一、填空题
从层次结构来讲，计算机包含硬件和__软件__两层，它们构成一个有机的整体，相互协调工作。
计算机由五个部分组成。其中__运算器_和_控制器__合称CPU。
系统总线按功能来分。可以分为地址总线、数据总线和__控制_总线。
PC是_程序计数器__，存放_____将要执行的指令的地址__,具有___自动加1___________的功能。
一条机器指令中通常包含的信息有___操作码____、___控制码_______.
一个8K×8的存储器，其地址线和数据线总和为______21____________.
地址线：2^13=8K数据线：8
X的补码为1.01100，则X的二进制真值是_______-0.10100_______________.
补码的补码即为原码，符号位不变，其它位按位取反，然后末位加1，即
1.10011+0.00001=1.10100，符号位为负，还原成真值：-0.10100
总线的控制方式通常有三种，分别是串行链接方式、定时查询方式、__独立请求方式____________.
引入_____CACHE______是为了解决存储器和CPU速度不匹配问题。引入_虚拟存储器_是为了解决存储器容量不够的问题。
SRAM是利用____触发器___的工作原理来实现信息的存储，而DRAM与前者不同。它的存储元则是依靠_________电容______上的电荷实现信息的存储。
常见的刷新方式有3种，集中式刷新、______分散式刷新_____、______异步式刷新___________这三种方式。
存储器的扩展有位扩展、______字扩展___________、_______字位扩展______________这三种方式。
二、单项选择题
1.下列哪种连线属于系统总线(C)。
(A)运算器和控制器
(B)累加器与ALU
(C)CPU和主存
(D)网线
2.下列数中最大的数为(B)。
(A)(10010101)2进制
(B)(11101010111)BCD码
(C)(243)10进制
(D)(189)16进制
全部换算为十进制进行比较：
A：1*2^7+0*2^6+0*2^5+1*2^4+0*2^3+1*2^2+0*2^1+1*2^0=128+16+4+1=149
B：一般不特别指明，采用8421BCD编码。
本题的BCD码为11位，不符合4位二进制数为一位十进制0~9的运算规则，故直接用二进制转十进制的运算规则计算。
1*2^10+…………………………1*2^0(显然为最大的数)【B选项的选数个人感觉有毛病】
C：243，直接为十进制数。
D：十六进制转十进制
1*16^2+8*16^1+9*16^0=256+128+9=393
这题主要还是各种进制之间的转换，b选项的BCD码感觉有毛病，因为BCD码只表示0~9的十进制数，另外4个二进制数为一组进行转换(也就是码位个数的4的整数倍)。例如：(10010111)BCD码=(97)10进制数。下面就是参照表。
3.设机器字长为8位，那么能表示的定点小数的取值范围是(AC)。
(A)[-1,1-2^-7]
(B) (-1,1-2^-7]
(C)[-(1-2^-7),1-2^-7]
(D)(-1,1)
如果采用原码表示，取值范围为：
-(1-2^-7)~1-2^-7
如果采用补码表示，取值范围为：
-1~1-2^-7
4.若采用双符号位补码运算，运算结果的符号位为01，则(B)。
(A)产生了负溢出(下溢)
(B)产生了正溢出(上溢)
(C)结果正确，为正数
(D)结果正确，为负数
若运算结果的双符号位为00， 表示结果为正数，无溢出；
若运算结果的双符号位为11，表示结果为负数，无溢出；
若运算结果的双符号位为10，表示负溢出。
若运算结果的双符号位为01，表示正溢出。
5.浮点加减中的对阶是(D)。
(A)将加数阶码调整到与被加数阶码相同
(B)将两个阶码调整到任意一个相同阶码
(C)将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同
(D)将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同
6.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，则采用奇校验的字符码是(D)。
(A)10110111
(B)11100010
(C)11011011
(D)11000001
判断奇校验还是偶校验就看“1”的位数，因为字符码中已经有奇偶校验位，又因为采用的奇校验，ABC均为偶数，D为奇数，故选D。
7.若想要访问存储器的某个单元，需要将该单元地址赋给下面哪个寄存器(C)。
(A)PC
(B)IR
(C)MAR
(D)MDR
8.设总线的时钟频率为240MHz，一个总线周期包含4个时钟周期，总线的宽度为16位，
则总线的带宽为(B)。
(A)320Mb/s
(B)960 Mb/s
(C)400 Mb/s
(D)240 Mb/s
240/4*16=960Mb/s
9.主存到cache的映射不需要替换策略的是(A)。
(A)直接映射方式
(B)全相连映射方式
(C)组相联映射方式
(D)以上三种映射方式
10.在海明码校验中，如果数据位是8位，则校验位至少应是多少位(C)。
(A)8位
(B)3位
(C)4位
(D)6位
三、分析计算题
1.设机器数字长为8位，且十进制A=107，B=75，用补码求[A-B]原，并还原成真值。
字长为8位的机器数的模是2^8=100000000
将A=107转换成二进制为：1101011
正数的原码和补码均为它本身。
对模2^8=256,-75可以用其补数256-75=181代替
181用二进制表示：10110101
[A-B]补=[A]补+[-B]补=1101011+10110101=100100000
又因为机器数字长为8位，产生溢出，则舍去溢出，为00100000，即32
即[A-B]原=32
已知二进制纯小数X=-0.1001，Y=0.1011，求X*Y。
先计算符号位：
X和Y的原码为：
[X]原=1.1001，[Y]原=0.1011
X的符号位为1，Y的符号位为0，做异或运算(相同为0，不同为1)，即Z的符号位也为1.
