八．（9分）试推导磁盘存贮器读写一块信息所需总时间的公式。
解：设读写一块信息所需总时间为T，平均找到时间为Ts，平均等待时间为TL，
读写一块信息的传输时间为Tm，则：T=Ts＋TL＋Tm。
假设磁盘以每秒r转速率旋转，每条磁道容量为N个字，则数据传输率=rN个字/秒。
又假设每块的字数为n，因而一旦读写头定位在该块始端，就能在Tm≈（n / rN）秒的时间中传输完毕。
TL是磁盘旋转半周的时间，TL=（1/2r）秒，由此可得： T=Ts＋1/2r＋n/rN 秒
6
试卷 A-02
一、 选择题 (每小题1分，共10分)
1． 计算机系统中的存贮器系统是指______。 A RAM存贮器 B ROM存贮器 C 主存贮器
D cache、主存贮器和外存贮器
2． 某机字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数。若用定点小数表示，则最大正小数为______。
A +（1 – 2-32） B +（1 – 2-31） C 2-32 D 2-31 3． 算术 / 逻辑运算单元74181ALU可完成______。 A 16种算术运算功能 B 16种逻辑运算功能
C 16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 D 4位乘法运算和除法运算功能 4． 存储单元是指______。
A 存放一个二进制信息位的存贮元 B 存放一个机器字的所有存贮元集合 C 存放一个字节的所有存贮元集合 D 存放两个字节的所有存贮元集合；
5． 相联存贮器是按______进行寻址的存贮器。
A 地址方式 B 堆栈方式 C 内容指定方式 D 地址方式与堆栈方式
6． 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于______。 A 基值寄存器内容加上形式地址（位移量） B 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量） C 变址寄存器内容加上形式地址（位移量） D 程序记数器内容加上形式地址（位移量） 7． 以下叙述中正确描述的句子是：______。
A 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作 B 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 8． 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时______。 A 减少了信息传输量 B 提高了信息传输的速度 C 减少了信息传输线的条数 D 加重了CPU的工作量
9． 带有处理器的设备一般称为______设备。
A 智能化 B 交互式 C 远程通信 D 过程控制
10.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
7
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。
A.N / （NX + Y） B. N / （X + Y）N C .min[1 / X ,1 / Y] D. max[1 / X ,1 / Y]
二、 填空题（每小题3分，共15分）
1．存储 程序 并按 地址 顺序执行，这是 冯·诺依曼 型计算机的工作原理。
2．移码表示法主要用于表示 浮点 数的阶码E，以利于比较两个 指数 的大小和 对阶 操作。
3．闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及 瞬时启动 能力，为现有
的 存储 体系结构带来巨大变化，因此作为 固态盘 用于便携式电脑中。
4．微程序设计技术是利用 软件 方法设计 操作控制 的一门技术。具有规整性、可维护性、 灵活性 等一系列优点。
5．衡量总线性能的重要指标是 总线宽带 ，它定义为总线本身所能达到的最高 传输速率 。PCI总线的带宽可达 264M/s 。 三、（10分）设机器字长32位，定点表示，尾数31位，数符1位，问： （1） 定点原码整数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？
最大正数：0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 数值=(2^31-1)10 最小负数：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 数值=-(2^31-1)10 （2） 定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少？ 最大正数：(1-2^-31)10 最小负数：-(1-2^-31)10 解：（1）定点原码整数表示： 最大正数： 0 111 111 111 111 111 111 111 111
数值 = （231 – 1）10
最小负数： 1 111 111 111 111 111 111 111 111 数值 = -（231 – 1）10
（2）定点原码小数表示：
最大正数值 = （1 – 2-31 ）10 最小负数值 = -（1 – 2-31 ）10。 四．（9分）设存储器容量为32字，字长64位，模块数m = 4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T = 200ns,数据总线宽度为64位，总线周期τ = 50ns .问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？
8
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： t2 = m T = 4×200ns =8×10 –7 (s)
t1 = T + (m – 1)τ = 200 + 3×50 = 3.5 ×10 –7 (s) 顺序存储器带宽是：
W1 = q / t2 = 32 ×107 （位/ s） 交叉存储器带宽是：
W2 = q / t1 = 73 ×107 （位/ s） 五．（9分）指令格式如下所示，OP为操作码字段，试分析指令格式特点。
31 26 22 18 17 16 15 0
OP 源寄存器 变址寄存器 偏移量 解：
（1）操作码字段为6位，可指定 26 = 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。 六．（9分）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），微程序在整个控制存储器中实现转移，可控制的条件共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。 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，
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。
9
七．（9分）画出PCI总线结构图，说明三种桥的功能。
解：PCI总线结构框图如图B1.3所示：
图.B1.3 PCI总线有三种桥，即HOST / PCI桥（简称HOST桥），PCI / PCI桥，PCI / LAGACY桥。在PCI总线体系结构中，桥起着重要作用： （1） 它连接两条总线，使总线间相互通信。 （2） 桥是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的
地址空间上，从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。
（3） 利用桥可以实现总线间的猝发式传送。 八．（9分）某机用于生产过程中的温度数据采集， 每个采集器含有8位数据缓
冲寄存器一个，比较器一个，能与给定范围比较，可发出“温度过低”或“温度过高”的信号，如图B1.1所示。主机采用外设单独编址，四个采集器公用一个设备码，共用一个接口，允许采用两种方式访问：
（1）定期巡回检测方式，主机可编程指定访问该设备中的某一采集器。 （2）中断方式，当采集温度比给定范围过底或过高时能提出随机中断请求，
主机应能判别是哪一个采集器请求，是温度过低或过高。
10