[工學]計算機組成原理期末試題

1、1.刷新存儲器的重要性能指標是它的帶寬。若顯示工作方式采用分辨率為1024*768，顏色深度24位，幀頻（刷新速度）為72Hz,求：1）刷新存儲器的容量是多少？2）刷新存儲器的帶寬是多少？1）刷新存儲器的容量= 1024*768 * 24bit=2.25MB2）幀頻（刷新速度）為72Hz指的是：每秒鐘讀72次，所以，刷新存儲器的帶寬=1024*768 * 24bit *72 次/秒=162MB/s2.試推導磁盤存儲器讀寫一塊信息所需要的總時間？讀寫一塊總時間TB=平均找道時間Ts+平均等待時間Tw +讀寫傳輸時間Tt讀寫一塊總時間TB=平均找道時間+平均等待時間+讀寫傳輸時間=Ts+Tw+Tt

2、1）Tw設磁盤每秒r轉(zhuǎn)，每條磁道N個字，則數(shù)據(jù)傳輸率=rN個字/秒轉(zhuǎn)一周的時間=1/r,所以Tw =1/2*(1/r)=1/(2r)2）Tt又設每塊的字數(shù)是n,一旦讀寫頭定位在該塊，則Ttn/(rN)秒所以TB=Ts+ 1/(2r)+ n/(rN) 秒3.采用串行接口進行7位ASCII碼傳送，帶有一位奇偶校驗位、一位起始位和一位停止位，當波特9600波特時，字符傳送率是9600波特=9600bit/秒=9600 bit*(1字符/10bit)/秒=960字符/秒4某總線在一個總線周期中并行傳送8個字節(jié)的信息，設一個總線周期等于一個總線時鐘周期，總線時鐘頻率為70MHz,求總線帶寬？Dr=8字節(jié)

3、/T秒=8*70*106420MB/秒5.某機器CPU中有16個寄存器，運行某中斷處理程序時，僅用到其中的2個寄存器，請問響應中斷而進入該中斷處理程序時是否將通用寄存器內(nèi)容保存到主存中去？需保存幾個寄存器？要將通用寄存器內(nèi)容保存到主存中去。只要保存中斷處理程序用到的那2個寄存器的內(nèi)容。1.已知cache的存儲周期是40ns,主存存儲周期200ns, cache/主存系統(tǒng)平均50ns,求cache的命中率？訪問n個字，設命中率為Hcache/主存系統(tǒng)的平均訪問時間=命中cache的時間+不命中cache的主存訪問時間=H*Tc+(1-H)*Tm=H*40+(1-H)*200=50解方程: H*4

4、0+(1-H)*200=50 H=150/160=93.75%2.某計算機采用4體交叉存儲器，今執(zhí)行一段小循環(huán)程序，此程序存放在存儲器的連續(xù)地址單元中。假設每條指令的執(zhí)行時間相等，而且不需要到存儲器中存取數(shù)據(jù)，請問下列兩種情況中（執(zhí)行的指令數(shù)相等），程序執(zhí)行的時間是否相等？(1)循環(huán)程序有6條指令組成，重復執(zhí)行80次。(2)循環(huán)程序有8條指令組成，重復執(zhí)行60次。設存儲器周期Tm,總線周期。CPU執(zhí)行一條指令的時間是t0(1)取并執(zhí)行6條指令所需的時間是t1=Tm+(6-1)+6t0所以訪問80條指令的總時間是80*t1=80(Tm+5+6t0)=80Tm+400+480t0(2)取并執(zhí)行8條

5、指令所需的時間是t2=Tm+(8-1)+8t0所以訪問60條指令的總時間是60*t2=60(Tm+7+8t0)=60Tm+420+480t03假設某機器有80條指令，平均每條指令有4條微指令組成，其中一條取指微指令是所有指令公用的。已知微指令長度32位，請估算控制存儲器容量。80<27 指令的操作碼是7位 控制存儲器容量=(80*4+1)*32位=964字節(jié)4一個雙面CD-ROM光盤，每面有100道，每道9個扇區(qū)，每個扇區(qū)存儲512B,請求出光盤格式化容量。100道*9扇區(qū)/道*512B/扇區(qū)=900*512B=450*1024B=450MB5.某雙面磁盤，每面有220道，已知磁盤轉(zhuǎn)速為

