7 某中断系统中，每抽取一个输入数据就要中断CPU一次，中断处理程序接收取样的数据，并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要X秒。另一方面，缓冲区内每存储N个数据，主程序就将其取出进行处理，这种处理需要Y秒，因此该系统可以跟踪到每秒（ ）次中断请求。
8 在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为（ ）。就其所传送信息的性质而言，在公共通路上传送的信息包括（ ）、（ ）、（ ）。
9 在虚存系统中，通常采用页表保护、段表保护和键保护方法实现（ ）保护。 10 安腾体系结构采用推测技术，利用（ ）推测方法和（ ）推测方法提高指令执行的并行度。
三、简答题（每小题8分，共16分）
1 比较水平型微指令与垂直型微指令特点。
2 简述安腾处理机的“分支推断”技术的基本思想。 四、计算题（10分）
设两个浮点数N1=2j1×S1,N2=2j2×S2，其中阶码3位（移码），尾数4位，数符1位。设：
j1=(-10)2,S1=(+0.1001)2 j2=(+10)2,S2=(+0.1011)2
求：N1×N2，写出运算步骤及结果，积的尾数占4位，按原码阵列乘法器计算步骤求尾数之积。 五、分析题（12分）
已知计算机指令字长为32位，其指令格式如下：
其中OP为操作码，R为通用寄存器（32位长），X为寻址方式，说明下列情况下能访问的最大主存空间为多少个机器字： ① X=000，D为直接操作数； ② X=001，D为直接主存地址；
③ X=010，由通用寄存器R0提供主存地址；
④ X=011，D为位移量，由通用寄存器R1提供基址地址；
⑤ X=100，D为位移量，由通用寄存器R2提供变址地址（8位）； ⑥ X=101，D为位移量，有程序计数器PC提供主存地址； ⑦ X=110，由通用寄存器R3提供存储器堆栈栈顶地址。 六、分析题（12分）
指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、写回寄存器堆（WB）四个过程段，共有12条指令连续输入此流水线。要求： ① 画出流水处理的时空图，假设时钟周期100ns。
② 求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。 ③ 求流水CPU的加速比。 七、设计题（15分）
CPU的数据通路如图1所示。运算器中R0～R3为通用寄存器，DR为数据缓冲寄存器，PSW为状态字寄存器。D-cache为数据存储器，I-cache为指令存储器，PC为程序计数器（具有加1功能），IR为指令寄存器。单线箭头信号均为微操作控制信号（电位或脉冲），如LR0表示读出R0寄存器，SR0表示写入R0寄存器。
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机器指令“JMP （R3）”实现的功能是：将寄存器（R3）的内容2008送到程序计数器PC，下一条指令将从指存2008号单元读出执行。JMP是无条件转移指令。画出JMP指令周期流程图，并在CPU周期外标出所需的微操作控制信号。（一个CPU周期含T1～T4四个时钟信号，打入寄存器信号必须注明时钟序号）
本科生期末试卷（九）
一、选择题（每小题1分，共15分） 1 运算器的核心功能部件是（ ）。
A 数据总线 B ALU C 状态条件寄存器 D 通用寄存器 2 某单片机字长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
3 某SRAM芯片，其容量为1M×8位，除电源和接地端外，控制端有E和R/W#，该芯片的管脚引出线数目是（ ）。 A 20 B 28 C 30 D 32
4 双端口存储器所以能进行高速读/写操作，是因为采用（ ）。
A 高速芯片 B 新型器件 C 流水技术 D 两套相互独立的读写电路
5 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 6 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 7 微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（ ）。 A 每一条机器指令由一条微指令来执行
B 每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行 C 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行
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D 一条微指令由若干条机器指令组成
8 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（ ）。
A 地址寄存器 B 程序计数器 C 指令寄存器 D 通用寄存器 9 某寄存器中的数值为指令码，只有CPU的（ ）才能识别它。 A 指令译码器 B 判断程序 C 微指令 D 时序信号 10 为实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用（ ）。 A 通用寄存器 B 堆栈 C 主存 D 外存 11 采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据，就要占用一个（ ）的时间。 A 指令周期 B 机器周期 C 存储周期 D 总线周期
12 将IEEE1394串行标准接口与SCSI并行标准接口进行比较，指出下面陈述中不正确的项是（ ）。
A 前者数据传输率高B 前者数据传送的实时性好
C 前者使用6芯电缆，体积小D 前者不具有热插拔能力 13 下面陈述中，不属于虚存机制要解决的问题项是（ ）。
A调度问题B地址映射问题C替换与更新问题D 扩大物理主存的存储容量和字长
14 进程从运行状态转入就绪状态的可能原因是（ ）。 A 被选中占有处理机时间B 等待某一事件发生 C 等待的事件已发生D 时间片已用完
15 安腾处理机的一组指令中，可以并行执行的指令是（ ）。 A Id8 r1=[r3] B add r6=r8,r9 C SUB r3=r1,r4 D add r5=r3,r7 二、填空题（每小题2分，共20分）
