2018年上海交通大学生命科学技术学院408计算机学科专业基础综合之计算机组成原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、简答题
1． 为什么软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件? 实现这种转化的媒介是什么？
【答案】软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件原因如下：
（1）容量大、价格低、体积小、可改写的只读存储器提供了软件固化的良好物质基础。现在已经可以把许多复杂的、常用的程序制作成固件。就它的功能来说，固件是软件，但从形态来说，固件又是硬件。
（2）目前在一片硅单晶芯片上制作复杂的逻辑电路已经是实际可行的，这又为扩大指令的功能提供了相应的物质基础。因此，本来通过软件手段来实现的某种功能，现在可以通过硬件来直接解释执行。传统的软件部分，今后完全有可能“固化”甚至“硬化”。
（3）任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。
实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
2． 比较数字计算机和模拟计算机的特点。
【答案】（1）模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的，用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式；
（2）数字计算机是在算盘的基础上发展起来的，采用数字表示数量的大小，其主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算，用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式；
（3）与模拟计算机相比，数字计算机的精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。
3． 为什么在页式虚拟存储器地址变换时可以用物理页号与页内偏移量直接拼接成物理地址，而在段式虚拟 存储器地址变换时必须用段起址与段内偏移量相加才能得到物理地址？
【答案】由于物理页与虚拟页的页面大小相同，且为2的整数次幂，所以页式虚拟存储器地址变换时可以用物理 页号与页内偏移量直接拼接成物理地址。而段式虚拟存储器的各段大小不同，且段起始地址任意，所以必须用段 起址与段内偏移量相加才能得到物理地址。
4． 冯•诺依曼型计算机的主要设计思想是什么? 它包括哪些主要组成部分？
【答案】冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是存储程序并按地址顺序执行，它由运算器，控制器，存储器，适配器及I/O设备组成。
5． 数字计算机如何分类? 分类的依据是什么？
【答案】数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，分类依据是计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性。
二、分析题
6． 如图表示使用页表的虚实地址转换条件，页表存放在相联存储器中，其容量为8个存储单元，求：
（1）当CPU 按虚拟地址1去访问主存时，主存的实地址是多少？
（2）当CPU 按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地址是多少？
（3）当CPU 按虚拟地址3去访问主存时，主存的实地址是多少？
图
【答案】（1）用虚拟地址为1的页号15作为页表检索项，查得页号为15的页在主存中的起始地址为80000, 故将80000与虚拟地址中的页内地址0324相加，求得主存实地址为80324。
（2）同理，主存实地址
（3）虚拟地址3的页号为48, 查页表时，发现此页面在页表中不存在，此时操作系统暂停用户作业程序的执行，转去查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不在主存中，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其主存中的起始地址写入页表。
7． 某CRT 显示器可显示128种ASCII 字符，每帧可显示80字×25排；每个字符字形采用7×8点阵，即横 向7点，字间间隔1点，纵向8点，排间间隔6点；帧频50Hz ，采取逐行扫描方式。问：
（1）缓存容量有多大？
（2）字符发生器（ROM ）容量有多大？
（3）缓存中存放的是字符ASCII 代码还是点阵信息？
（4）缓存地址与屏幕显示位置如何对应？
（5）设置哪些计数器以控制缓存访问与屏幂扫描之间的同步? 它们的分频关系如何？
【答案】CRT 显示器缓存与屏幕显示间的对应关系：
（1）缓存容量
（2）ROM 容量
（3）缓存中存放的是待显示字符的ASCII 代码。
（4）显示位置自左至右，从上到下，相应地缓存地址由低到高，每个地址码对应一个字符显示位置。
（5）①点计数器（7+1）: 1分频（每个字符点阵横向7个点，间隔1个点）。
②字符计数器（80+12）: 1分频（每一水平扫描线含80个字符，回归和边缘部分等消隐段折合成12个字符 位置）。
③行计数器（8+6）: 1分频（每行字符占8点，行间隔6点）。
④排计数器（25+10）: 1分频（每帧25行，消隐段折合为10行）。
8． 浮点数四则运算的基本公式如下：
其中
.
算器的逻辑结构图。
【答案】浮点乘法和除法相对来说比较简单，因为尾数和阶码可以独立处理：浮点乘法只需对尾数作定点乘和阶码作定点加，而浮点除法只需对尾数作定点除和阶码作定点减即可。不论乘法和除法，需将结果规格化。
浮点加减法较复杂，原因在于尾数相加或减之前必须对阶。为此，将较小的阶码X 。
对应的尾数
（1）计算
（2）将
（3）计算
（4）将结果规格化。
图为浮点运算器的结构图。该运算器由两个相对独立的定点运算器组成。阶码部件只进行加、减操作，
实现对阶（求阶差）和阶码加减法操作
部件完成。寄存器尾数部分可进行加、减、乘、除运算，并与阶码部件协同完成对阶和规格化等功能。尾数的加、减由加法器完成，尾数乘除由高速乘除和积商寄存器本身具有移位功能，以便完成对阶和规格化等操作。 移右移位以得到一个新的尾数
.
这样就能与进行运算。因此浮点加减法需要四步运算： （定点减法）； 位以形成. （定点加法或减法）； 试画出浮点运
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