2. A.浮点 B.指数 C.对阶 3. A. 瞬时启动 B.存储器 C.固态盘 4. A.软件 B.操作控制 C.灵活性 5. A.总线带宽 B.传输速率 C.264MB / S 四． 解：（1）定点原码整数表示：
最大正数： 0 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111
31
数值 = （2 – 1）10
最小负数： 1 111 111 111 111 111 111 111 111 111 1111 31 数值 = -（2 – 1）10 （2）定点原码小数表示：
-31
最大正数值 = （1 – 2 ）10
-31
最小负数值 = -（1 – 2）10
五． 解：信息总量： q = 64位 ×4 =256位
顺序存储器和交叉存储器读出4个字的时间分别是：
–7
t2 = m T = 4×200ns =8×10 (s)
–7
t1 = T + (m – 1)τ = 200 + 3×50 = 3.5 ×10 (s) 顺序存储器带宽是：
7
W1 = q / t2 = 32 ×10 （位/ S） 交叉存储器带宽是：
7
W2 = q / t1 = 73 ×10 （位/ S）
6
六． 解：（1）操作码字段为6位，可指定 2 = 64种操作，即64条指令。
（2）单字长（32）二地址指令。
（3）一个操作数在源寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由变址寄 存器内容 + 偏移量决定），所以是RS型指令。 （4）这种指令结构用于访问存储器。 七． 解：（1）假设判别测试字段中每一位为一个判别标志，那么由于有4个转移条件， 故该字段为4
位（如采用字段译码只需3位），下地址字段为9位，因此控制存储器容量为512个单元，微命令字段是（ 48 – 4 - 9 ）= 35 位。
（2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图如B1.2如下：其中微地址寄存器对应下地址字段，P字段即为判别测试字段，控制字段即为微命令子段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移逻辑的输入是指令寄存器OP码，各状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），转移逻辑输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。
图B1.2
八． 解：数据采集接口方案设计如图B1.4所示。
现结合两种工作方式说明上述部件的工作。 （3）定期巡检方式
主机定期以输出指令DOA、设备码；（或传送指令）送出控制字到A寄存器，其中用四位分别指定选中的缓冲寄存器（四个B寄存器分别与四个采集器相应）。然后，主机以输入指令DIA、设备码；（或传送指令）取走数据。
（4）中断方式
'
比较结果形成状态字A ，共8位，每二位表示一个采集器状态：00 正常 ，01 过低 ，10 过高。有任一处
'
不正常（A 中有一位以上为“1”）都将通过中断请求逻辑（内含请求触发器、屏蔽触发器）发出中断请求。中断响应后，服务程序以DIA、设备码；或传送指令）取走状态字。可判明有几处采集数据越限、是过高或过低，从而转入相应处理。
图B1.4 八．解： 指令 功能 替代指令 MOV 寄存器间传送数据 ADD(加法) INC 寄存器内容加1 ADD(加法) DEC 寄存器内容减1 SUB(减法) NEG 取负数 SUB(减法) NOT 取反码 XOR(异或) CLR 清除寄存器 ADD(加法) 实现方法 Rs+R0?Rd 立即数imm13=1,作为操作数 立即数imm13=-1,作为操作数 R0-Rs?Rd 立即数imm13=-1,作为操作数 R0+R0?Rd 山东科技大学2012—2013学年第一学期 《计算机组成原理》考试试卷（B卷）
一、选择题（每题1分，共10分）
1、目前大多数集成电路生产中，所采用的基本材料为______。
A.单晶硅 B.非晶硅 C.锑化钼 D.硫化镉
2、用16位字长（其中一位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值范围是______。
A.0≤│N│≤1-2C.0≤│N│≤1-2
-（16+1）
B.0≤│N│≤1-2 D.0≤│N│≤1
-16
-（16-1）
3、运算器虽有许多部件组成，但核心部件是______。
A.数据总线 B.算术逻辑运算单元 C.多路开关 D.累加寄存器
4、某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按字编址，它的寻址范围是______。
A. 1M B. 4MB C. 4M D. 1MB
5、常用的虚拟存贮系统由______两级存贮器组成，其中辅存是大容量的磁表面存贮器。
A.主存-辅存 B.快存-主存 C.快存-辅存 D.通用寄存器-主存
6、单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数以外，另一个数常需采用______。
A.堆栈寻址方式 B.立即寻址方式 C.隐含寻址方式 D.间接寻址方式
7、为确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想是______。
A.用程序计数器PC来产生后继微指令地址 B.用微程序计数器μPC来产生后继微指令地址
C.通过微指令顺序控制字段由设计者指定或由设计者指定的判别字段控制产生后继微指令地址 D.通过指令中指定一个专门字段来控制产生后继微指令地址
8、cache 每次替换的数据量大小是一个______。
A.字块 B.字 C.字节 D.块号
9、为了使设备相对独立，磁盘控制器的功能全部转移到设备中，主机与设备间采用______接口。
A.SCSI B.专用 C.ESDI D.RISC
