1、2007年华中科技大学计算机专业基础综合（计算机组成原理）真题试卷及答案与解析 一、填空题 1 2 3 磁盘的平均存取时间是指 _，该时间由 _时间和平均等待时间组成，对于 7200转的磁盘而言，其平均等待时间约为 _ms(取整数 )。 4 在微指令格式设计过程中，有 8个互斥型的微命令被分配到一组，当该组采用编 码方法表示时，微指令格式的相关字段至少需要 _位。 5 CPU中保存当前正在执行指令的寄存器是 _。 6 CPU的功能包括指令的序列 控制 _、 _和 _。 7 8 设计一个 64位全并行的 ALU需要 _片 74181和 _片 _部件74182。 9 响应中断必须具备下列几个条件，
2、它们分别是中断源有中断请求、允许接受中断请求和 _。 10 11 “数据线双向传输 ”这句话描述了总线的 _特性。 12 主机由 _和 _组成。 13 冯诺依曼计算机的设计思想是 _和 _。 二、名词解释 14 微程序 15 相联存储器 16 计算机系统的层次结构 17 原码加减交替法 18 动态存储器的刷新 三、单项选择题 19 下列命题中正确的命题是 ( ) （ A）在取指周期也可能从内存中取到操作数。 （ B）增加奇偶校验的位数可以提高奇偶校验的准确性。 （ C）主存与 Cache之间的直接映射方式下，采用替换策略也可以实现正确的块替换。 （ D）动态存储器的读操作也具有刷新的功能。 2
3、0 下列是有权码的是 ( ) （ A）格雷码 （ B） 2341 （ C） 8421码 （ D）余三码 21 下列关于精简指令 RISC的描述正确的是 ( ) （ A）支持的寻址方式更多。 （ B）大部分指令在一个机器周期内完成。 （ C）通用寄存器的数量少。 （ D）指令字长：不固定。 22 计算机能进行计算，关键是可以利用逻辑电路来实现算术运算。其根本原因是( ) （ A） 0和 l不可以表示逻辑值，也可以表示数字。 （ B）所有的数值都可以用逻辑电路来表示。 （ C）门电路的实质是算术运算。 （ D）各种逻辑电路都等价于某种运算。 23 关于 Cache的论述中，正确的是 ( ) （ A
4、） Cache是一种介于主存和辅存之间的存储器。 （ B）如果访问 Cache不命中，则用从内存中取到的数据块替换 Cache中最近被访问过的数据块。 （ C） Cache的命中率必须很高，一般要达到 90以上才能充分发挥其作用。 （ D） Cache中的信息必须与主存中的信息时刻保持一致。 四、计算题 24 设 X=27(29 32)， Y=25(5 8)，阶码为 3位，尾数为 5位 (均不包含符号数 )，用变形补码计算 X+Y，要求按照计算机中浮点数的运算方法写出详细运算步骤。 五、简答题 25 计算机的时序电路中为什么 要设置启停控制逻辑 ?该电路如何实现启停控制 ? 26 什么是指令和
5、微指令 ?他们分别由哪几部分组成 ?指令和微指令之间有何关系 ? 27 流水处理的主要技术途径是什么 ?在 CPU中可以有哪两类流水 ?超标量处理机和超流水线处理机的异同点。 28 比较程序查询、 DMA和中断三种基本 I O方式的特点并分析各自的应用场合 ? 29 简述微程序控制器的设计思想。 六、设计题 30 CPU内部一般包含 PC、 AR、 DR、 IR等几个寄存器以及若干个通用寄存器。下图是指令 LAD R0， (X)的指令流程图，其功能是将主 存 X号单元的数据取到 Ro寄存器中，图中的 M表示主存。 (1)请结合 CPU的组成与微程序控制器的相关知识完成该指令流程图中未完成的部分
6、。 (2)重新画出当源操作数为间接寻址时的指令流程图。 31 2007年华中科技大学计算机专业基础综合（计算机组成原理）真题试卷答案与解析 一、填空题 1 【正确答案】 1.1101 2 【正确答案】 111111 3 【正确答案】 CPU发出读写命令后，磁头从某一起始位置移动到新的位置，以及从盘片上读写信息所需的平均时间、平均找道、 4ms 4 【正确答 案】 4 5 【正确答案】 指令寄存器 LR 6 【正确答案】 操作控制、时间控制、数据加工 7 【正确答案】 1100 8 【正确答案】 16、 5、先行进位 9 【正确答案】 现行指令执行结束 10 【正确答案】 11 【正确答案】 电
