北邮考研计算机组成原理专业课试卷15
研究生入学试卷十五
一．填空题（每题3分，共18分）
1.{(26)16U(63)16}⊕(135)8的值为A.___。
2.DRAM存储器的刷新一般有A.___,B.___,C.___三种方式。
3. 块寻址方式常用于A.___,以实现外存或外设同主存之间的B.___,在主存中还可用于
C.___。
4. 流水线处理器是指A.___类型的机器，运算部件也可实现B.___其实质是C.___处理
以提高机器速度。
5. 分布式仲裁不需要A.___,每个功能模块都有自己的B.___,通过分配C.___,仲裁号,每个
仲裁器将仲裁总线得到的号与自己的仲裁号进行比较,从而获得总线控制权。
6. 中断处理过程可以A.___进行,B.___的设备可以中断C.___的中断服务程序。
二.（11分）设有两个浮点数x=2Ex×S
x
,y=2Ey×S y,，E X=(-10)2,，S x=(+0.1001)2,E y=(+10)2, S y=(+0.1011)2, 若尾数4位，阶码2位，阶符1位，求x+y=? 并写出运算步骤及结果。三．（10分）根据表A15.1，一位全加器（FA）的逻辑表达式可用“与或非”形式写出：S i = A i B i C i+A i B i C i+ A i B i C i+A i B i C i(1)
__ __ __ __ __
C i+1 =A i B i+A i C i+B i C i(2)
用此表达式设计的一位全加器构成加法器有什么问题？请改进设计，以便缩短加法器进位时间。并画出加法器逻辑图(2位)。
A i
B i
C i S i C i+1
考研步骤流程图0 0 0 0 0 1 0 1 0
0 1 1
1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 00 10 1 0 0 1 10 0 1
0 1
1 1
表A15.1
四．（10分）CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次
数为100次，已知cache存取周期为50ns,主存存取周期为250ns.
求：（1）cache/主存系统的效率（2）平均访问时间
五．（10分）现在要设计一个新处理机，但机器字长尚悬而未决，有两种方案等待选择：
（1）16位字长的指令和20位字长的指令各有什么优缺点？哪种方案较好？
（2）若选用24位的指令字长，基地址寄存器还有保留的必要吗？
六．（11分）运算器结构如图A15.1所示,
图A15.1
IR为指令寄存器,R1~R3是三个通用寄存器,其中任何一个可作为源寄存器或目标寄存器,A 和B是三选一多路开关,通路的选择分别由AS0,AS1和BS0,BS1控制(如BS0BS1=01时选择R1,10时选择R2,11时选择R3),S1S2是ALU的操作性质控制端,功能如下: S1S2=00时ALU输出B;S1S2=01时ALU输出A+B;S1S2=10时ALU输出A-B;S1S2=11时ALU输出B 设有如下四条机器指令,其操作码OP和功能如表所示:
指令名称OP 指令功能
MOV 00 从源寄存器传送一个数到目标寄存器
ADD 01 源寄存器内容与目标寄存器内容相加后送目标寄存器COM 10 源寄存器内容取反后送目标寄存器
ADT 11 十进制加法制指令，修正量6假定在R3，a,b数在R1和R2
假定取微指令用一个空白框表示，画出四条指令的流程图。
七．（10分）在流水处理中，把输入的任务分割为一系列子任务，并使各子任务在流水线
的各个过程段并发地执行，从而使流水处理具有强大的数据吞吐能力。请用定量分析发证明这个结论的正确性。
八．（10分）何谓IEEE1394?其性能特点是什么?若有设备硬磁盘,CD-ROM,数字相机,扫描仪,打印机,请用IEEE1394进行配置,画出配置图。
九．（10分）某光栅扫描显示器的分辨率为1280×1024，帧频为75Hz（逐行扫描），颜
为真彩（24位），显示存储器为双端口存储器。回归和消隐时间忽略不计。
①每一像素允许的读出时间是多少？
②刷新带宽是多少？
③显示总带宽是多少？
研究生试卷十五答案
一．填空题
1．A.(58)10
2．A.集中式 B.分散式 C.异步式
3．A.输入输出指令 B.数据块传送 C.数据块搬家
4．A.指令流水线 B.运算流水线 C.并行
5．A.中央仲裁器 B.仲裁号和仲裁器 C.优先级
6．A.嵌套 B.优先级高 C.优先级低
二．解：因为x+y = 2Ex×(S x+S y)(E x=E y),所以求x+y要经过对阶、尾数求和及规格化等步
骤。
①对阶：
△J= E x-E y=(-10)2 -(+10)2 =(-100)2 所以E x＜E y，则S x右移4位，E x+(100)2 =E y。
S x右移4位后S x=0.00001001,经过舍入处理后，S x=0001，经过对阶、舍入后，
x=2(10)2×(0.0001)2。
②尾数求和：S x+S y
0．0 0 0 1（S x）
＋ 0．1 0 1 1（S y）
0．1 1 0 0（S x+S y）
结果为规格化数，所以
x+y = 2(10)2×（S x+S y）= 2(10)2×(0.1100)2=(11.00)2
三.解:由于两个表达式都用与或非逻辑来实现，因此在这种FA单元中S i和C i+1的延迟时
间均为2T单位。当用FA构成的行波进位的加法器时，关键问题在于缩短进位链的延迟时间。为此，改进设计的着眼点就是改进进位C i+1的逻辑设计。
分析上述进位逻辑表达式发现：等式左边是原变量C i+1，等式右边是反变量C i。根据表A15.1，还可以写出另一种形式的进位逻辑表达式：
C i+1 = A i B i+A i C i+B i S i
该式中等式左边是反变量C i+1，等式右边是原变量C i。
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