1 计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、一般机器级、操作系统级、（ ）级、（ ）级。 2 十进制数在计算机内有两种表示形式：（ ）形式和（ ）形式。前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。
3 一个定点数由符号位和数值域两部分组成。按小数点位置不同，定点数有（ ）和（ ）两种表示方法。
4 对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构，即（ ）、（ ）、（ ）。 5 高级的DRAM芯片增强了基本DRAM的功能，存取周期缩短至20ns以下。举出三种高级DRAM芯片，它们是（ ）、（ ）、（ ）。 6 一个较完善的指令系统，应当有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四大类指令。 7 机器指令对四种类型的数据进行操作。这四种数据类型包括（ ）型数据、（ ）型数据、（ ）型数据、（ ）型数据。
8 CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是（ ），指示下一条指令地址的寄存器是（ ），保存算术逻辑运算结果的寄存器是（ ）和（ ）。
9 虚存系统中，通常采用页表保护、段表保护和键保护以实现（ ）保护。 10 安腾体系结构采用分支推断技术，将传统的（ ）分支结构转变为无分支的（ ）代码，避免了错误预测分支而付出的代价。 三、简答题（每小题8分，共16分）
1 为什么在计算机系统中引入DMA方式来交换数据？若使用总线周期挪用方式，DMA控制器占用总线进行数据交换期间，CPU处于何种状态？
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2 简述磁表面存储器的读/写原理。 四、设计题（12分）
设A=anan-1…a1a0是已知的(n+1)位的二进制原码，其中最高位为符号位，画出原码转换为补码的逻辑电路图（只画出最低4位）。 五、计算题（10分）
已知cache存储周期40ns，主存存储周期200ns，cache/主存系统平均访问时间为50ns，求cache的命中率是多少？ 六、分析题（12分）
已知浮点加法流水线由阶码比较、对阶、尾数相加、规格化四个流水段组成，每段所需的时间（包括缓冲寄存器时间）分别为30ns、25ns、55ns、50ns。请画出该流水线的时空图，并计算加速比。 七、设计题（15分）
图1所示为传送（MOV，OP码IR0IR100）、加法（ADD，OP码IR0IR101）、取反（COM，OP码IR0IR110）、十进制加法（ADT，OP码IR0IR111）四条指令的微程序流程图，每一框表示一个CPU周期。其中rs,rd为8个通用寄存器R0～R7，每个CPU周期含4个时钟脉冲T1～T4。
① 设微指令的微命令字段为12位，判别字段和下址字段是多少位？ ② 控制存储器E2PROM存储容量至少是多少？
③ 给每条微指令分配一个确定的微地址（二进制编码表示）。 ④ 写出微地址转移逻辑表达式和转移逻辑图。 ⑤ 画出微程序控制器结构图。
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本科生期末试卷（十）
一、选择题（每小题1分，共15分）
1 某机字长64位，1位符号位，63位表示尾数，若用定点整数表示，则最大正整数位（ ）。
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A +(2-1) B +(264-1) C -(263-1) D -(264-1)
2 请从下面浮点运算器中的描述中选出两个描述正确的句子（ ）。
A 浮点运算器可用两个松散连接的定点运算部件一阶码和尾数部件来实现。 B 阶码部件可实现加，减，乘，除四种运算。
C阶码部件只进行阶码相加，相减和比较操作D尾数部件只进行乘法和除法运算。
3 存储单元是指（ ）。
A 存放1个二进制信息位的存储元B 存放1个机器字的所有存储元集合 C 存放1个字节的所有存储元集合D 存放2个字节的所有存储元集合 4 某机字长32位，存储容量1MB，若按字编址，它的寻址范围是（ ）。 A 0—1M B 0—512KB C 0—56K D 0—256KB 5 用于对某个寄存器中操作数的寻址方式为（ ）。 A 直接 B 间接 C 寄存器直接 D 寄存器间接 6 程序控制类的指令功能是（ ）。
A 进行算术运算和逻辑运算 B 进行主存与CPU之间的数据传送 C 进行CPU和I/O设备之间的数据传送 D 改变程序执行的顺序 7 指令周期是指（ ）。
A CPU从主存取出一条指令的时间 B CPU执行一条指令的时间
C CPU从主存取出一条指令加上执行一条指令的时间 D 时钟周期时间 8 描述当代流行总线结构中基本概念不正确的句子是（ ）。 A 当代流行的总线不是标准总线
B 当代总线结构中，CPU和它私有的cache一起作为一个模块与总线相连 C 系统中允许有一个这样的CPU模块
9 CRT的颜色为256色，则刷新存储器每个单元的字长是（ ）。 A 256位 B 16位 C 8位 D 7位 发生中断请求的条件是（ ）
A一条指令执行结束B一次I/O操作结束C机器内部发生故障D一次DMA操作结束
11 中断向量地址是（ ）。
A 子程序入口地址 B 中断服务程序入口地址
C 中断服务程序入口地址指示器 D 例行程序入口地址 12 IEEE1394所以能实现数据传送的实时性，是因为（ ）。 A 除异步传送外，还提供同步传送方式B 提高了时钟频率
C 除优先权仲裁外，还提供均等仲裁,紧急仲裁两种总线仲裁方式 D 能够进行热插拔
13 直接映射cache的主要优点是实现简单。这种方式的主要缺点是（ ）。 A 它比其他cache映射方式价格更贵
B 如果使用中的2个或多个块映射到cache同一行，命中率则下降 C 它的存取时间大于其它cache映射方式
D cache中的块数随着主存容量增大而线性增加
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