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1、2010年全国硕士研究生计算机学科入学统一考试,计算机组成原理试题（45分）,一、选择题（每个题2分）12下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是I提高CPU时钟频率II优化数据通路结构III对程序进行编译优化A仅I和IIB仅I和IIIC仅II和IIIDI、II和III 13假定有4个整数用8位补码分别表示为r1=FEH，r2=F2H，r3=90H，r4=F8H。若将运算结果存放在一个8位寄存器中，则下列运算会发生溢出的是Ar1r2Br2r3Cr1r4Dr2r4,r1=FEH=-2 0000 0010r2=F2H=-14 0000 1110r3=90H=-112 0111 0000r4=F8H=
2、-8 0000 1000,14 假定变量i、f和d的数据类型分别为int、float和double（int用补码表示，float和double分别用IEEE 754单精度和双精度浮点数格式表示），已知i=785，f=1.5678e3，d=1.5e100。若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为“真”的是Ii=(int)(float)iIIf=(float)(int)fIIIf=(float)(double)fIV(d+f)-d=fA仅I和IIB仅I和IIIC仅II和IIID仅III和IV,i=785=1100010001,15假定用若干个2 K4位的芯片组成一个8 K8位的存储器，则地址0
3、B1FH所在芯片的最小地址是A0000HB0600HC0700HD0800H,0000H-07FFH,0800H-0FFFH,1000H-17FFH,1800H-1FFFH,16下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是I RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器II RAM和ROM都采用随机存取方式进行信息访问IIIRAM和ROM都可用作CacheIVRAM和ROM都需要进行刷新 A仅I和II B仅II和III C仅I、II和IV D仅II、III和IV,17下列命中组合情况中，一次访存过程中不可能发生的是ATLB未命中、Cache未命中、Page未命中BTLB未命中、Cache命中、Pa
4、ge命中CTLB命中、Cache未命中、Page命中DTLB命中、Cache命中、Page未命中 18下列寄存器中，汇编语言程序员可见的是A存储器地址寄存器（MAR）B程序计数器（PC）C存储器数据寄存器（MDR）D指令寄存器（IR）,19下列选项中，不会引起指令流水线阻塞的是A数据旁路（转发）B数据相关C条件转移 D资源冲突 20下列选项中的英文缩写均为总线标准的是APCI、CRT、USB、EISA BISA、CPI、VESA、EISACISA、SCSI、RAM、MIPS DISA、EISA、PCI、PCI-Express,21单级中断系统中，中断服务程序内的执行顺序是I保护现场II开中断I
5、II关中断IV保存断点V中断事件处理VI恢复现场VII中断返回AIVVIIIVII BIIIIVVIICIIIIVVVIVII DIVIVVIVII,22假定一台计算机的显示存储器用DRAM芯片实现，若要求显示分辨率为16001200，颜色深度为24位，帧频为85 Hz，显存总带宽的50%用来刷新屏幕，则需要的显存总带宽至少约为A245 Mbps B979 Mbps C1 958 MbpsD7 834 Mbps,(1600120024852)106,二、综合应用题43（11分）某计算机字长为16位，主存地址空间大小为128 KB，按字编址。采用单字长指令格式，指令各字段定义如下：转移指令采用相
6、对寻址方式，相对偏移量用补码表示。寻址方式定义如下：Ms/Md寻址方式助记符含义000B寄存器直接Rn操作数=(Rn)001B寄存器间接(Rn)操作数=(Rn)010B寄存器间接、自增(Rn)+操作数=(Rn),(Rn)+1Rn011B相对D(Rn)转移目标地址=(PC)+(Rn)注：（x）表示存储器地址x或寄存器x的内容。,请回答下列问题：（1）该指令系统最多可有多少条指令？该计算机最多有多少个通用寄存器？存储器地址寄存器（MAR）和存储器数据寄存器（MDR）至少各需要多少位？（2）转移指令的目标地址范围是多少？（3）若操作码0010B表示加法操作（助记符为add），寄存器R4和R5的编号分
7、别为100B和101B，R4的内容为1234H，R5的内容为 5678H，地址1234H中的内容为5678H，地址5678H中的内容为1234H，则汇编语句“add(R4),(R5)+”（逗号前为源操作数，逗号后为目的操作数）对应的机器码是什么（用十六进制表示）？该指令执行后，哪些寄存器和存储单元的内容会改变？改变后 的内容是什么？,答案（1）指令系统最多支持16条指令；支持8个通用寄存器；MAR至少为16位；MDR至少为16位。（2）转移指令的目标地址范围为0000HFFFFH。（3）汇编语句“add(R4),(R5)+”，对应的机器码为：2315H。“add(R4),(R5)+”指令执行后
8、，R5和存储单元5678H的内容会改变。执行后，R5的内容为5679H。内存5678H单元的内容为68ACH。,44.（12分）某计算机的主存地址空间大小为256 MB，按字节编址。指令Cache和数据Cache分离，均有8个Cache行，每个Cache行大小为64 B，数据Cache采用直接映射方式。现有两个功能相同的程序A和B，其伪代码如下所示：,假定int类型数据用32位补码表示，程序编译时i,j,sum均分配在寄存器中，数组a按行优先方式存放，其首地址为320（十进制数）。请回答下列问题，要求说明理由或给出计算过程。（1）若不考虑用于Cache一致性维护和替换算法的控制位，则数据Cac
9、he的总容量为多少？（2）数组元素a031和a11各自所在的主存块对应的Cache行号分别是多少（Cache行号从0开始）？（3）程序A和B的数据访问命中率各是多少？哪个程序的执行时间更短？,5 0,8 6,27 9,Block offset,index,tag,320=0000000000000000000 101 0000 00 a00,0000000000000000000 101 0001 00 a01,0000000000000000000 101 0010 00 a02,0000000000000000000 110 0000 00 a031,0000000000000000010
10、 100 1111 00 a0255,0000000000000000010 101 0000 00 a10,0000000000000000010 101 0001 00 a11,每次调入16个元素，因此命中率=15/16,答案（1）数据Cache的总容量为：4256位（532字节）。（2）数组a在主存的存放位置及其与Cache之间的映射为：a031所在主存块映射到Cache第6行，a11 所在主存块映射到Cache第5行。（3）编译时i,j,sum均分配在寄存器中，故数据访问命中率仅考虑数组a的情况。程序A的数据访问命中率为93.75%；程序B的数据访问命中率为0。程序A的执行比程序B快得多。,
