计算机组成原理大题

1假设寄存器R中的数值为2000，主存地址为2000和3000的地址单元中存放的内容分别为3000和4000，PC的值为5000，若按以下寻址方式，访问到的操作数各是多少?①寄存器寻址R；②寄存器间接寻址(R)；③直接寻址2000；④存储器间接寻址(2000)；⑤相对寻址-3000(PC)。2、某机字长32位，共有机器指令100条，指令单字长，等长操作码，CPU内部有通用寄存器32个，可作变址寄存器用，存储器按字节编址，指令拟用直接寻址、间接寻址、变址寻址和相对寻址等4种寻址方式。分别画出4种不同寻址方式的单地址指令的指令格式。采用直接寻址和间接寻址方式时，可直接寻址的存储器的空间各是多少？写出4种寻址方式下，有效地址E的表达式。答案：12、 直接寻址时，由于指令操作码占用了其中7位，则剩余的(32-7=25)位表示指令的寻址范围。当按字节编址时，寻址范围为32MB〔^】；使用间接寻址时，由于机器的字长为32位，所以可寻址范围为4GBf2^)。3、 有效地址EA如下所示。直接寻址：EA二指令中的地址码间接寻址：EA=指令中地址码所指示的内存单元中存放的有效地址变址寻址：EA=变址寄存器中所包含的地址值+指令中地址码所表示的偏移相对寻址：EA=程序记数器中所包含的地址值+指令中地址码所表示的偏移3、设有两个十进制数:x=-0.875X21,y=0.625X22。将x，y的尾数转换为二进制补码形式。设阶码2位，阶符1位，数符1位，尾数3位。通过补码运算规则求出z=x-y的二进制浮点规格化结果。4已知x=0.10011101,y=0.1110，用不恢复余数阵列除法器求x—y。、解：先求出：［-y］补=1.0010

被除数 O.iOOLliOl减丁 i.OOIO余数为负左移l.I0UU01<0L.oimoio.inoQo=0余数为正左移减丁0.01011010.L0H011.0010>0Qi=l余数为负左移加丁1.H01011.101010.H10<0Qi=Q余数为正左移减尹0.100011.00011.0010>0=z>Q3=i余数为正0.0011>0故得商Q=Q；QiQQQ&=0.1011,余数R=0.0000001io5、 设有x=0.11011,y=-0.11111用布斯算法求x*y。6、 某计算机的页式虚拟存存储器管理中采用长度为16字的页面。页表内容如下表所示，求当CPU程序按下列二进制虚拟字地址访存时产生的实际字地址：提示00101101(2)10100000(3)10001000虚页号实页号装入位0GOO0101000100100Q1Q00110000010001100101——0110——0111r—!；■■■■1000.0100wen0011匸1010oxnBion■01111100—1101 ——■——7、 设某主机容量4MB,Cache容量16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即cache每组内4个字块）的cache组织，要求：（1） 画出主存地址字段中各段的位数；（2） 设cache初态为空，cpu依次从主存第0，1，2,。。。。。。。。。99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少（3） 若chche的速度是主存的6倍，问有cache和无cache相比，速度提高多少倍？答：（1） 由于容量是按字节表示的，则主存地址字段格式划分如下：8 7 2 3 2（2） 由于题意中给出的字地址是连续的，故（1）中地址格式的最低2位不参加字的读出操作。当主存读0号字单元时，将主存0号字块（0~7）调入Cache（0组x号块），主存读8号字单元时，将1号块（8〜15）调入Cache（1组x号块）主存读96号单元时，将12号块（96〜103）调入Cache（12组x号块）。»共需调100/813次，就把主存中的100个数调入Cache。除读第1遍时CPU需访问主存13次外，以后重复读时不需再访问主存。则在800个读操作中：访Cache次数=（100-13）+700=787次»0.98»Cache命中率=787/80098%（3） 设无Cache时访主存需时800T（T为主存周期），加入Cache后需时：（131.167+13）T»T/6+13T'787144.167T»5.55倍»则：800T/144.167T有Cache和无Cache相比，速度提高4.55倍左右。8、 已知某运算器的基本结构如图所示，它具有+（加）、一（减）、和（传送）

三种操作。（1） 写出图中1〜12表示的运算器操作的微命令；（5分）（2） 设计适合此运算器的微指令格式；（5分）（3） 指令DDA的功能是计算R1、R2和R3三个寄存器的和，若进位C=0,则R1+R2-R2；若进位C=1,则R1+R2+R3-R2，画出指令DDA的微程序流程图，并列出微操作序列（取指令流程不写，取指令微指令安排在0号单元中）；（5分）（4）设下址地址为5位，将微程序流程图安排在1〜3号单元里；（5分）牌：⑴图屮牌：⑴图屮广牡表示的运算需操作的黴金令仆别为1:十2：-:4：KL—A5：腔_电(j：K3—A7：R3—B乩世fB9：KL—BLU：BUa^Kl11：BUS^R2L2：肌3~囲⑵以下几粗微命令■是杓斥的「1：- 2：- 3：W4：KI—A 5：膛f盘 G：K3—A7： KJ—B 8：膛f匕 9：KL—BLO：BL-5—K1 11：BUS—K2 Ei；（3）计运算辭的惓牯令