計(jì)算機(jī)組成原理作業(yè)

1、計(jì)算機(jī)組成原理作業(yè)計(jì)算機(jī)組成原理作業(yè)信息工程學(xué)院田晶第三章 3.5 3.5 設(shè)某機(jī)器字長(zhǎng)設(shè)某機(jī)器字長(zhǎng)8 8位，有兩個(gè)數(shù)的石榴進(jìn)制表示為位，有兩個(gè)數(shù)的石榴進(jìn)制表示為9CH9CH和和FFHFFH。試問(wèn)：若它們分別表示為下列格式的機(jī)器數(shù)，其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真試問(wèn)：若它們分別表示為下列格式的機(jī)器數(shù)，其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值是多少？值是多少？無(wú)符號(hào)整數(shù)無(wú)符號(hào)整數(shù) 9CH=10011100B=128+16+8+4=156 FFH=11111111B=128+64+32+16+8+4+2+1=28-1=255原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)原碼表示的定點(diǎn)整數(shù) 9CH=10011100B= （16+8+4）=28 FFH=11111

2、111B=（128+64+32+16+8+4+2+1）=（27-1）=127原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)原碼表示的定點(diǎn)小數(shù) 9CH=10011100B= 0.0011100=（2-3+2-4+2-5）=0.21875 FFH=11111111B=1111111= （ 2-1+2-2+ 2-3+2-4+2-5+2-6+2-7） =（1-2-7）補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù) 9CH=10011100B= 1100100=（64+32+4）=100 FFH=11111111B=（0000000+1）=0000001=1補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù) 9CH=10011100B= 0.110010

3、0=（ 2-1+2-2+ 2-5）=0.78125 FFH=11111111B=（0.000000+1）=0.0000001=2-7=0.00781253.8 3.8 設(shè)某浮點(diǎn)數(shù)格式為：字長(zhǎng)設(shè)某浮點(diǎn)數(shù)格式為：字長(zhǎng)1212位，階碼位，階碼6 6位，用移碼表示；尾數(shù)位，用移碼表示；尾數(shù)8 8位，位，用補(bǔ)碼表示。階碼在前，尾數(shù)在后（包括數(shù)符），則按照此格式，求用補(bǔ)碼表示。階碼在前，尾數(shù)在后（包括數(shù)符），則按照此格式，求解以下問(wèn)題。解以下問(wèn)題。（1 1）已知）已知X=X=25/6425/64，Y=2.875Y=2.875求求X X、Y Y的規(guī)格化的規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)表示形式。解： X=25/64=（110

4、01/1000000）=0.110012-1， 則:X浮=0,11111;1.1100100; Y=2.875=10.111B=0.10111210 則:Y浮=1,00010;0.1011100（2 2）已知）已知Z Z的浮點(diǎn)數(shù)以十六進(jìn)制表示為的浮點(diǎn)數(shù)以十六進(jìn)制表示為9F4H9F4H，則求，則求Z Z的十進(jìn)制真值。的十進(jìn)制真值。解: 9F4H=100111110100 則階碼Z移=100111,則Z補(bǔ)=000111 尾數(shù)Z原=1.10100 故: Z=0.1010027=1010000B=(64+16)=80第四章第四章 4.28 4.28 設(shè)主存容量為設(shè)主存容量為256K256K字字,Cac

5、he,Cache容量為容量為2K2K字字, ,塊塊長(zhǎng)為長(zhǎng)為4 4。（1 1）設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)CacheCache地址格式，地址格式，CacheCache中可裝入多少塊中可裝入多少塊數(shù)據(jù)？數(shù)據(jù)？（2 2）在直接映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。）在直接映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。（3 3）在四路組相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。）在四路組相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。（4 4）在全相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。）在全相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。（5 5）若存儲(chǔ)字長(zhǎng)為）若存儲(chǔ)字長(zhǎng)為3232位，存儲(chǔ)器按字節(jié)尋址，寫出位，存儲(chǔ)器按字節(jié)尋址，寫出上述三種映射方式下主存的地址格式。上述三種映射方式