7、气 12 【正确答案】 CPU(中央处理器 )、主存储器 13 【正确答案】 存储程序、程序控制 二、名词解释 14 【正确答案】 微程序：对应于程序一指令的概念，微指令的有序集合称为微程序。一般一条机器指令的功能由对应的一段微程序来实现。微程序存放在控制器的控制存储器中。 15 【正确答案】 相联存储器：又称为按内容寻址的存储器，存储器中的每个字由若干个字段组成，在按内容寻址过程中，能将所有的存储字的相关字段与检索项同时比较，故在 Cache中得到应用，可迅速判断出主存字块是否 “命中 ”。 16 【正确答案】 计算机系统的层次结构：计算机系统是由硬件系统和软件系统结合而成的整体，通常由五个
8、以上的不同层次组成， 每一层都能进行程序设计，第一层是微程序设计级；第二层是一般机器级；第三层是操作系统级，第四层是汇编语言级，第五层是高级语言级。 17 【正确答案】 原码加减交替法：又称为原码不恢复余数除法算法，是对恢复余数法的一种改进算法，其特点是：商符由两数符号位异或得到，商值由两数绝对值相除得到；在恢复余数法的基础上，当余数减去除数不够减时，可以不恢复余数而将操作改为 “余数左移一位再加上除数 ”，其结果与恢复余数后左移一位再减 Y是等效的。 18 【正确答案】 动态存储器的刷新：动态存储器的存储单元是以电容中的电荷 存储信息，如果它处于静态时，电容中的信息将因电荷泄漏而逐渐消失。为
9、了保持存储信息的不变，必须反复对存储单元进行充电，以恢复原来的内容，这个过程称为刷新。 三、单项选择题 19 【正确答案】 D 20 【正确答案】 C 21 【正确答案】 C 22 【正确答案】 D 23 【正确答案】 C 四、计算题 24 【正确答案】 五、简答题 25 【正确答案】 机器一旦接通电源，就会自动产生原始的节拍脉冲信号，但是，只有在启动机器运行的情况下，才允许时序产生器发出 CPU工作所需的节 拍脉冲。为此需要由启停控制逻辑来控制节拍脉冲信号的发送。 启停控制逻辑的核心是一个运行标志寄存器，当它为 1时，原始节拍脉冲通过门电路发送出去，变成 CPU真正需要的节拍脉冲信号。反之，
10、则关闭了时序发生器。 26 【正确答案】 指令 (Instruction)又称为机器指令，是指挥计算机执行某种操作的命令，介于微指令和宏指令之间；微指令是在计算机的一个 CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合。 指令由操作码字段 OP和地址码字段 A组成，微指令由操作控制字段和顺序字段组成。指令和微指令的关系是：一条 指令的功能由一段微程序来实现，而微程序由微指令组成。 27 【正确答案】 流水处理的主要技术途径是时间重叠和功能部件专用化。 CPU内部可以有指令流水线和运算操作流水线。超标量处理机和超流水线处理机都可以在一个时钟周期中发射多条指令。所不同的是，超标量处理机是在一个时钟
11、周期中同时发射多条指令，其最基本的要求是必须有两套或两条以上完整的指令执行部件。而超流水线处理机是在一个时钟周期中分时发射多条指令，它只需要增加少量硬件，是通过各部分硬件的充分重叠工作来来提高处理机性能的。从流水线的时空图上看，超标量处理机 采用的是空间并行性，而超流水线处理机采用的是时间并行性。 28 【正确答案】 程序查询方式是一种最简单的 I O方式，数据在 CcPU和外设之间的传送完全靠计算机程序控制，外设和 CPU之间是串行工作， CPU效率低，因此除了单片机和数字信号处理机 DSP外，大型计算机不使用这种方式。 DMA方式是一种完全由硬件执行 I O交换的工作方式。其主要优点是数据
12、传送速度很高， CPU根本不参加传送操作，而直接在内存和外设之间进行，传送速率仅受内存访问时间的限制。 DMA方式与中断方式相比，需要更多的硬件。 DMA方式适用于内存 和高速外围设备之间大批数据交换的场合。 中断方式是外设主动提出数据传送要求的 I 0方式， CPU在收到这个要求之前，则执行着本身的程序，故其突出的优点是 CPu效率高。但与程序查询相比，硬件结构相对复杂一些，服务开销时间较大。中断方式一般适用于突发的事件或随机出现的服务，并且一旦提出，则立即执行，实时性好。 29 【正确答案】 微程序控制器的设计思想，就是仿照通常的解题程序的方法，把操作控制信号变成所谓的 “微指令 ”，每一条机器指令编写成一段由若干条微指令构成的微程序，存放到控制存储器里，用寻找程序机器指令的 方法来寻找每个微程序中的微指令。当机器运行时，逐条执行每一条微指令，也就相应地完成了机器指令的全部操作。 六、设计题 30 【正确答案】 31 【正确答案】
