计算机组成每日一题 2020 August#
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1. Week 1#
1.1. Mon#
下列说法正确的是 。 [国防科技大学] Ⅰ．在微型计算机的广泛应用中，会计电算化属于科学计算方面的应用 Ⅱ．决定计算机计算精度的主要技术是计算机的字长 Ⅲ．计算机“运算速度”指标的含义是每秒钟能执行多少条操作系统的命令 Ⅳ．利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫单片机
A．Ⅰ、Ⅲ
B．Ⅱ、Ⅳ
C．Ⅱ
D．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
答案
答案：C解析：会计电算化属于计算机数据处理方面的应用，Ⅰ 错误。Ⅱ 显然正确。计算机“运算速度”指标的含 义是每秒钟能执行多少条指令，Ⅲ 错误。利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成 电路芯片上，这样集成的芯片称为CPU，Ⅳ错误。
1.2. Tue#
某DRAM 芯片内部存储元排列成1024×1024 的矩阵，且已知其存取周期为0.1μs，最大刷新间隔为2ms。当采用异步刷新方式时，死时间 [北京科技大学]
A．＝2ms
B．≈ 0.1ms
C．＝0.2μs
D．＝0.1μs
答案
答疑：D解析：当采用异步刷新方式时，将对DRAM 芯片内1024 行的刷新均匀分布在2ms 内的不同时间，每次 刷新一行；这样每次刷新只需停止一个存取周期，即“死时间”为一个存取周期0.1μs，因此答案选D。
1.3. Wed#
用于科学计算的计算机中，标志系统性能的主要参数是 。[北京科技大学]
A．主时钟频率
B．主存容量
C．MFLOPS
D．MIPS
答案
答案：C解析：AB 两项，所指参数越大越有利于提高系统性能，但是并不是标志性能的主要参数，不同频率或者 主存容量的计算机如果运行不同的程序，得到的性能并不一定是高频率或大主存的就一定好。D 项，MIPS 是每 秒执行百万条指令条数，是用来描述一般的计算机系统性能的。MFLOPS（每秒执行百万条浮点指令条数）用来 描述计算机浮点性能，而用于科学计算的计算机主要就是看浮点的性能。
1.4. Thu#
某机器采用四体低位交叉存储器， 现分别执行下述操作： （1）读取6 个连续地址单元中存放的存储字， 重复80 次； （2）读取8 个连续地址单元中存放的存储字，重复60 次。 则（1）、（2）所花时间之比为 。[北京科技大学]
A．1:1
B．2:1
C．4:3
D．3:4
答案
答案：C解析：假设存储器的存取周期为T，（1）的情况下，连续读取6 个存储字需时T＋（6－1）×（T/4）＝2.25T，但存放连续字中第一个字的存储器需到2T 时间后才能进行下一轮读取，故（1）共需时2T×（80－1） ＋2.25T ＝160.25T；（2）的情况同理，一轮读取需时T＋（8－1）×（T/4 ）＝2.75T ，但开始下一轮读取需3T 时 间后，故（2）共需时2T×（60－1）＋ 2.75T＝120.75T；综合上述分析， （1）、 （2）所花时间之比约为4:3。
1.5. Fri#
某计算机主存地址空间大小为256MB，按字节编址。虚拟地空间大小为4GB，采用页式存储管理，页面 大小为4KB，TLB（快表）采用全相联映射，有4 个页表项，内容如下表所示
| 有效位 | 标记 | 页框号 | ... |
|---|---|---|---|
| 0 | FF180H | 0002H | C1 |
| 1 | 3FFF1H | 0035H | C2 |
| 0 | 02FF3H | 0351H | C3 |
| 1 | 03FFFH | 0153H | C3 |
则对虚拟地址03FFF180H 进行虚实地址变换的结果是 。[北京科技大学]
A．0153180H
B．0035180H
C．TLB 缺失
D．缺页
答案
答案：A解析：由于主存地址空间按字节编址，页面大小为4KB，虚拟地址为03FF F180H，所以页号为03FFFH， 页内地址为180H，根据题目中给出的页表项可知页标记为03FFFH 所对应的页框号为0153H，且有效位为1，则 页框号与页内地址之和即为物理地址015 3180H。
2. Week 2#
2.1. Sat#
下列有关浮点数加减运算的叙述中，正确的是 [燕山大学810]
Ⅰ．对阶操作不会引起阶码上溢或下溢
Ⅱ．右规和尾数舍入都可能引起阶码上溢
Ⅲ．左规时可能引起阶码下溢
Ⅳ．尾数溢出时结果不一定溢出
A．仅Ⅱ、Ⅲ
B．仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