6、下主存的地址格式。 解：（1）主存256K字，則主存地址長(zhǎng)度18位 Cache2K字，則Cache地址11位 塊長(zhǎng)4，則塊內(nèi)地址2位； Cache共有2K/4=512塊，則Cache塊地址9位 則Cache地址格式為： 9位 2位 共11位（2）直接映射方式下主存地址格式： 7位 9位 2位 總長(zhǎng)18位（3）四路組相聯(lián)映射方式下主存地址格式：主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記Cache字塊地址字塊地址字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址Cache字塊地址字塊地址字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 共18位（4）全相聯(lián)映射方式下主存地址格式 16位 2位 共18位（5）存儲(chǔ)字長(zhǎng)32位，即4B，則塊長(zhǎng)為16B 主存256K字為256K4

7、B=1MB，20位地址，主存有1MB16B=128K個(gè)塊 Cache2K字為2K4B=8KB，Cache有8KB16B=512個(gè)塊主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記組地址組地址字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 9位 7位 2位主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址 直接映射方式主存地址格式 7位 9位 4位 共20位 四路組相聯(lián)映射方式主存地址格式 9位 7位 4位 共20位 全相聯(lián)映射方式主存地址格式 16位 4位 共20位主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記組地址組地址字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記Cache字塊地址字塊地址字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 4.29 4.29

8、 假設(shè)假設(shè)CPUCPU執(zhí)行某段程序時(shí)共訪問(wèn)執(zhí)行某段程序時(shí)共訪問(wèn)CacheCache命中命中48004800次，訪問(wèn)主存次，訪問(wèn)主存200200次。已知次。已知CacheCache的存儲(chǔ)周期的存儲(chǔ)周期為為30ns30ns，主存的存取周期是，主存的存取周期是150ns150ns，求，求CacheCache的命的命中率及中率及Cache-Cache-主存系統(tǒng)的平均訪問(wèn)時(shí)間和效率，主存系統(tǒng)的平均訪問(wèn)時(shí)間和效率，試問(wèn)該系統(tǒng)的性能提高了多少倍？試問(wèn)該系統(tǒng)的性能提高了多少倍？ 解：解：CacheCache命中率命中率=4800=4800（4800+200）=96% 平均訪問(wèn)時(shí)間平均訪問(wèn)時(shí)間=300.96+1

9、500.04=34.8ns 效率效率e=(3034.8)100%=86.2% 性能提高了性能提高了15034.8-1=3.3倍倍 4.32 4.32 設(shè)某機(jī)主存容量為設(shè)某機(jī)主存容量為4MB4MB，CacheCache容量為容量為16KB 16KB ，每塊有每塊有8 8個(gè)字，每字個(gè)字，每字3232位。設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相連映位。設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相連映射的射的CacheCache組織。組織。 （1 1）畫出主存地址字段中各段的位數(shù)。）畫出主存地址字段中各段的位數(shù)。 設(shè)設(shè)CacheCache的初態(tài)為空，的初態(tài)為空，CPUCPU依次從主存第依次從主存第0,1,20,1,2，8989號(hào)單元讀出號(hào)單元讀出909

10、0個(gè)字（主存依次讀出個(gè)字（主存依次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序讀一個(gè)字），并重復(fù)按此次序讀8 8次，問(wèn)命中率是多少？次，問(wèn)命中率是多少？ （2 2）若）若CacheCache的速度是主存速度的的速度是主存速度的6 6倍，試問(wèn)有倍，試問(wèn)有CacheCache和無(wú)和無(wú)CacheCache相比，速度約提高多少倍？相比，速度約提高多少倍？解:(1)根據(jù)題意:每字塊有8個(gè)字,每個(gè)字32位故主存地址字段中字塊內(nèi)地址字段為5位(25=32),字塊大小為832b=32B=25B所以16KB的CACHE共有214B/25B=29塊,即C=9。根據(jù)四路組相聯(lián)映象2r=4得r=2 故q=c-r=9-2=7主存容量為

