2021年沈陽工業(yè)大學(xué)軟件工程專業(yè)《計算機組成原理》科目期末試卷B(有答案)

2021年沈陽工業(yè)大學(xué)軟件工程專業(yè)《計算機組成原理》科目期末試卷B(有答案)1、有效容量為128KB的Cache,每塊16B,8路組相聯(lián)。字節(jié)地址為1234567H的單2、連續(xù)兩次啟動同一存儲器所需的最小時間間隔稱為()。3、組成一個運算器需要多個部件，但下面所列()不是組成運算器的部件。4、對于相同位數(shù)(設(shè)為N位，且各包含1位符號位)的二進制補碼小數(shù)和十進制小數(shù)，(二進制小數(shù)所表示的數(shù)的個數(shù))/(十進制小數(shù)所能表示的數(shù)的個數(shù))為()。5、下列關(guān)于浮點數(shù)加減法運算的敘述中，正確的是()。7、在集中式總線控制中，響應(yīng)時間最快的是()。8、馮·諾依曼型計算機的設(shè)計思想主要有()。11、從一條指令的啟動到下一條指令啟動的時間間隔稱為()12、執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)不可能來()。13、下列尋址方式中，最適合按下標順序訪問一維數(shù)組的是()。14、下列選項中，用于提高RAID可靠性的措施有()。16、軟磁盤和硬磁盤的記錄方式基本相同，但在和_上存在較大差別。準接 三、名詞解釋題30、什么叫指令?什么叫微指令?二者有什么關(guān)系?33、原理性地說明條件相對轉(zhuǎn)移指令的指令格式和執(zhí)行步驟。34、一個16K×16位的存儲器，有IK×4位的DRAM芯片，內(nèi)部結(jié)構(gòu)由64×64構(gòu)成，1)采用異步刷新方式，如果最大刷新間隔為2ms,則相鄰兩行之間的刷新間隔是多少?2)如果采用集中刷新方式，則存儲器刷新一遍最少用多少個存儲周期?設(shè)存儲器的存儲周期為0.5us,“死區(qū)”占多少時間?“死時間率”為多少(刷新周期為2ms)?35、已知計算機的字長為32位，存儲器的容量為1MR.如果按字節(jié)、半字、字、雙字尋址，尋址范圍各是多少?36、現(xiàn)有64K×2位的存儲器芯片，欲設(shè)計具有同樣存儲容量的存儲器，應(yīng)如何安排地址線和數(shù)據(jù)線引腳的數(shù)目，使兩者之和最小，并說明有幾種解法。37、某計算機存儲器按字節(jié)編址，虛擬(邏輯)地址空間大小為16MB,主存(物理》地址空間大小為1MB,頁面大小為4KB;Cache采用直接映射方式，共8行；主存與Cache之閘交換的塊大小為32B。系統(tǒng)運行到某一時刻時，頁表的部分內(nèi)容和Cache的部分的容如圖3-50和圖3-51所示，圖中頁框號及標記字段的內(nèi)容為十1)虛擬地址共有幾位，哪幾位表示虛頁號?物理地址共有幾位?哪幾位表示頁框號(物人理頁號)?2)使用物理地址訪問Cache時，物理地址應(yīng)劃分成哪幾個字段?要求說明每個字段的位數(shù)及在物理地址中的位置。3)虛擬地址001C60H所在的頁面是否在主存中?若在主存中，則該虛擬地址對應(yīng)的物理地址是什么?訪問該地址時是否Cache命中?要求說明理由。4)假定為該機配置一個4路組相連的TLB,該TLB共可存放8個頁表項，若其當前內(nèi)容(十六進制)如圖所示，則此時虛擬地址024BACH所在的頁面是否在主存中?l011l10 l011l10 100】123456723456701虛頁號有效位頁框號行號有效位標記11110101有效位標記有效位標記頁框號0 10 110l0 38、采用微程序控制器的某計算機在微程序級采用兩級流水線，即取第i+1條微指令與執(zhí)行第i條微指令同時進行。假設(shè)微指令的執(zhí)行時間需要40ns,試問：1)若控制存儲器選用讀出時間為30ns的ROM,在這種情況下微周期為多少?并畫出微指令執(zhí)行時序圖。2)若控制存儲器選用讀出時間為50ns的ROM,在這種情況下微周期為多少?并畫出微指令執(zhí)行時序圖。主存容量為16K字(機器采用按字尋址),采用寄存器-存儲器型指令。1)欲使指令可直接訪問主存的任意地址，指令字長應(yīng)取多少位?2)若在上述設(shè)計的指令字中設(shè)置一尋址特征位X,且X=0表示某個寄存器作為基址寄存器，試畫出指令格式。試問采用基址尋址可否訪問主存的任意單元?為什么?3)若存儲字長等于指令字長，且主存容量擴大到64K字，在不改變硬件結(jié)構(gòu)的前參考答案3、D4、B5、D6、C7、C8、D二、填空題16、存儲原理結(jié)構(gòu)性能19、帶寬處理器23、系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件解釋執(zhí)行高級語言程序的計算機軟件，解釋并立即執(zhí)行源程序的語句。在處理中斷時阻止其他中斷的過程。