2017年长江大学计算机技术(专业学位)408计算机学科专业基础综合之计算机组成原理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、分析题
1． 假设一条指令的指令周期分为取指令、指令译码、执行指令三个子过程段，且这三个子过程延迟时间相等，即每个子过程延迟时间都为T 。假设某程序共同n=10000条指令，请写出如下两种情况下CPU 执行该程序所需的时间，画出时空图。
（1）指令顺序执行方式； （2）指令流水执行方式。
【答案】（1）指令顺序执行方式如图1所示。
图1指令顺序执行方式
执行n 条指令的总时间为：线中同时有3 条指令在执行，故
其中2T 是填满流水线的时间。
（2）指令流水执行方式如图2所示。执行n 条指令的总时间为：2T 时间延迟后，CPU 流水
图2指令流水执行方式
2． 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）。
3． —磁带机有9道磁道，带长700m , 带速2m/ s，每个数据块1KB , 块间间隔14mm 。若数据传输率为
试求：
（1）记录位密度。
（2）若带首尾各空2m ，求此带最大有效存储容量。 【答案】（1）由于数据传输率（2）传送一个数据块所需时间为
一个数据块占用长度为
每块间隙
数据块总数为
故磁带存储器有效存储容量为
4． CPU 执行一段程序时，cache 完成存取的次数为3800次，主存完成存取的次数为200次，已知cache 存取周期为50ns , 主存为250ns ，求cache-主存系统的效率和平均访问时间。
【答案】cache 的命中率
cache-主存系统效率e 为
平均访问时间
为
其中D 为记录位密度，vS 线速度，故
5． 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
图
6． 通道有几种类型？简述其特点。
【答案】（1）选择通道
又称高速通道，在物理上可接多个设备，但逻辑上只能接一个设备，主要用于连接高速外设。但外设的辅助操作时间长，此期间内通道处于等待状态，利用率不高。
（2）数组多路通道