-8 显然只有r3和其它寄存器的内容相乘才会溢出,2010年真题,14、假定变量i、f和d的数据类型分别为int、float和double(int用补码表示,float和double分别用IEEE 754单精度和双精度浮点数格式表示),已知i=785
8、,f=1.5678e3,d=1.5e100。若在32位机器中执行下列关系表达式,则结果为 “真”的是: I i = (int) (float) i II f = (float) (int) f IIIf = (float) (double) f IV (d+f) - d = f A仅I和II B仅I和III C仅II和III D仅III和IV,分析: int型数据长度32位,表示范围为-231231-1,转换为十进制数 约为-21092109, float型数据为单精度浮点数,按754标准,尾数23位,阶码8位, double型数据为双精度浮点数,按754标准,尾数52位,阶码11位。 I i
9、 = (int) (float) i i=(785)10=(1100010001)2,有效数字为10位,转换为float型数据不丢 失有效位,再转换回int型,值不变,结果为真。 II f = (float) (int) f f=(1.5678e3)10=(1567.8)10,有小数部分,转换为int型数据小数部分 丢失,再转换回float型,值改变,结果为假。 IIIf = (float) (double) f float型转换为double型,位数增加,不丢失有效位,再转换回float 型,值不变,结果为真。 IV (d+f) - d = f d=1.5e100, 变成浮点数阶码大约为33
10、0,f=1.5678e3,变成浮点数阶码 大约为10,两数相加,阶差为320,f相当于0,被舍去,再减d,结果为0, 和f相比较,结果为假。,2011年真题,13、float 型数据通常用 IEEE754 单精度浮点数格式表示。如编译器将 float 型变量 x 分配在一个 32 位浮点寄存器 FR1 中,且 x =-8.25,则 FR1 的内容是( )。 A.C104 0000H B.C242 0000H C.C184 0000H D.C1C2 0000H,分析: X=(-8.25)10=(-1000.01)2=(-1.0000123)2 转换为32位浮点数格式 1 10000010 000
11、01000000000000000000 即 C104 0000,2011年真题,43、假定在一个 8 位字长的计算机中运行如下类 C 程序段: unsigned int x=134; unsigned int y=246; int m=x; int n=y; unsigned int z1=x-y; unsigned int z2=x+y; int k1=m-n; int k2=m+n;,若编译器编译时将 8 个 8 位寄存器 R1R8 分别分配至变量 x、y、m、n、z1、z2、k1和 k2。请回答下列问题。(提示:带符号整数用补码表示) (1) 执行上述程序段后,寄存器R1、R5和R6的
12、内容分别是什么?(用十六进制表示) (2)执行上述程序段后,变量 m 和 K1 的值分别是多少?(用十进制表示) (3)上述程序段涉及带符号整数加/减、无符号整数加/减运算,这四种运算能否利用同一个加法器及辅助电路实现?简述理由。 (4)计算机内部如何判断带符号整数加/减运算的结果是否发生溢出?上述程序段中,哪些带符号整数运算语句的执行结果会发生溢出?,分析:,(1)R1:86H,R5:90H,R6:7C (2)m:-122,n:-10 (3)可以利用同一个加法器及辅助电路实现。因为无符号整数和有符号整数都是以补码形式存储,所以运算规则都是一样的。但是有一点需要考虑,由于无符号整数和有符号整数
13、的表示范围是不一样的,所以需要设置不一样的溢出电路。 (4)判断溢出方法: 双符号位: 单符号位: K2会发生溢出,第三章 内部存储器,14.某计算机的Cache共有16块,采用2路组相联映射方式(即每组2块)。每个主存块大小为32字节,按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是( ) A0 B. 2 C. 4 D. 6,2009年真题,分析: 每个块大小为32字节,主存129号单元应分在第 4块,对应装入到Cache的组号应为第4组。,15.某计算机主存容量为64KB,其中ROM区为4KB,其余为RAM区,按字节编址。现要用2K8位的ROM芯片和4K4位的RAM芯片来设
14、计该存储器,则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是( ) A1、15 B2、15 C1、30 D2、30,2009年真题,分析: ROM芯片数:4KB/(2K*8)=2片 RAM芯片数:(64KB-4KB)/(4K*4)=30片,21.假设某计算机的存储系统由Cache和主存组成,某程序执行过程中访存1000次,其中访问Cache缺失(未命中)50次,则Cache的命中率是( ) A5% B. 9.5% C. 50% D. 95%,2009年真题,分析: Cache的命中率=Cache命中次数/总访存次数 =(1000-50)/1000 =95%,15、假定用若干个2k*4位芯片组成
15、一个8k*8位存储器,则地址0B1FH所在芯片的最小地址是( ) A:0000H B:0600H C:0700H D:0800H,2010年真题,分析: 存储器总地址位数:13位,A0A12 存储芯片地址位数:11位,A0A10 A11,A12产生片选信号,同一芯片内存储单元的 地址A11,A12两位相同,A0A10的范围从全0到全1 0B1FH=0000 1011 0001 1111B A11,A12=10,则芯片首地址为 0000 1000 0000 0000B,即为0800H,16、下列有关RAM和ROM的叙述中,正确的是( ) I、 RAM是易失性存储器,ROM是非易失性存储器 II、
16、RAM和ROM都是采用随机存取的方式进行信息访问 III、RAM和ROM都可用作Cache IV、RAM和ROM都需要进行刷新 A:仅I和II B:仅II和III C:仅I,II,III D:仅II,III,IV,2010年真题,分析: ROM是只读存储器,因此是非易失性的,不需要刷新。 Cache位于CPU和主存之间,其保存当前正在使用的数 据块,不能用ROM实现。 ROM通过地址线确定访问对象的地址,是采用随机存 取的方式访问。,17、下列命令组合情况中,一次访存过程中,不可能发生的是( ) A:TLB未命中,Cache未命中,Page未命中 B:TLB未命中,Cache命中,Page命中
17、 C:TLB命中,Cache未命中,Page命中 D:TLB命中,Cache命中,Page未命中,2010年真题,分析: TLB是页表缓冲器,也称为快表技术,由相联存储器构成,里面存放的是页表中近期最常使用页的页表信息,是页表内容的一部分。因此,TLB命中,Page一定命中,但Page命中,TLB不一定命中。 Cache是高速缓冲存储器,里面存放的是主存中近期最常使用的数据块,是主存内容的一部分,而主存中的内容在页表中一定存在。因此,Cache命中,Page一定命中,但Page命中,Cache不一定命中。 TLB和Cache的命中没有一致关系。,44.(12分)某计算机的主存地址空间为256M
18、B,按字节编址,指令Cache和数据Cache分离,均有8个Cache行,每个Cache行的大小为64B,数据Cache采用直接映射方式,现有两个功能相同的程序A和B,其伪代码如下所示:,2010年真题,假定int 类型数据用32位补码表示,程序编译时i,j, sum 均分配在寄存器中,数据a按行优先方式存放,其地址为320(十进制数),请回答下列问题,要求说明理由或给出计算过程。 (1)若不考虑用于cache一致性维护和替换算法的控制位,则数据Cache的总容量是多少? (2)要组元素a031和a11各自所在的主存块对应的Cache行号分别是多少(Cache行号从0开始)? (3)程序A和B
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- 2009 2011 计算机 组成 原理 统考 试题 分析
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