1．（6分）（1）定点补码加减运算溢出判断的三种方法是什么？分别列出逻辑表达式并加以说明。

（2）已知机器字长8位，x = - 0.0111100，y = +0.1100100，求[x]补，[-x]

补，[y]补，[-y]补，x + y =？，x - y = ？要求给出运算器的计算过程，并用溢

出判别方法判断结果是否溢出。

2．（4分）已知X=0.1010,Y=-0.1101,用原码一位乘法计算X*Y=？其中寄存器、加法器的宽度均为4位，要求写出详细计算过程与说明。

解：[X]原 =______ [X*Y]原 =______ 实现的具体过程： C（进位触发器） P（部分积 寄存器） Y（除数 寄存器） 说明

[Y]原 =______

X*Y =______

3．（6分）已知 X = -0.0110101×211，Y = 0.1100100×2-11（此处数均为二进制）。浮点数阶码用4位移码，尾数用8位补码表示（含符号位），

（1）写出X，Y的浮点数表示（要求格式： 数符 阶码 尾数）。 （2）计算X+Y，要求给出运算过程（舍入采用0舍1入法）。

（3）如何判断浮点补码加减运算是否溢出?并说明发生溢出时如何处理？并判断上述运算结果是否溢出。

4．（7分）有一个全相联Cache系统，Cache由8个块构成，CPU送出的主存地址流序列分别为：14、18、14、18、8、4、8、10，求

（1）每次访问后，Cache的地址分配情况。

（2）当Cache的容量换成4个块，地址流为6、15、6、13、11、10、8、7时，求采用先进先出替换算法的相应地址分配和操作。

5．（3分）设指令字长为16位, 每个操作数的地址码为6位, 指令有零地址、一地址、二地址3种格式。

（1）设指令系统的操作码长度和位置固定，若零地址指令有M种，一地址指令有N种，则二地址指令最多有几种？

（2）采用扩展操作码技术，二地址指令最多有几种？

（3）采用扩展操作码技术，若二地址指令有P条，零地址指令有Q条，则一地址指令最多有几种？

6．（6分）设某机存储字长、指令字长和机器字长均相等，该机的指令格式如下：

5 OP M=0立即寻址；

M=1直接寻址（此时A视为无符号数）； M=2间接寻址（此时A视为无符号数）； M=3变址寻址（A为位移量，变址寄存器为Rx）； M =4相对寻址。

求：（1）该指令格式能定义多少种不同的操作？立即寻址操作数的范围是多少？

（2）写出各种寻址方式（M=1、2、3、4）计算有效地址的表达式。 （3）当M=1、2、4时，能访问的最大主存空间为多少机器字?

7．（8分）某半导体存储器容量4K×8位。其中固化区2K×8位（低地址），用1K×8位的EPROM芯片组成；随机读写区2K×8位（高地址），由2K×4位的SRAM芯片组成。地址总线A11–A0，双向数据总线D7–D0，R/W控制读写。试问：

（1）数据缓冲寄存器多少位？地址寄存器多少位？

（2）二种芯片各需多少片？求每片芯片的片选逻辑式与地址分配完成下表。 （3）设计并完成该存储器逻辑图，注明芯片与地址总线、数据总线和R/W信号线的联结，并实现片选逻辑。 芯片 编号 2 芯片 类型 芯片 芯片 容量 地址 片选逻辑 表达式 CS2= 地址范围 3 M 8 A

其中，A为形式地址，补码表示（包括一位符号位）；M为寻址方式，

1 EPROM 1K A9~A0 CS1= 3 4 逻辑图： D7~D4 D3~D0 CS3= CS4= 地址

A~A

8．（10分）某计算机的数据通路如下图所示，其中M—主存，MBR—主存数据寄存器，MAR—主存地址寄存器，R0~R3—通用寄存器，IR—指令寄存器，PC—程序计数器（具有自增能力），C、D—暂存器，ALU—算术逻辑单元，移位器—左移、右移、直通传送。所有双向箭头表示信息可以双向传送。

请按数据通路图画出下列指令的指令周期流程图：

（1）MOV R1，-（R2），指令功能是（R2）-1→R2，（（R2））→R1。 （2）ADD （R1），（R2）+，指令功能是（（R1））+（（R2））→（R1），（R2）+1→R2。

移位器 ALU A B +1 IR PC C D +1 R0 R1 R2 R3 MBR M MAR

2013年北京科技大学869计算机组成原理考研真题

试题编号：869 试题名称：计算机组成原理______（共 9 页） 适用专业：计算机科学与技术、软件工程、计算机技术（专业学位）______、软件工程______（专业学位）______

说明： 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 一、选择（满分20分，每题1分）

1．计算机中采用补码运算的目的是为了（ ） A．与手工运算方式保持一致 B．提高运算速度 C．简化计算机的设计 D．提高运算的精度

2．下列叙述中，不正确的是（ ） A．串行加法器位数越多加法时间越长 B．超前进位加法器位数越多高位电路越复杂

C．串行加法器比超前进位加法器的加法时间长的原因是串行加法器进位串行传递

D．串行加法器比超前进位加法器的加法时间长的原因是串行加法器高位电路复杂

3．IEEE754的浮点数C1E00000hex代表的真实数值是 （ ） A．-7.0 B．-28.0

C．-14.0 D．14.0

4．关于海明校验码的说法中，正确的是（ ） A．只能检测出一位出错 B．能检测出两位同时出错 C．不能指出哪一位出错 D．能纠正两位错误

5．以下几种存储器中，存取速度最快的是（ ） A．Cache B．寄存器