11、4MB=222B，主存地址字段中主存字塊標(biāo)記位數(shù)為22-7-5=10位。 主存地址字段各段格式為： 主存字塊標(biāo)記(10位)組地址(7位)字塊內(nèi)地址(5位) (2)CACHE開(kāi)始空，CPU訪問(wèn)0單元時(shí)肯定不命中，會(huì)讀取內(nèi)存，并將內(nèi)存所在塊(0-7號(hào)單元)調(diào)入CACHE，CPU以后訪問(wèn)1-7號(hào)單元會(huì)命中，而訪問(wèn)8號(hào)單元又不命中，再替換.,所以，CPU在訪問(wèn)0-89號(hào)單元時(shí)會(huì)不命中8,16,87共12個(gè)單元。 故命中率=（908-12）/（908）100%=98.4% (3)設(shè)主存存取周期為6t，CACHE存取周期為t，沒(méi)有CACHE的訪問(wèn)時(shí)間為6t800，有CACHE的訪問(wèn)時(shí)間為t（720-12）

12、+6 t12 則速度提高倍數(shù)=（ 6t720）/（ t（720-12）+6 t12 ）=6.5 約提高了6.5-1=5.54倍4.15 4.15 設(shè)設(shè)CPUCPU共有共有1616根地址線，并用根地址線，并用#MREQ#MREQ（低電平有效）作訪存控制信號(hào)，（低電平有效）作訪存控制信號(hào)，R/W#R/W#作作讀讀/ /寫命令信號(hào)（高電平讀，低電平寫）?，F(xiàn)有這些存儲(chǔ)芯片：寫命令信號(hào)（高電平讀，低電平寫）。現(xiàn)有這些存儲(chǔ)芯片：ROMROM（2K2K8 8位，位， 4K4K4 4位，位，8K8K8 8位），位），RAMRAM（1K1K4 4位，位， 2K 2K8 8位，位，4K4K8 8位）及位）及74L

13、S13874LS138譯碼器和譯碼器和其它門電路。其它門電路。試從上述規(guī)格中選用合適的芯片，畫出試從上述規(guī)格中選用合適的芯片，畫出CPUCPU和存儲(chǔ)芯片的連接電路。要求如下：和存儲(chǔ)芯片的連接電路。要求如下：（1 1）最?。┳钚?K4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，地址為系統(tǒng)程序區(qū)，4096-163834096-16383地址范圍為用戶程序區(qū)。地址范圍為用戶程序區(qū)。（2 2）指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量。）指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量。（3 3）詳細(xì)畫出片選邏輯。）詳細(xì)畫出片選邏輯。解：（2）ROM 4K4位2片，位擴(kuò)展； RAM 共12K8位容量，需要3片 4K8位芯片，字?jǐn)U展；（3）地址范圍ROM地址范

14、圍： 0000H0FFFHRAM地址范圍：1000H3FFFH，其中：RAM1地址范圍1000H1FFFH RAM2地址范圍2000H2FFFH RAM3地址范圍3000H3FFFH以上地址用A15A14A13A2A1A0展開(kāi)，得到用于譯碼器連接用的高位地址A15=0，接譯碼器使能端，而138譯碼器的CBA接A14A13A12ROM 的A14A13A12=000 片選接138譯碼器Y0#RAM1的A14A13A12=001 片選接138譯碼器Y1#RAM2的A14A13A12=010 片選接138譯碼器Y2#RAM3的A14A13A12=011 片選接138譯碼器Y3#電路圖略4.17 寫出1

15、100對(duì)應(yīng)的漢明碼 漢明碼：01111004.18 已知接收到的漢明碼（按配偶原則配置）為1100100，檢查此代碼是否有錯(cuò)？第幾位錯(cuò)？解：所接收代碼有錯(cuò)，錯(cuò)在第6位，正確的為01104.19 已知接收到下列漢明碼，分別寫出它們所對(duì)應(yīng)的欲傳送代碼。（1）1100000（按偶性配置）答案：第3位有錯(cuò)，欲傳送代碼為1000（2）0011001（按奇性配置）答案：第7位有錯(cuò)，欲傳送代碼為1000 4.16 CPU4.16 CPU假設(shè)同上題，現(xiàn)有假設(shè)同上題，現(xiàn)有8 8片片8K8K8 8位的位的RAMRAM芯片與芯片與CPUCPU相連。相連。 （1 1）用）用74LS13874LS138譯碼器畫出譯碼器

