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西南科技大学2010-2011-1学期

《计算机组成原理》本科期末考试试卷（A卷）

参考答案及评分细则

课程代码 1 4 3 1 4 0 1 5 0 命题单位 计算机科学与技术学院：计算机应用教研室 一．名词解释：（每小题5分，共20分） 1、总线

一组可由多个部件分时共享的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。 2、程序查询I/O方式

启动I/O设备后，CPU程序查询，若未准备好则等待，若条件已具备则执行I/O操作。

3、时钟周期

由主频脉冲定义得一个定长的基本时间段，通常一个时钟周期完成一步操作。 4、硬连接控制器

由组合逻辑构成的控制器，也称组合电路控制器。组合逻辑电路是由“与”门、“或”门以及“非”门等电路构成的不具有记忆能力的数字电路。 二．简答题 （每小题8分，共40分）

1. 指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们？

解：计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据，即：取指周期（或取指微程序）取出的既为指令，执行周期（或相应微程序）取出的既为数据。（4分）

另外也可通过地址来源区分，从PC指出的存储单元取出的是指令，由指令地址码部分提供操作数地址。（4分）

2. 试比较同步通信和异步通信。

解：同步通信——由统一时钟控制的通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降。适合于速度差别不大的场合；（4分）

异步通信——不由统一时钟控制的通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率。（4分） 3. 什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。

解：刷新——对DRAM定期进行的全部重写过程；（2分）刷新原因——因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作。（2分）

常用的刷新方法有三种——集中式、分散式、异步式。集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新；分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间；异步式：是集

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中式和分散式的折衷。（4分）

4、存储器的主要性能指标有哪些，简述其基本概念。

答：存储容量：主存 存放二进制代码的总位数；（2分）存取时间：存储器的 访问时间；（2分）存储周期：连续两次独立的存储器操作（读或写）所需的 最小间隔时间；（2分）存储器带宽：存储器每秒钟读写数据的数量。（2分）

5、微程序控制器如何产生微指令？微指令、微程序与机器指令之间的对应关系如何？

答：① 微程序控制器是从控制存储器中读取微指令，从而产生微指令。（4分） ② 一条微指令包含的微指令控制实现一步（一个时钟周期）操作，若干条微指令组成的一段微程序解释执行一条机器指令，整个微程序实现指令系统功能。（4分） 三、综合计算题（每小题10分，共40分）

1、设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有2.5个机器周期，试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS？ 解：

时钟周期=1/8MHz=0.125×10-6 =125ns （3分） 机器周期=125ns×2=250ns （2分） 平均指令周期=250ns×2.5=625ns （2分） 平均指令执行速度=1/625ns=1.6MIPS （3分） 2、用原码一位或两位乘法计算下题，要求写出具体步骤。

x=0.1110 , y=0.1011 , 求 x·y. 解：

0 0.0 0 0 0 1 0 1 1 z0=0 + 0 0.1 1 1 0 y4=1, +x 0 0.1 1 1 0

? 0 0.0 1 1 1 0 1 0 1 右移，得z1 + 0 0.1 1 1 0 y3=1, +x 0 1.0 1 0 1

? 0 0.1 0 1 0 1 0 1 0 右移，得z2 + 0 0.0 0 0 0 y2=0, +0 0 0.1 0 1 0

? 0 0.0 1 0 1 0 1 0 1 右移，得z3

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+ 0 0.1 1 1 0 y1=1, +x 0 1.0 0 1 1

? 0 0.1 0 0 1 1 0 1 0 右移，得z4=x?y 符号为正，最后结果为：0.10011010（步骤正确6分，符号正确2分，结果正确2分）

3、某半导体存储器，按字节编址。其中，0000H～ 07FFH为ROM区，选用EPROM芯片（2KB/片）；0800H～13FFH为RAM区，选用RAM芯片（2KB/片和1KB/片）。地址总线A15～A0（低）。给出地址分配和片选逻辑。 解：

（1）计算容量和芯片数: ROM区：2KB；RAM区：3KB；共3片。（5分） （2）分配地址及片选信号：（5分）

4、拟定微操作流程：CPU采用内部非总线结构，如下图所示，试完成下列各题：

(1)写出加法指令“ADD M”(M为主存地址)在执行阶段的全部微操作。 (2)当上述指令为间接寻址时，写出其间址周期的全部微操作。

解： （1）加法指令 “ADD M” （5分）

AD(IR)?MAR 1?R

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