计算机组成原理-考研试题(北京航空航天大学 1997年运算器)

问答题（1997年北京航空航天大学）

设计运算器时，为了提高运算器的速度，应该采取哪些措施？

答案解析

（1）采用先行进位。

（2）可以采用阵列乘法器和除法器。

（3）采用三总线结构。

讨论

计算机组成原理

加法器采用先行进位的目的是【】。

试述先行进位解决的问题及基本思想。

一台计算机由运算器、存储器、输入输出设备和控制器4大部分组成，试画出以运算器为中心的系统结构和以存储器为中心的系统结构示意图。

微程序控制器中，微程序的入口地址是由【】形成的。

微程序控制的计算机中，控制存储器CM是用来存入__________的。

对于自底向上生成的堆栈，若栈指针指向栈顶满单元，出栈时，指针应该__________。

对于自底向上生成的堆栈，若栈指针指向栈顶满单元，进栈时应做__________。

何谓变址寻址、基址寻址？两者有何区别？

某台计算机字长为16位，主存容量64kB，采用单字长地址指令，共64条指令，系统有4个通用寄存器R0、R1、R2、R3，试用4种寻址方式（寄存器直接寻址、存储器直接寻址、基址寻址、间接寻址）设计指令格式（通用存储器都为16位）。

试设计出计算机指令系统中8种指令操作，使得指令操作集合具有基本算术运算、逻辑运算和控制功能的完备性，并加以简要说明。

中央处理机

影响并行加法器速度的关键因素是__________。

运算器的基本功能是实现__________和__________运算。

运算器虽由许多部件组成，但核心部件是【】。

试述运算器组成所需的部件及各部件的功能。

采用取指、解码、执行、存储、写入5段流水线，RISC处理器，S0, S1, S2, S3, t2 为寄存器编号，Ⅰ1 : add S2 Sl S0 //[R[S2)] R[S1]+R[S0]Ⅰ2 : add load(S3)0(S2) //[R[S2]] R[S1]+R[S0]Ⅰ3 : beq t2 S3 L1 //if R[t2]==R[S3] jump to L1Ⅰ4 : add t2 t3 I0 //[R[t2]] R(L2)+I0如采用旁路技术处理数据相关，即采用专用数据通路技术处珅器，则在 , Ⅰ1~ Ⅰ4执行过程中，发生流水线阻塞的有【】。

衡量计算机的性能指标主要有哪些（举主要3项指标）？并说明为什么？

结合计算机的组成与结构，详细说明一条机器指令的执行过程。

直接转移指令执行时，是将指令中的地址送入【】。

CPU中不包括【】

CPU中用于暂时存放操作数和中间运算结果的是【】。

运算器

下列部件中属于CPU中算术逻辑单元的部件是【】。

在浮点加法运算中，主要的操作内容及步骤是__________、__________和__________。

指令INCB-(R5)是一自减型寻址方式字节操作数指令，其寻址过程是先R5←(R5)-1，然后计算EA=(R5)，指令操作是加1操作。若指令执行前，16位寄存器R5的内容为(R5)=010046，内存以下字地址单元的内容（010044）=100000，（010046）=010000。指令执行后，寄存器和内存单元的内容有什么变化。（题中所有数据都是采用八进制数据。）

计算机系统的三级存储器结构指的是_________、_________和_________。

某计算机的存储系统是由Cache、主存和磁盘组成的虚拟存储系统。若一字在Cache中，访问它需要时间T1ns；若字不在主存中，将其从磁盘装入主存需要T2ns，主存访问时间为T3ns，若Cache的命中率为p1，主存命中率为p2，求出该存储系统的平均字访问时间。

某机器指令长度为16位，地址码长度都为6位，包含单地址指令、双地址指令和无地址指令，试问单地址指令最多能有多少条，此时双地址指令和无地址指令各为多少条？

评价磁记录方式的基本因素一般有__________、__________和__________。

解释简化名词：PCI

磁盘存储器是一种以__________方式存取的存储器。

画出控制器的一般结构框图，详细阐述各部件的作用，并结合当前的发展趋势说明硬连线控制器和微程序控制器各自的特点。