16、畫出CPUCPU和存儲(chǔ)芯片的連接電路。和存儲(chǔ)芯片的連接電路。 （2 2）寫出每片）寫出每片RAMRAM的地址范圍。的地址范圍。 （3 3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAMRAM寫入數(shù)據(jù)，以寫入數(shù)據(jù)，以A000HA000H為起始地址的存為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。 解：（1）8片8K8位的RAM芯片，由于每片地址線直接接A12A11.A0，故A15A14A13接128譯碼器CBA端，8片RAM字?jǐn)U展，片選分別接Y7#.Y0# （2）每片地址范圍如下： RAM0 0000H-1FFFH RAM1 2000H-

17、3FFFH RAM2 4000H-5FFFH RAM3 6000H-7FFFH RAM4 8000H-9FFFH RAM5 A000H-BFFFH RAM2 C000H-DFFFH RAM3 E000H-FFFFH （3）原因：Y5#連接的芯片片選接地。后果是只能使用一半的RAMP228P228頁(yè)頁(yè) 5.2 5.2 有一個(gè)有一個(gè)64K64K1616位的存儲(chǔ)器，由位的存儲(chǔ)器，由16K16K1 1位的位的DRAMDRAM芯片（芯片內(nèi)是芯片（芯片內(nèi)是128128128128結(jié)構(gòu)）構(gòu)成，存儲(chǔ)器讀結(jié)構(gòu)）構(gòu)成，存儲(chǔ)器讀/ /寫周期為寫周期為500ns500ns。（1 1）需要多少片）需要多少片DRAMDR

18、AM芯片？芯片？（2 2）采用異步刷新方式，如果單元刷新間隔不超過(guò)）采用異步刷新方式，如果單元刷新間隔不超過(guò)2ms2ms，則刷新信號(hào)周期是多少？，則刷新信號(hào)周期是多少？（3 3）如果采用集中刷新方式，存儲(chǔ)器刷新一遍最少需要多少時(shí)間？）如果采用集中刷新方式，存儲(chǔ)器刷新一遍最少需要多少時(shí)間？ 解：解： （1 1）設(shè)需要）設(shè)需要X X片，則片，則X=X=（64641616）（）（16161 1）=64=64，需要需要6464片片，采用字位擴(kuò)展。，采用字位擴(kuò)展。 擴(kuò)展方法：將擴(kuò)展方法：將6464個(gè)芯片分成個(gè)芯片分成4 4個(gè)組，每個(gè)組個(gè)組，每個(gè)組1616片，組內(nèi)位擴(kuò)展片，組內(nèi)位擴(kuò)展(16K(16K161

19、6位），組間字位），組間字?jǐn)U展（擴(kuò)展（64K64K1616位）。位）。 （2 2）由于芯片是）由于芯片是128128128128結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)器以行位單位進(jìn)行刷新，且刷新間隔結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)器以行位單位進(jìn)行刷新，且刷新間隔2ms2ms，所，所異步刷新在異步刷新在2ms2ms內(nèi)需要刷新內(nèi)需要刷新128128次，則，刷新信號(hào)周期為次，則，刷新信號(hào)周期為2ms2ms128=128=15.625s15.625s (3)(3)采用集中刷新方式，則集中刷新采用集中刷新方式，則集中刷新128128行，存儲(chǔ)器存取周期行，存儲(chǔ)器存取周期500ns500ns，則存儲(chǔ)器全部刷，則存儲(chǔ)器全部刷新一遍需要新一遍需要500ns50