10、I/O标准接口SCSI中，一块主适配器可以连接______台具有SCSI接口的设备。
A.6 B.7--15 C.8 D.10
二、填空题（每空1分，共20分）
1、IEEE754标准，一个浮点数由______、阶码E、尾数M三个域组成。其中阶码E的值等于指数的______加上一个固定______。
2、相联存储器不按地址而是按______访问的存储器，在cache中用来存放______，在虚拟存储器中用来存放______。 3、计算机系统中控制单元的设计主要有______和______两种方式。 4、根据地址格式不同，虚拟存贮器分为______、______和______三种。
5、CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做______，它常用若干个______来表示，而后者又包含有若干个______。
6、计算机硬件系统由______、______、______、______组成。 7、寻找中断服务程序入口地址的方法______和______。 三、简答题（每题5分，共20分）
1、 什么是接口和端口？两者有什么联系？
2、 什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么？
3、为什么说取指令是公操作？在取指令阶段，CPU主要完成哪些操作？ 4、简述中断服务程序的流程？ 四、计算题（每题10分，共20分）
1、 S、E、M三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化浮点数X，S=1位，E=8位，M=23位。其值表示为：X=（-1）×（1.M）×2
S
E-128
，问它所表示的最大正数，最小正数，最大负数，最小负数。
2、设X、Y为定点纯小数，证明[X]补+ [ Y ]补 = [ X + Y ]补 （mod 2）。 五、设计题（每题10分，共30分）
1、 已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为512×48（位），微程序可在整个控制存储器中实现转移，
可控制微程序转移条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采用断定方式，如图所示：
微命令字段 判别测试字段 下地址字段 ←操作控制→ ←—————— 顺序控制 ————————→ (1)微指令中的三个字段分别应多少位？
(2)画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。
2、已知某16位机的主存采用半导体存贮器，地址码为18位，若使用8K×8位SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式。问：
（1）若每个模板为32K×16位，共需几个模块板? （2）每个模块内共有多少片RAM芯片?
（3）主存共需多少RAM芯片？CPU如何选择模块板？
3.下图所示为双总线结构的机器，IR为指令寄存器，PC为程序计数器（具有自增功能），M为主存 （受R/W信号控制），AR为主存地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器，ALU由＋，－控制信号决定可完成何种操作，控制信号G控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如Yi表示Y寄存器的输入控制信号，R1o为寄存器R1输出控制信号。未标注的线为直通线，不受控制。
“SUB R1 ，R3”指令完成（R3）－（R1）→R3的功能操作，画出其指令周期流程图，并列出相应的微操作控制信号序列。
山东科技大学2012—2013学年第一学期
参考答案及评标准
一、选择题（每题1分，共10分） 1．A 2．C 3．B 4．A 5．A 6．C 7．C 8．B 9．A 10．B 二、填空题（每空1分，共20分）
1．符号位S 真值e 偏移值
2．内容 行地址表 段表、页表和快表 3．组合逻辑设计 微程序设计 4．页式 段式 段页式
5．指令周期 机器周期 时钟周期
6．中央处理器 存储器 I/O系统、总线 7．硬件向量法 软件查询法 三、简答题（每题5分，共20分）
1、什么是接口和端口？两者有什么联系？
答：接口是两个系统或者两个部件之间的交接部分，既可以是两种硬设备之间的连接电路。（2分）端口是接口电路中的一些寄存器，这些寄存器分别用来存放数据信息、控制信息和状态信息，相应的端口分别称为数据端口、控制端口和状态端口。（2分）这些控制端口就构成接口电路。端口是接口电路的一部分。（1分） 2、什么是RISC？RISC指令系统的特点是什么？
RISC技术是用20％的简单指令的组合来实现不常用的80%的那些指令功能。(1分) RISC的主要特点:(每小项1分)
·选取使用频率较高的一些简单指令以及一些很有用但又不复杂的指令，让复杂指令的功能由频度高的简单指令的组合来实现。
·指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。
·只有取数/存数(LOAD/STORE)指令访问存储器：其余指令的操作都在寄存器内完成。
·采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期内完成。采用超标量和超流水线技术，可使每条指令的平均执行时间小于一个时钟周期。
·控制器采用组合逻辑控制，不用微程序控制。CPU中有多个通用寄存器。采用优化的编译程序。
3、指令周期通常包括取指周期和执行周期。指令功能不同，执行周期的操作不同，但是都需要将指令从主存取到CPU内部，故取指令是公操作。（2分）
PC中存放现行指令的地址，该地址送到MAR并送至地址总线， 然后由控制部件CU向存储器发出读命令（1分），使对应MAR所指单元的内容(指令)经数据总线送至MDR，再送至IR，（1分）与此同时CU控制PC内容加1，形成下一条指令的地址。（1分）