一種按內(nèi)容訪問的存儲器，每個存儲單元有匹配電路，可用于是cache中查找數(shù)據(jù)。是指數(shù)據(jù)的傳輸在一條線路上按位進行。(只需一條數(shù)據(jù)傳輸線，線路的成本低，適合于長距離的數(shù)據(jù)傳輸)30、答：指令，即指機器指令。每一條指令可以完成一個獨立的算術(shù)運算或邏輯運算操作?？刂撇考ㄟ^控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令，通常把這種控制命令叫做微命令，而一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合，構(gòu)成一條微指令。許多條微指令組成的序列構(gòu)成了微程序，微程序則完成對指令的解釋執(zhí)行。1)按指令功能分類，一般可將指令分為以下幾類：①算術(shù)和邏輯運算指令：每臺計算機都不可或缺的指令，用來完成算術(shù)邏輯②移位指令：用來完成算術(shù)移位和邏輯移位。③數(shù)據(jù)傳送指令：用來完成CPU與主存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送，在統(tǒng)一編址的機器中還可以用來完成CPU與I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送。④轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用與返回指令：主要用來改變指令執(zhí)行次序的問題。⑤其他指令：停機指令，開、關(guān)中斷指令等。①零操作數(shù)指令。②單操作數(shù)指令。③雙操作數(shù)指令。④多操作數(shù)指令。五、計算題34、解析：不論采用何種刷新方式，刷新都是從單個芯片的存儲容量著手。1)采用異步刷新方式，在2ms時間內(nèi)把芯片的64行刷新一遍，相鄰兩行之間的刷新間隔=2ms/64=31.25s,可取的刷新間隔為31s。2)如果采用集中刷新方式，則存儲器刷新一遍最少用64個存儲周期，因為存儲器35、解：首先1MB=8Mhit(為了在后面的計算中單位統(tǒng)一)按字節(jié)尋址時，尋址范圍為：8Mbit/8bit=IMB。按半字尋址時，尋址范圍為：8Mbit/16bit=512KB。按字尋址時，尋址范圍為：8Mbit/32bit=256KB。按雙字尋址時，尋址范圍為：8Mbit/64bit=128KB。六、綜合題由于主存(物理)地址空間大小為1MB,因此物理地址共有20位(12位3位主存字塊標記Cache字塊標記分析：由于塊大小為32B,因此字塊內(nèi)地址占5位。又由于Cache共8行，因此字塊標記占3位。綜上所述，主存字塊標記占20-5-3=12位。3)虛擬地址001C60H的虛頁號為前12位，即001H=1。查表可知，其有效位為1,故在內(nèi)存中。虛頁號為|對應(yīng)頁框號為04H,故物理地址為04C60H。由于采用的是直接映射方式，因此對應(yīng)Cache行號為3。盡管有效位為1,但是由于標4)由于采用了4路組相連的，因此TLB被分為2組，每組4行。因此，虛地址應(yīng)劃分成3個字段，如下：11位1位12位標記位組號頁內(nèi)地址將024BACH轉(zhuǎn)成二進制為000000100100101110101100,可以看出組號為0。標記為00000010010,換成十六進制為000000010010(高位補一個0),即012H,從圖3-51中的0組可以看出，標記為012H頁面的頁框號為1F,故虛擬地38、解析：在執(zhí)行本條微指令的同時，預(yù)取下一條微指令。因為這兩個操作是在兩個完全不同的部件中執(zhí)行的，所以這種重疊是完全可行的。取微指令的時間與執(zhí)行微指令的時間哪個長，就以它作為微周期1)若控制存儲器選用讀出時間為30ns的ROM,微指令執(zhí)行時序圖如圖a所示。因為取第i+1條微指令與執(zhí)行第i條微指令同時進行，所以取微指令的讀出時間為30ns,而微指令的執(zhí)行時間需要40ns。這種情況下微周期取最長的時間，即40ns。2)若控制存儲器選用讀出時間為50ns的ROM,微指令執(zhí)行時序圖如圖b所示。這種情況下微周期需取50ns。執(zhí)行第執(zhí)行第i條微指令執(zhí)行第i+1條微指令取第i-1條微指令微周期40ns狄行第i條微指令取第i-1條微指令b)執(zhí)行微指令取微指令執(zhí)行微指令取微指令執(zhí)行第i+1條微指令取第i條微指令取第i條微指令1)首先，操作碼可以確定為7位；8個通用寄存器需要3位來表示；訪問16K字的2)由于增加了一位尋址特征位，且基址寄存器使用了通用寄存器，因此除了加一位尋址方式X,還得空一個字段(基址寄存器編號R1)來表示使用哪一個通用寄另外，由于覆蓋主存的16K字需要14位的地址，而寄存器只有12位，因此采用