取X的绝对值，然后根据公式计算：
Z0=0
Z1=2^-1(0.1001*1+0)=0.01001
Z2=2^-1(0.1001*1+0.01001)=0.011011
Z3=2^-1(0.1001*0+0.011011)=0.0011011
Z4=2^-1(0.1001*1+0.0011011)=0.01100011
然后再结合符号位，即最终结果为：-0.01100011
3.在异步串行通信系统中，假设波特率为10800bps，其帧格式包含一个起始位，8个数据位、一个停止位，没有校验位，清计算该异步串行通信系统每秒能传输多少帧，以及它的比特率是多少？
10800/(1+8+1)=1080帧
1080*(8/10)=864bps
4.已知两浮点数X=0.1101*2^11,Y=0.1111×2^01,求X+Y.规定浮点数格式为阶符、数符各取2位，阶码取3位，尾数取6位，且舍入采用“0舍1入”法。
阶码取3位，尾数取6位(均不包含符号位)，设阶码和尾数均采用补码表示方式，机器表示的形式分别为：
[X]补=00011 001101
[Y]补=00001 001111
第一步，对阶，Y的阶码比X小2，即增大Y的阶码为00011，尾数右移2位，得000011.根据“0舍1入法”可知，尾数被移去2位，最高位为1，所以尾数右移2位后末位要加1.即000011+000001=000100，得此时[Y]补=00011 000100
第二步，尾数以变形补码的形式相加。
00.1101+00.0100=01.0001
第三步，规格化
因尾数为01，需要右规(尾数右移1位，阶码加1)，右移后的尾数结果为：001000.根据“0舍1入”法可知，尾数被移去一位，该位为1，所以尾数右移一位后阶码末位要加1，即001001，得[X+Y]补=00100 001001
正数的补码和原码一样，故该结果也是X+Y的原码。
5.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，问：
(1)cache的命中率？
(2)cache主存系统的平均访问时间是多少？
(3)cache主存系统的访问效率是多少？
(4)使用cache主存系统后该系统的性能提高了多少？
解：(1)h=1900/(1900+100)=0.95
(2)t=0.95*50+(1-0.95)*250=47.5+12.5=60.0ns
(3)e=50/60*100%≈83.3%
(4)(250/60) -1≈3.2
四、设计题
1.设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ做访存控制信号(低电平有效)，用WR做读写控制信号(高电平为读，低电平为写)。现有下列芯片及各种门电路(门电路自定)，如图所示。画出与存储器的连接图，要求如下：
主存地址空间分配：
4800H~4FFFH为系统程序区；20480-18432=2048
5000H~67FFH为用户程序区。26624-20480=6144
合理选用上述存储芯片，说明各选几片？
写出两个区的地址范围，画出存储芯片和CPU的连接图。
解：(1)
(2)2块2K*4位的ROM
3块2K*8位的RAM
(3)26624十进制=110100000000000二进制
20480十进制=101000000000000二进制
和这个图差不多，手绘画着不好看，在ROM的位置换成2块2K*4位的ROM，后面的RAM换成 3块2K*8位的RAM即可。
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