20、0ns128=128=64s64sP228P228頁(yè)：頁(yè)：5.3 5.3 某機(jī)字長(zhǎng)某機(jī)字長(zhǎng)1616位，位，CPUCPU地址總線地址總線1818位，數(shù)據(jù)線位，數(shù)據(jù)線1616位，存儲(chǔ)器按字編址，位，存儲(chǔ)器按字編址，CPUCPU的控制信號(hào)的控制信號(hào)線有：線有：MREQ#MREQ#（存儲(chǔ)器訪問(wèn)請(qǐng)求，低電平有效），（存儲(chǔ)器訪問(wèn)請(qǐng)求，低電平有效），R/W#R/W#（讀寫控制，低電平為寫信號(hào)，高電平為讀（讀寫控制，低電平為寫信號(hào)，高電平為讀信號(hào)）。試問(wèn)：信號(hào)）。試問(wèn)：（1 1）該機(jī)可以配備的最大主存容量為）該機(jī)可以配備的最大主存容量為2 2181816=256K16=256K1616位。位。（2 2）該機(jī)主

21、存采用）該機(jī)主存采用64K64K1 1位的位的DRAMDRAM芯片（內(nèi)部為芯片（內(nèi)部為4 4個(gè)個(gè)128128128128陣列）構(gòu)成最大主存空間，則共需陣列）構(gòu)成最大主存空間，則共需（256K256K64K64K）（）（16161 1）=64=64個(gè)芯片；若采用異步刷新方式，單元刷新間隔個(gè)芯片；若采用異步刷新方式，單元刷新間隔2ms2ms，則刷新信號(hào)的，則刷新信號(hào)的周期為周期為2ms2ms128=15.625s128=15.625s。（3 3）若該機(jī)配備）若該機(jī)配備2K2K1616位的位的CacheCache，每塊，每塊8B8B，采用，采用2 2路組相聯(lián)映射方式，試寫出對(duì)主存地址各個(gè)字路組相聯(lián)映

22、射方式，試寫出對(duì)主存地址各個(gè)字段的劃分（標(biāo)出各個(gè)字段的位數(shù)）；若主存地址為段的劃分（標(biāo)出各個(gè)字段的位數(shù)）；若主存地址為462EH462EH，則該地址可映射到，則該地址可映射到CacheCache的哪一組？的哪一組？（4 4）若該機(jī)已有）若該機(jī)已有8K8K1616位的位的ROMROM存儲(chǔ)器，地址處于存儲(chǔ)器的最高端，現(xiàn)在再用若干個(gè)存儲(chǔ)器，地址處于存儲(chǔ)器的最高端，現(xiàn)在再用若干個(gè)16K16K8 8位的位的SRAMSRAM芯片形成芯片形成128K128K1616位的位的RAMRAM存儲(chǔ)區(qū)域，其實(shí)地址為存儲(chǔ)區(qū)域，其實(shí)地址為00000H00000H，假設(shè)，假設(shè)SRAMSRAM芯片有芯片有CS#CS#和和WE

23、#WE#信號(hào)控制信號(hào)控制端；試寫出端；試寫出RAMRAM和和ROMROM的地址范圍，并畫出的地址范圍，并畫出SRAMSRAM、ROMROM與與CPUCPU的連接圖，標(biāo)明的連接圖，標(biāo)明SRAMSRAM芯片個(gè)數(shù)、譯碼器芯片個(gè)數(shù)、譯碼器的輸入輸出線、地址線、數(shù)據(jù)線、控制線及其連接。的輸入輸出線、地址線、數(shù)據(jù)線、控制線及其連接。解：（3）主存地址總位數(shù)256K=18位，每塊大小8B，由于存儲(chǔ)字長(zhǎng)16位，所以8B=416，則塊內(nèi)地址2位；Cache共有2K4=29個(gè)塊，由于是2路組相聯(lián)，則共分292=28個(gè)組，故組地址8位，則字塊標(biāo)記為18-8-2=8位。 8位 8位 2位主存地址462EH=00010

24、0011000101110B，組地址為10001011B=139，即映射到映射到Cache的第的第139組組。主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記組地址組地址塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址（4）解：RAM總?cè)萘?28K16，SRAM芯片容量16K8，故需要進(jìn)行字位擴(kuò)展，共需要（128K16K）（168）=16片，共分8個(gè)組，每個(gè)組2個(gè)芯片。組內(nèi)位擴(kuò)展，組間字?jǐn)U展。設(shè)ROM起始地址為X，因?yàn)樽詈笠粋€(gè)單元地址為220-1，容量為8K=213 故：（220-1）-X+1=213 則，X=（220-1）-（213-1），地址為低位13個(gè)0，高位7個(gè)1 設(shè)設(shè)RAM最后地址為Y，因?yàn)榈谝粋€(gè)單元地址為0 ，容量為128K=217 故

