计算机组成原理-考研试题(中国科学院计算机技术研究所 1999年运算器)

填空题（1999年中国科学院计算机技术研究所）

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

答案解析

对阶、尾数求和、规格化

讨论

计算机组成原理

设计运算器时，为了提高运算器的速度，应该采取哪些措施？

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）。

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【】。

CPU中设置了多个寄存器，其中，【】用于保存待执行指令的地址。

CPU是一块超大规模集成电路，其主要部件有【】。

中央处理器中有哪几个主要寄存器？试说明它们的作用。

程序和微程序、机器指令和微指令、主存储器和控制存储器这几个概念有何区别？

Intel【】是一个具有16位数据总线的32位CPU。

运算器

下列部件中属于CPU中算术逻辑单元的部件是【】。

在多级存储体系中，Cache存储器的主要功能是____________，虚拟存储器的主要功能是____________。

某机主存的读写周期为1μs。今采用增设Cache方案和采用多体交叉存取方案来使其有效访问周期减少到0.2μs，试问：① 设Cache的命中率为90%，则Cache的读写周期应为多少才能满足要求？② 设在多体交叉存取访问时，产生存储体访问冲突的概率为10%，则应有多少存储体并行工作才能满足要求？

设某计算机采用单地址格式，指令和数据的长度均为4个字节，存储系统由Cache和主存组成，Cache的存取周期为40μs，命中率为90%。若程序中访存指令（访问存储系统以存取数据）占80%，且机器运行程序的速度为每秒400万条指令。试问该主存的供数率是多少？又若不配置Cache，在同样的机器速度下，主存的供数率是多少？

设有主存M1和辅存M2构成的2级存储体系，其中M1和M2的读出时间分别是1微秒和1毫秒。经实测，该2级存储系统的平均读出时间为100微秒。欲使其减小为10微秒，试改出两种改进的实现方法。

在指令格式中，采用扩展操作码设计方案的目的是【】。

某计算机的字长为16位，存储器按字编址，访内存指令格式如图所示。其中，OP是操作码，M是寻址方式，A为形式地址。设PC和Rx分别为程序计数器和变址寄存器，字长16位，问：（1）该格式能定义多少种指令？（2）各种寻址方式的寻址范围为多少字？（3）写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式。寻址模式定义如下：M值寻址方式0 立即寻址1 直接寻址2 间接寻址3 变址寻址4 相对寻址

用于科学计算的计算机中，标志系统性能的主要参数是【】

中国科学院计算机技术研究所计算机的性能指标

名词解释：MFLOPS