11. 计算机组成原理总复习

计算机组成原理总复习 授课教师 计算机学院张晓丽联系方式 186 4763 9188邮箱 osunmood 考试题型 1 选择题 共20分 每题2分 2 填空题 共20分 每空1分 3 简答题 共15分 每题5分 4 计算题 共35分 4题 5 设计题 共10分 1 存储容量为32K 8位 求芯片的地址线和数据线的数目 解 地址线 15数据线 8 2 计算十六进制数据95H的偶校验码 解 95H 10101001偶校验位为0 3 将十进制数25 65转化为二进制 八进制 十六进制格式解 25 65 11001 1000001 2 31 404 8 19 82 16 4 5 8的原码 反码 补码 移码解 原码 1 101反码 1 010补码 1 011移码 0 011 JMP 8 取出JMP 8后PC 2002H 二字节指令 JMP 8指令的第二字节为2008H 2002H 06H 5 设当前指令地址PC 2000H 转移后的目的地址为2008H JMP 8指令的第二字节地址 6 解 x 补 00 010 00 110100 y 补 00 001 00 101100 1 对阶 2 尾数求和 j 补 jx 补 jy 补 00 010 11 111 100 001 阶差为 1 y 补 00 010 00 0101100 Sx 补 00 110100 Sy 补 00 0101100 对阶后的 Sy 补 01 0010100 尾数溢出需右规 3 右规 x y 补 00 011 00 1001010 右规后 x y 补 00 010 01 001010 4 舍入 附加位最高位为0 直接舍去 5 判溢出 阶码符号位为00 故不溢出 最终结果为 x y 0 100101 211 说明 乘数 部分积 操作 右移一位 0 右移一位 X 补 右移一位 0 右移一位 X 补 右移一位 0 右移一位 X 补 右移一位 0 右移一位 X 补 初始值 000000 0101 110011 110011 1010 111001 000000 111001 111100 110011 101111 110111 1101 1110 1111 110111 000000 111011 7 设X 0 1101 Y 0 1011 求 X Y 补 X 补 11 0011 Y 补 11 0101 001101 0010001111 X 补 X 补 X Y 补 00 10001111所以 X Y 0 10001111 8 假设CPU执行某程序时 访Cache命中4800次 访主存200次 Cache存取周期30ns 主存存取周期150ns 求Cache命中率及Cache 主存平均访问时间和效率解 1 Cache的命中率为4800 200 4800 0 96 2 由题 访问主存的时间是访问Cache时间的5倍 150 30 5 设访问Cache的时间为t 访问主存的时间为5t Cache 主存系统的访问效率为e 则e t 0 96t 0 04 5t 86 2 3 平均访问时间 30ns 0 96 150ns 1 0 96 29 4ns 9 假设主存容量为512KB Cache容量为4KB 每个块为16个字 每个字32位 1 Cache地址有多少位 可容纳多少块 2 主存地址有多少位 可容纳多少块 3 在直接映射方式下 主存的第几块映射到Cache中的第5块 设起始字块为第1块 4 画出直接映射方式下主存地址字段中各段的位数 1 根据Cache容量为4KB 212 4K Cache地址为12位 由于每字32位 则Cache共有4KB 4B 1K字 因每个字块16个字 故Cache中有1K 16 64块 2 根据主存容量为512KB 219 512K 主存地址为19位 由于每字32位 则主存共有512KB 4B 128K字 因每个字块16个字 故主存中共128K 16 8192块 3 在直接映射方式下 由于Cache共有64块 主存共有8192块 因此主存的5 64 5 2 64 5 213 64 5块能映射到Cache的第5块中 4 在直接映射方式下 主存字块内地址为6位 4位表示16个字 2位表示每字32位 缓存共64块 故缓存字块地址为6位 主存字块标记为主存地址长度与Cache地址长度之差 即19 12 7位 10 假设主存容量为512K 16位 Cache容量为4096 16位 块长为4个16位的字 访存地址为字地址 1 在直接映射方式下 设计主存的地址格式 2 在全相联映射方式下 设计主存的地址格式 3 在二路组相联映射方式下 设计主存的地址格式 4 若主存容量为512K 32位 块长不变 在四路组相联映射方式下 设计主存的地址格式 1 根据Cache容量为4096 212字 得Cache字地址为12位 根据块长为4 且访存地址为字地址 得字块内地址为2位 即b 2 且Cache共有4096 4 1024 210块 即c 10 据主存容量为512K 219字 得主存字地址为19位 在直接映射方式下 主存字块标记为19 12 7 2 在全相联映射方式下 主存字块标记为19 b 19 2 17位 3 根据二路组相联的条件 一组内有2块 得Cache共分1024 2 512 2q组 即q 9 主存字块标记为19 q b 19 9 2 8 4 若主存容量改为512K 32位 即双字宽存储器 块长仍为4个16位的字 访存地址仍为字地址 则主存容量可写为1024K 16位 得主存地址为20位 由四路组相联 得Cache共分1024 4 256 2q组 即q 8 对应该条件下 主存字块标记为20 8 2 10位 11设CPU有16根地址线 8根数据线 MREQ作为访存控制信号 低电平有效 WR作读写控制信号 高电平为读 低电平为写 现有下列存储芯片 1K 4位RAM 4K 8位RAM 8K 8位RAM 2K 8位ROM 4K 8位ROM 8K 8位ROM及74138译码器和各种门电路画出CPU与存储器的连接图 1 主存地址空间分配 6000H 67FFH系统程序区6800H 6BFFH用户程序区 2 合理选用上述存储芯片 说明各选几片 3 详细画出存储芯片的片选逻辑图 解 1 写出对应的二进制地址码 确定总容量 2 确定芯片的数量及类型 A15A14A13