25、：Y-0+1=217 則，Y=217-1，地址為低位17個(gè)1，高位3個(gè)0A19A18A17A16 A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ROM1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1圖略5.5 5.5 某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由Cache、主存和用于虛擬存儲(chǔ)器的磁盤組成。CP

26、UCPU總是從總是從CacheCache中獲取數(shù)據(jù)。中獲取數(shù)據(jù)。若所訪問(wèn)的字在Cache中，則存取它只需要20ns，將所訪問(wèn)的字從主存裝入Cache需要60ns，而將它從磁盤裝入主存則需要1200ns。假定Cache的命中率為90%，主存命中率為60%，計(jì)算該系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)字的平均存取時(shí)間。 解：解：已知被訪問(wèn)字在Cache命中率為90%，則不在Cache而在主存命中率為（1-0.9）0.6=0.06 不在Cache也不在主存中命中率為（1-0.9）0.4=0.04 故系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)字的平均存取時(shí)間=200.9+（20+60）0.06+（20+60+1200）0.04=48.026S5.8 5.8

27、 計(jì)算機(jī)主存容量為256K字，Cache位8K字。主存與Cache之間采用組相聯(lián)映射的方式，Cache的每組有4個(gè)行，每行有64個(gè)字。假設(shè)開(kāi)始時(shí)Cache為空，CPU按順序從主存地址為0，1、2、3、8447的單元執(zhí)行“取”操作（不命中時(shí)采用將主存中含有該字的塊送入Cache后，再?gòu)腃ache中把需要的字讀出送CPU的方法），然后重復(fù)執(zhí)行20次。設(shè)Cache存取時(shí)間為主存時(shí)間的1/10,。替換使用LRU算法，計(jì)算上述操作總的存取時(shí)間和不使用Cache相比，速度提高多少倍？ 解：根據(jù)已知條件，此采用4路組相連映射方式，且每個(gè)塊為64個(gè)字。則，主存共有256K64=214個(gè)塊，Cache有8K64

28、=27=128個(gè)塊，4路組相連映射方式下Cache共分274=25=32個(gè)組。 開(kāi)始Cache空，當(dāng)CPU訪問(wèn)0號(hào)單元時(shí)未命中，故將0到63號(hào)單元都調(diào)入Cache第1組的4塊中任意一塊，則隨后訪問(wèn)的1-63號(hào)單元都命中。依次類推，隨后的64,642,643，,64131單元共132個(gè)單元未命中，隨后重復(fù)的20次都命中。則命中率=（8448-132）+844820）（844821）=99.97% 設(shè)主存存取時(shí)間為10T，則CAche存取時(shí)間就為T，則不使用Cache總的存取時(shí)間為88482110T=1858080T；使用Cache后訪問(wèn)時(shí)間=（884821-132）T+13210T=186996

29、T 則速度提高倍數(shù)=1858080186996-1=8.935.125.12 設(shè)主存容量為設(shè)主存容量為3 3個(gè)頁(yè)面，進(jìn)程對(duì)頁(yè)面的需求序列為個(gè)頁(yè)面，進(jìn)程對(duì)頁(yè)面的需求序列為3,4,2,6,4,3,7,4,3,6,3,4,8,4,63,4,2,6,4,3,7,4,3,6,3,4,8,4,6，試用列表求分別采用，試用列表求分別采用FIFOFIFO和和LRU+FIFOLRU+FIFO替換策略時(shí)的命中率。當(dāng)主存容量增加到替換策略時(shí)的命中率。當(dāng)主存容量增加到4 4個(gè)頁(yè)面時(shí)，兩種替換策略的命中率又是多少？個(gè)頁(yè)面時(shí)，兩種替換策略的命中率又是多少？ 解：解：（1 1）3 3頁(yè)面采用頁(yè)面采用FIFOFIFO替換算法