6、4000轉(zhuǎn)/分，數(shù)據(jù)傳輸率為185000B/s, 求磁盤總?cè)萘俊?）2面*（220道/面）=440道；2）轉(zhuǎn)一圈的數(shù)據(jù)量=轉(zhuǎn)一圈的時間*數(shù)據(jù)傳輸率=(60秒/4000轉(zhuǎn))*（185000B/秒）=2775B3）所以，磁盤總?cè)萘?440道*2775B道=1221000B1.2MB1. 某機字長32位，CPU中有16個32位通用寄存器，設計一個能容納64種操作的指令系統(tǒng)。如果采用通用寄存器作為基址寄存器，則RS型指令的最大存儲空間是多少？1)64種操作，所以64=26。2)16個通用寄存器，所以需要16=24即4位來識別某個寄存器。3)由RS指令可以推出：2個字段分別是寄存器和存儲器。最大的尋址空

7、間：地址=(R)+D=寄存器中內(nèi)容的32位+ D中的22位。=232+222。=4GB+4MB2.某機采用三地址格式指令，試問完成一條加法指令共需訪問幾次存貯器？若該機指令系統(tǒng)共能完成60種不同的操作，且AR為10位，試確定該機器的指令格式。 4次,取指令,取數(shù)據(jù)1,取數(shù)據(jù)2,存數(shù)據(jù)3 OP（6）A1（10）A2（10）A3（10）3.某計算機字長32位，主存容量64K字，采用單字長單地址指令，共有40條指令。采用直接、立即、變址、相對4種尋址方式，設計指令格式。1)字長32位，所以“單字長指令”即指令字長32位。2) 40條指令，所以指令的操作碼為6位（<26=64）。3)尋址方式有四

8、種，所以2位來編碼。4)直接、立即、變址、相對4種尋址中，直接尋址要求需要如下：指令余下的位數(shù)=32-6-2=24而主存64K字，即216=64K,所以指令的地址部分至少16位。地址部分的直接尋址足夠了。立即、變址、相對不存在困難。5)所以指令格式xxxxxx(操作碼6位) yy(尋址方式2位X) 地址碼24位(偏移量D）直接尋址：X=00 D 立即尋址：X=01 D字段為立即數(shù)變址尋址：X=10 (RI)+D 相對尋址：X=11 (PC)+D4參見參見數(shù)據(jù)通路圖。畫出指令“LAD (R3),R0”的指令流程圖，其含義是將（R3)為地址的數(shù)存單元的內(nèi)容傳送到寄存器R0。標出各微操作控制信號序列

9、。答：1)R3out, G, ARin2)R,DRout, G, R0in5.某計算機有如下部件：ALU,移位器,主存M，主存數(shù)據(jù)寄存器MDR,主存地址寄存器MAR,指令寄存器IR，通用寄存器R0R3,暫存器C和D。(1)請將各邏輯部件組成一個通路，并標明數(shù)據(jù)流動方向。(2)畫出“ADD R1，R2”指令的指令周期流程圖。其中R1、R2間接尋址，結(jié)果存回到R1為地址的M中。試問IRQ線上的請求是有誰發(fā)出的？為什么？這個結(jié)論總是成立嗎？1.當掃描儀，打印機和圖像顯示器同時產(chǎn)生一個事件時，IRQ上的請求是掃描儀發(fā)出的。以為這種鏈路中排隊的設備只有當其IEI為高時才能發(fā)出中斷請求，且該設備有中斷請求時，其IEO為低，因此其后面的設備就不可能發(fā)出中斷請求，且該設備有中斷請求時，其IE