[工学]计算机组成原理期末试题.doc

1.刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024*768，颜色深度24位，帧频（刷新速度）为72Hz,求：1）刷新存储器的容量是多少？2）刷新存储器的带宽是多少？1）刷新存储器的容量= 1024*768 * 24bit=2.25MB2）帧频（刷新速度）为72Hz指的是：每秒钟读72次，所以，刷新存储器的带宽=1024*768 * 24bit *72 次/秒=162MB/s2.试推导磁盘存储器读写一块信息所需要的总时间？读写一块总时间TB=平均找道时间Ts+平均等待时间Tw +读写传输时间Tt读写一块总时间TB=平均找道时间+平均等待时间+读写传输时间=Ts+Tw+Tt1）Tw设磁盘每秒r转，每条磁道N个字，则数据传输率=rN个字/秒转一周的时间=1/r,所以Tw =1/2*(1/r)=1/(2r)2）Tt又设每块的字数是n,一旦读写头定位在该块，则Ttn/(rN)秒所以TB=Ts+ 1/(2r)+ n/(rN) 秒3.采用串行接口进行7位ASCII码传送，带有一位奇偶校验位、一位起始位和一位停止位，当波特9600波特时，字符传送率是9600波特=9600bit/秒=9600 bit*(1字符/10bit)/秒=960字符/秒4某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的信息，设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为70MHz,求总线带宽？Dr=8字节/T秒=8*70*106420MB/秒5.某机器CPU中有16个寄存器，运行某中断处理程序时，仅用到其中的2个寄存器，请问响应中断而进入该中断处理程序时是否将通用寄存器内容保存到主存中去？需保存几个寄存器？要将通用寄存器内容保存到主存中去。只要保存中断处理程序用到的那2个寄存器的内容。1.已知cache的存储周期是40ns,主存存储周期200ns, cache/主存系统平均50ns,求cache的命中率？访问n个字，设命中率为Hcache/主存系统的平均访问时间=命中cache的时间+不命中cache的主存访问时间=H*Tc+(1-H)*Tm=H*40+(1-H)*200=50解方程: H*40+(1-H)*200=50 H=150/160=93.75%2.某计算机采用4体交叉存储器，今执行一段小循环程序，此程序存放在存储器的连续地址单元中。假设每条指令的执行时间相等，而且不需要到存储器中存取数据，请问下列两种情况中（执行的指令数相等），程序执行的时间是否相等？(1)循环程序有6条指令组成，重复执行80次。(2)循环程序有8条指令组成，重复执行60次。设存储器周期Tm,总线周期。CPU执行一条指令的时间是t0(1)取并执行6条指令所需的时间是t1=Tm+(6-1)+6t0所以访问80条指令的总时间是80*t1=80(Tm+5+6t0)=80Tm+400+480t0(2)取并执行8条指令所需的时间是t2=Tm+(8-1)+8t0所以访问60条指令的总时间是60*t2=60(Tm+7+8t0)=60Tm+420+480t03假设某机器有80条指令，平均每条指令有4条微指令组成，其中一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度32位，请估算控制存储器容量。8027 指令的操作码是7位 控制存储器容量=(80*4+1)*32位=964字节4一个双面CD-ROM光盘，每面有100道，每道9个扇区，每个扇区存储512B,请求出光盘格式化容量。100道*9扇区/道*512B/扇区=900*512B=450*1024B=450MB5.某双面磁盘，每面有220道，已知磁盘转速为4000转/分，数据传输率为185000B/s, 求磁盘总容量。1）2面*（220道/面）=440道；2）转一圈的数据量=转一圈的时间*数据传输率=(60秒/4000转)*（185000B/秒）=2775B3）所以，磁盘总容量=440道*2775B道=1221000B1.2MB1. 某机字长32位，CPU中有16个32位通用寄存器，设计一个能容纳64种操作的指令系统。如果采用通用寄存器作为基址寄存器，则RS型指令的最大存储空间是多少？1)64种操作，所以64=26。2)16个通用寄存器，所以需要16=24即4位来识别某个寄存器。3)由RS指令可以推出：2个字段分别是寄存器和存储器。最大的寻址空间：地址=(R)+D=寄存器中内容的32位+ D中的22位。=232+222。=4GB+4MB2.某机采用三地址格式指令，试问完成一条加法指令共需访问几次存贮器？若该机指令系统共能完成60种不同的操作，且AR为10位，试确定该机器的指令格式。 4次,取指令,取数据1,取数据2,存数据3 OP（6）A1（10）A2（10）A3（10）3.某计算机字长32位，主存容量64K字，采用单字长单地址指令，共有40条指令。采用直接、立即、变址、相对4种寻址方式，设计指令格式。1)字长32位，所以“单字长指令”即指令字长32位。2) 40条指令，所以指令的操作码为6位（26=64）。3)寻址方式有四种，所以2位来编码。4)直接、立即、变址、相对4种寻址中，直接寻址要求需要如下：指令余下的位数=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。地址部分的直接寻址足够了。立即、变址、相对不存在困难。5)所以指令格式xxxxxx(操作码6位) yy(寻址方式2位X) 地址码24位(偏移量D）直接寻址：X=00 D 立即寻址：X=01 D字段为立即数变址寻址：X=10 (RI)+D 相对寻址：X=11 (PC)+D4参见参见数据通路图。画出指令“LAD (R3),R0”的指令流程图，其含义是将（R3)为地址的数存单元的内容传送到寄存器R0。标出各微操作控制信号序列。答：1)R3out, G, ARin2)R,DRout, G, R0in5.某计算机有如下部件：ALU,移位器,主存M，主存数据寄存器MDR,主存地址寄存器MAR,指令寄存器IR，通用寄存器R0R3,暂存器C和D。(1)请将各逻辑部件组成一个通路，并标明数据流动方向。(2)画出“ADD R1，R2”指令的指令周期流程图。其中R1、R2间接寻址，结果存回到R1为地址的M中。试问IRQ线上的请求是有谁发出的？为什么？这个结论总是成立吗？1.当扫描仪，打印机和图像显示器同时产生一个事件时，IRQ上的请求是扫描仪发出的。以为这种链路中排队的设备只有当其IEI为高时才能发出中断请求，且该设备有中断请求时，其IEO为低，因此其后面的设备就不可能发出中断请求，且该设备有中断请求时，其IEO