30、時(shí)：替換算法時(shí)：訪問(wèn)流3 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 63 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 6 1頁(yè) 3 3 3 6 6 6 6 4 4 4 4 4 8 8 8 2頁(yè) 4 4 4 4 3 3 3 3 6 6 6 6 4 4 3頁(yè) 2 2 2 2 7 7 7 7 3 3 3 3 6 共命中共命中3次，則命中率為次，則命中率為315=20% 解：解：（2 2）3 3頁(yè)面采用頁(yè)面采用LRU+FIFOLRU+FIFO替換算法時(shí)：替換算法時(shí)：訪問(wèn)流3 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 63 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4

31、6 1頁(yè) 3 3 3 6 6 6 7 7 7 6 6 6 8 8 8 2頁(yè) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3頁(yè) 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 6 共命中共命中6次，則命中率為次，則命中率為615=40% 解：解：（3 3）4 4頁(yè)面采用頁(yè)面采用FIFOFIFO替換算法時(shí)：替換算法時(shí)：訪問(wèn)流3 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 63 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 6 1頁(yè) 3 3 3 3 3 3 7 7 7 7 7 7 7 7 6 2頁(yè) 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3頁(yè) 2 2 2 2

32、 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4頁(yè) 6 6 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8 共命中共命中6次，則命中率為次，則命中率為615=40%軟工第六章作業(yè)軟工第六章作業(yè)6.2 6.2 已知已知 X=0.aX=0.a1 1a a2 2a a3 3a a4 4a a5 5a a6 6（aiai為為0 0或或1 1），討論下列幾種情況時(shí)），討論下列幾種情況時(shí)aiai各取何值。各取何值。(1)x=1/2 答案：a1=1,a2到a6不全為0(2) X=1/8 答案：a1到a3不全位0(3) 1/4 =X1/16 答案：a1必須為0，若a2=0,則當(dāng)a3=0,則a4=1,a5、a6不全為0；當(dāng)a3

33、=1,則a4到a6隨意。 若a2=1,則當(dāng)a3到a6為0 6.126.12 設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為：階碼設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為：階碼5 5位（含位（含1 1位符號(hào)位），尾數(shù)位符號(hào)位），尾數(shù)1111位（含位（含1 1位符號(hào)位），寫出位符號(hào)位），寫出51/128,-51/128,-86.586.5所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)。所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)。解：設(shè)X=51/128=0.0110011, Y=-86.5=-1010110.1(1)階碼和尾數(shù)都為原碼 X原=1,0001；0.1100110000 Y原=0,0111；1.1010110100(2)階碼和尾數(shù)都為補(bǔ)碼 X補(bǔ)=1,1111；0.1100110000 Y補(bǔ)=0,0111；

34、1.0101001100(3)階碼為移碼，尾數(shù)為補(bǔ)碼 X移補(bǔ)=0,1111；0.1100110000 Y移補(bǔ)=1,0111；1.0101001100 6.17 6.17 設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)8 8位位( (含含1 1位符號(hào)位），對(duì)下列各機(jī)器數(shù)進(jìn)行算術(shù)左位符號(hào)位），對(duì)下列各機(jī)器數(shù)進(jìn)行算術(shù)左移一位、兩位，算術(shù)右移一位、兩位，討論結(jié)果是否正確。移一位、兩位，算術(shù)右移一位、兩位，討論結(jié)果是否正確。 解：移位后數(shù)據(jù)如下，驗(yàn)證轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，左移是乘解：移位后數(shù)據(jù)如下，驗(yàn)證轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，左移是乘2 2，右移是除，右移是除2 2數(shù)據(jù)算術(shù)左移1位算術(shù)左移2位算術(shù)右移1位算術(shù)右移2位結(jié)果結(jié)論X原=0.00

35、110100.01101000.1101000.00011010.0000110X補(bǔ)=0.10101000.01010000.10100000.01010100.0010101X反=1.01011111.10111111.01111111.10101111.1101011X原=1.11010001.10100001.01000001.01101001.0011010X補(bǔ)=1.11010001.10100001.10000001.11101001.1111010X反=1.11010001.10100011.01000111.11101001.1111010X原=1.00110011.011001

