計(jì)算機(jī)組成原理參考答案

PAGE2PAGE5三、簡(jiǎn)答題1

CPU中有哪幾類主要寄存器。2

通道的基本功能是什么？具體有哪幾種類型？3、RISC指令系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？4、CPU中有哪幾類主要寄存器？說(shuō)明其功能。5、簡(jiǎn)述引起流水線斷流的三種原因及解決辦法。6、何謂DMA方式，為什么DMA方式比中斷方式具有更高的IO效率？7、一臺(tái)機(jī)器的指令系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含哪幾類指令？8、比較同步定時(shí)與異步定時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。9、

通道的基本功能是什么？CPU如何實(shí)現(xiàn)對(duì)通道的管理？通道如何實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備控制器的管理？10、簡(jiǎn)述CPU的四種基本功能。11、

為什么DMA方式比中斷方式具有更高的I/O效率？12、磁盤(pán)存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)有哪些？13、通道的基本功能是什么？具體有哪幾種類型？14、比較同步定時(shí)和異步定時(shí)的穩(wěn)定性缺點(diǎn)。15、在操作系統(tǒng)中什么情況下需要進(jìn)行進(jìn)程調(diào)度？16、選擇尋址方式時(shí)主要考慮哪些因素？17、尋址方式在指令格式中的表示方法通常有哪幾種方法？18、說(shuō)明中斷處理的過(guò)程，及中斷優(yōu)先級(jí)的意義。19、為什么要對(duì)CRT屏幕不斷進(jìn)行刷新？要求刷新頻率是多少？為達(dá)些目的，必須設(shè)置什么樣的硬件？20、說(shuō)明外圍設(shè)備的I/O控制方式分類及特點(diǎn)。21、把外圍設(shè)備接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，必須解決哪些問(wèn)題？四、計(jì)算題

CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為3800次，主存完成的次數(shù)為200次，已知cache存儲(chǔ)周期為50ns，主存存儲(chǔ)周期為250ns，求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問(wèn)時(shí)間。答：CACHE的命中率：H=Nc/(Nc+Nm)＝3800/(3800+200)=0.95R=Tm/Tc=250ns/50ns=5Cache-主存系統(tǒng)效率e為e=1/(r+(1-r)H)*100%=1/(5+(1-5)*0.95)=83.3%平均訪問(wèn)時(shí)間為T(mén)a為T(mén)a=Tc/e=50ns/0.833=60ns分析題用時(shí)空?qǐng)D法說(shuō)明流水CPU比非流水CPU具有更高的吞吐率。(教材P163)

1、下圖表示存儲(chǔ)器的分級(jí)結(jié)構(gòu)，請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的框內(nèi)填入適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器名稱。磁帶磁盤(pán)、光盤(pán)cache主存儲(chǔ)器寄存器cache磁帶磁盤(pán)、光盤(pán)cache主存儲(chǔ)器寄存器cache

計(jì)算題

已知x=-0.01111，y=+0.11001,求：

①

[x]補(bǔ)，[-x]補(bǔ)，[y]補(bǔ)，[-y]補(bǔ)；

②

x+y,x-y,判斷加減運(yùn)算是否溢出。分析題47103015某機(jī)指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，試分析指令格式及尋址方式特點(diǎn)。47103015OP－源寄存器變址寄存器位移量（16位）解：1）雙字長(zhǎng)二地址指令，用于訪問(wèn)存儲(chǔ)器，操作碼字段可指定64種操作2）RS型指令，一個(gè)操作數(shù)在通用寄存器（共16個(gè)），另一個(gè)操作數(shù)在主存中3）有效地址可通過(guò)變址尋址求得，即有效地址等于變址寄存器（共16個(gè)）內(nèi)容加上位移量。計(jì)算題

某機(jī)的指令格式如下所示

某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存儲(chǔ)器由cache和主存構(gòu)成，cache的存儲(chǔ)周期為30ns，主存的存取周期為150ns。已知在一段給定的時(shí)間內(nèi)，CPU共訪問(wèn)內(nèi)存5000次，其中400次訪問(wèn)主存。問(wèn)：

①

cache的命中率是多少？

②

CPU訪問(wèn)內(nèi)存的平均時(shí)間是多少納秒？③

cache-主存系統(tǒng)的效率是多少？答：CACHE的命中率：H=1-400/5000=0.92R=Tm/Tc=150ns/30ns=5Cache-主存系統(tǒng)效率e為e=1/(r+(1-r)H)*100%=1/(5+(1-5)*0.92)=75.7%平均訪問(wèn)時(shí)間為T(mén)a為T(mén)a=Tc/e=30ns/0.757=40ns分析題

一種二進(jìn)制RS型32位的指令結(jié)構(gòu)如下：

其中OP為操作碼字段，X為尋址模式字段，D為偏移量字段，其尋址模式定義為有效地址E算法及說(shuō)明列表如下：

請(qǐng)寫(xiě)出6種尋址方式的名稱。1)直接尋址2）相對(duì)尋址3）變址尋址4)基址尋址5）間接尋址6）寄存器間接尋址計(jì)算題

已知：x=+0.100111，y=+0.111。采用陣列除法器方式計(jì)算x÷y=?綜合題：

下表列出基本尋址方式名稱，請(qǐng)?jiān)谒惴ㄒ涣兄袑?xiě)出操作數(shù)的物理位置或有效地址EA的表達(dá)式。分析題

CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為2000次，主存完成存取的次數(shù)為100次，已知cache存取周期為50ns，主存存取周期200ns，求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問(wèn)時(shí)間。答：CACHE的命中率：H=Nc/(Nc+Nm)＝2000/(2000+100)=0.95R=Tm/Tc=200ns/50ns=4Cache-主存系統(tǒng)效率e為e=1/(r+(1-r)H)*100%=1/(4+(1-4)*0.95)=87%平均訪問(wèn)時(shí)間為T(mén)a為T(mén)a=Tc/e=50ns/0.87=57ns計(jì)算題

若浮點(diǎn)數(shù)x的IEEE754標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)格式為(41360000)16，求其浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值。將16進(jìn)制數(shù)展開(kāi)后，可得二進(jìn)制格式為：01000001001101100000000000000000指數(shù)E＝階碼－127＝10000010－01111111＝00000011＝(3)10包括隱藏位1的尾數(shù)1.M＝1.01101100000000000000000＝1.011011于是有x=(-1)s×1.M×2e=+(1.011011)×23＝＋1011.011＝（11.375）10分析題

一盤(pán)組共11片，記錄面為20面，每面上外道直徑為14英寸，內(nèi)道直徑為10英寸，分203道，數(shù)據(jù)傳輸率為983040字節(jié)/秒，磁盤(pán)組轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，假定每個(gè)記錄塊記錄1024字節(jié)，且系統(tǒng)可掛多達(dá)16臺(tái)這樣的磁盤(pán)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)拇疟P(pán)地址格式，并計(jì)算總存儲(chǔ)容量。答：設(shè)數(shù)據(jù)傳輸率為C，每一磁道的容量為N，磁盤(pán)轉(zhuǎn)速為r，則根據(jù)公式C=N*r，可求得：N=C/r＝983040/(3600/60)=16384(字節(jié))扇區(qū)數(shù)＝16384/1024＝16,故表示磁盤(pán)地址格式的所有參數(shù)為：臺(tái)數(shù)16,記錄面20,磁道數(shù)203道，扇區(qū)數(shù)16,由此可得磁盤(pán)地址格式為：201716