C．仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
答案
答案：D解析：浮点数的加减运算步骤包括： ①对阶，使两个操作数的小数点位置对齐，阶码小的尾数右移，可能 产生溢出，但是阶码不会溢出；
②尾数求和，将对阶后的尾数按定点数加(减）运算规则运算；
③规格化，包括左规和右规，左规时阶码减少，可能出现阶码下溢，而右规时，阶码增加可能出现阶码上溢；
④舍入，该过程可能需要右规调整因此可能出现阶码上溢；
⑤溢出判断，浮点数的溢出与否是由阶码的符号决定的，而不是由尾 数溢出判断的，因此尾数溢出时结果不一定溢出。因此Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正确。
2.2. Sun#
计算机中常采用下列几种编码表示数据，其中，±0编码相同的是 。[燕山大学810]
Ⅰ 原码 Ⅱ 反码 Ⅲ 补码 Ⅳ 移码
A．Ⅰ和Ⅲ
B．Ⅱ和Ⅲ
C．Ⅲ和Ⅳ
D．Ⅰ和Ⅳ
答案
答案：C解析：假设字长为8位，[+0]原=00000000，[-0]原=10000000；[+0]反=00000000，[-0]反=11111111；[+0]补=[-0]补=00000000；[+0]移=[-0]移=10000000。 对于真值0，原码和反码各有两种不同的表示形式，而补码和移码只有唯一的一种表示形式。正因为补码和移码0的表示形式唯一，才使得补码和移码比原码和反码能多表示一个负数。
3. Week 3#
3.1. Mon#
采用指令Cache 与数据Cache 分离的主要目的是 。[燕山大学810]
A．减低Cache 的缺失损失
B．提高Cache 的命中率
C．减低CPU 平均访问时间
D．减少指令流水线资源冲突
答案
答案：D解析：Cache分为一级L1和二级L2。L1集成在CPU中，称为片内Cache。在L1中还分数据Cache和指令Cache。分别用来存放数据和执行这些数据的指令，两个Cache可以同时被CPU访问，减少了争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。
3.2. Tue#
下列命令组合情况，一次访存过程中，不可能发生的是 [燕山大学810]
A.TLB未命中，Cache未命中，Page未命中
B.TLB未命中，Cache命中，Page命中
C.TLB命中，Cache未命中，Page命中
D.TLB命中，Cache命中，Page未命中
答案
答案：D解析：考点：TLB，Cache，Page的含义。 TLB即为快表，快表只是慢表(Page)的小小副本，因此TLB命中，必然Page也命中，而当Page命中，TLB则未必命中，故D不可能发生；而Cache的命中与否与TLB、Page的命中与否并无必然联系。
3.3. Wed#
以下有关总线说法错误的是 [燕山大学810]
A．总线管理主要包括判优控制和通信控制
B．集中式总线判优控制逻辑有链式查询和计数器定时查询两种方式
C．链式查询需要增加2 根控制线，其优先级连接固定，无灵活性
D．定时查询需要增加log2N 根控制线，其中N 是所允许接纳的最大设备数，优先级可用程序改变，灵活
答案
答案：B解析：集中式总线判优控制逻辑有链式查询、计数器定时查询和独立请求三种方式。
3.4. Thu#
某同步总线的时钟频率为100MHz ，宽度为32 位，地址/数据线复用， 每传输一个地址或数据占用一个时 钟周期。若该总线支持突发（猝发）传输方式，则一次“主存写”总线事务传输128 位数据所需要的时间至少是 [燕山大学810]
A．20ns
B．40ns
C．50ns
D．80ns
答案
答案：C解析：总线的时钟频率为100MHz，则时钟周期为10ns。数据是128 位，总线宽度是32 位，所以需要4 个时钟周期，而传输地址还需要一个周期，所以传输一个128 位的数据至少需要5 个时钟周期，所以至少需要10ns*5 ＝50ns。
4. Week 4#
4.1. Tue#
有关指令和微指令之间关系的描述中，下列选项正确的是 [国防科技大学821-2018]
A．一条指令的功能通过执行一条微指令来实现
B．一条指令的功能通过执行一个微程序来实现
C．一条微指令的功能通过执行一条指令来实现
D．一条微指令的功能通过执行一个微程序来实现
答案
答案：B解析：在微程序控制的计算机中，将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指令，所以微指令就是把同时发出的控制信号的有关信息汇集起来而形成的。将一条指令分成若干条微指令，按次序执行这些微指令，就可以实现指令的功能。
若干条微指令可以构成一个微程序，而一个微程序就对应一条（机器）指令。