36、01.11001001.00011001.0000110X補(bǔ)=1.00110011.01100101.11001001.10011001.1100110X反=1.00110011.01100111.11001111.10011001.1100110軟工第六章作業(yè)軟工第六章作業(yè) 6.19 6.19 設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8 8位（含位（含1 1位符號(hào)位），用補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則計(jì)算下列各題。位符號(hào)位），用補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則計(jì)算下列各題。（1 1）A=9/64,B= -13/32 A=9/64,B= -13/32 求求A+BA+B 解：解：A=0.001001 A=0.001001 ，B= -0.0110

37、1B= -0.01101 A A補(bǔ)補(bǔ)=0.0010010=0.0010010，BB補(bǔ)補(bǔ)=1.1001100=1.1001100 則，則，A+BA+B補(bǔ)補(bǔ)= =AA補(bǔ)補(bǔ)+B=0.001001+1.100110=1.101111+B=0.001001+1.100110=1.101111 故：故：A+B= -0.010001A+B= -0.010001（2 2）A=19/32A=19/32，B=-17/128 B=-17/128 求求A-BA-B解：解：A=0.10011 A=0.10011 ，B= -0.0010001B= -0.0010001 A A補(bǔ)補(bǔ)=0.1001100=0.1001100，

38、BB補(bǔ)補(bǔ)=1.1101111=1.1101111，-B-B補(bǔ)補(bǔ)=0.0010001=0.0010001 則，則，A-BA-B補(bǔ)補(bǔ)=A=A補(bǔ)補(bǔ)+-B=0.10011+0.0010001=0.1011101+-B=0.10011+0.0010001=0.1011101 故：故：A-B= 0.1011101A-B= 0.1011101 6.27 假設(shè)階碼取假設(shè)階碼取3位，尾數(shù)取位，尾數(shù)取6位（均不包含符號(hào)位），計(jì)算下列各題：位（均不包含符號(hào)位），計(jì)算下列各題： （1）25(11/16)+24(-9/16)解：設(shè)X=25(11/16)=250.1011 ； X浮浮=00,101;00.101100 設(shè)

39、Y=25(11/16)=250.1011 ； Y浮浮=00,100;11.011100對(duì)階 因?yàn)椋?階差=00,101+11,100=00,001所以對(duì)階后，Y浮浮=00,101;11.1011100求和 X+Y補(bǔ)補(bǔ)=00,101；00.011010左規(guī) X+Y補(bǔ)補(bǔ)=00,100；00.110100 X+Y=+0.110124=+1101 6.27 假設(shè)階碼取假設(shè)階碼取3位，尾數(shù)取位，尾數(shù)取6位（均不包含符號(hào)位），計(jì)算下列各題：位（均不包含符號(hào)位），計(jì)算下列各題： （2）2-3(13/16) - 2-4(-5/8)解：設(shè)X=2-3(13/16)=2-30.1101 ； X浮浮=11,101;0

40、0.110100 設(shè)Y=2-4(-5/8)=2-4(-0.101000 ) ； Y浮浮=11,100;11.011000對(duì)階 因?yàn)椋?階差=11,101+00,100=00,001所以對(duì)階后，Y浮浮=11,101;11.101100求和 X-Y尾補(bǔ)補(bǔ)=X尾補(bǔ)尾補(bǔ)+-Y尾補(bǔ)尾補(bǔ)=00.110100+00.0101000=01.00100右規(guī) X-Y補(bǔ)補(bǔ)=11,110；00.100100 X-Y=-0.10012-2=2-2（9/16）補(bǔ)充：補(bǔ)充： 設(shè)X=0.1101，Y=-0.0110 求：解：X補(bǔ)=0.1101 -X補(bǔ)=1.0011 2X補(bǔ)=0.110121 補(bǔ)=0,01；0.1101 -2X補(bǔ)=-0.110121 補(bǔ)=0,01；1.0011 X/2補(bǔ)=0.01101 -X/2補(bǔ)=-0.01101補(bǔ)=1.10011Y補(bǔ)=1.