计算机组成原理试题集35267

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/4X补_。25一个具有二级先行进位的32位ALU电路需要_片74181芯片和_片74182芯片。26原码的符号位为1，该数为负数。若补码的符号位为1，则该数为_；若移码的符号位为1，则该数为_。27若X补10000000，则X_，若X补10000000，则X_。28原码的移位规则是符号位不变，数值部分左移或右移，移出的空位填“0”。补码的移位规则是补码的左移时符号位不变，数值部分左移，最低位移出的空位填_；补码右移时符号位不变，数值部分右移，最高位移出的空位填_。29补码的数值部分不变，符号取反，即得_码，补码包括符号位在内各位取反末位加1得_。30011,110,求和移_。解答123456789101112131415161718192021222324252627282930二综合应用题1已知X010011101，Y01110，用不恢复余数阵列除法器计算XY。2设某机字长为8位，给定十进制数X49，Y74。试按补码运算规则计算下列各题，并判断溢出情况。1X补Y补2X补1/2X补3设X15，Y13，输入数据用补码表示，用带求补器的补码阵列乘法器求出乘积XY并用十进制数乘法验证。4已知X010011101,Y01110，用不恢复余数法求XY（计算出商和余数）。5设X15，Y13，用带求补器的原码阵列乘法器求出两数的乘积XY。并用十进制数乘法验证。6已知X010101,Y011110，请用加减交替法求XY（计算出商和余数，商值计算到小数点后面5位）。7设2010011011011，2100010101100，利用浮点数运算器的运算方法计算。（提示浮点运算器的运算步骤为0操作数的检查、比较阶码大小并完成对阶、尾数进行加或减运算、结果规格化并进行舍入处理。）8已知X010110,Y0111，请用不恢复余数法计算XY补（计算出商和余数，商值计算到小数点后面3位）。9知X001111，Y011001，计算XY，要写出详细过程步骤，如果有溢出，要进行溢出检测。10已知X001111，Y011001,求X补，X补，Y补，Y补；XY，XY,判断加减运算是否溢出。11设有两个十进制数X087521，Y062522。1将X和Y的尾数转化为二进制补码形式；2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ZXY的二进制浮点规格化结果。12有两个浮点数N12J1S1,N22J2S2，其中阶码用4位移码、尾数用8位原码表示（含1位符号位）。设J1112,S1001100112,J2102,S2011011012，求N1N2，写出运算步骤及结果。13设两个浮点数N12J1S1,N22J2S2，其中阶码3位（移码），尾数4位，数符1位。设J1102,S1010012J2102,S2010112求N1N2，写出运算步骤及结果，积的尾数占4位，按原码阵列乘法器计算步骤求尾数之积。14已知二进制数X010110，Y010011，设计算机字长为8位其中1位符号位，试用双符号位的补码定点小数计算求XY，XY的值，并判断是否溢出。15已知X01011,Y01010，用原码一位乘法求XY的值，要求写出计算机中的运算步骤。解答123456789101112131415三设计分析1设计一个无符号位的二位二进制乘法器。可以任意选择若干一位二进制全加器和各种基本逻辑门电路。2有若干74181和74182器件，可以任意选择以上两种器件设计以下两种方案的32位ALU只需画出进位之间的联系，并比较两种方案的速度及集成电路片数。1采用单重分组组）位二进制数来表示、其中标记位有（）位。2在全相联映射方式中，主存的某一块可以拷贝到CACHE中的（），CACHE的命中率（）。3存储器和CPU连接时，要完成地址总线的连接；（）总线的连接和（）控制的连接，方能正常工作。4主存储器容量通常以KB表示，其中K_硬盘容量通常以GB表示，其中G_K。5主存储器的性能指标主要是（）、（）、存储周期和存储器带宽。6某存储器有4个模块，每个模块的容量为256K32位，存储周期为200NS，总线传送周期为50NS，一个存储周期读出4个字节，则数据总线有条，现CPU要从此存储器中连续读取4个字，四个模块采用交叉方式需要时间为（）NS7某计算机的页式虚存管理中，采用长度为32字的页，）位，物理地址共有（）位。8某存储器容量为32字，字长64位，模块数M4，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T200NS，数据总线宽度为64位，总线传送周期50NS。顺序存储器的带宽是（），交叉存储器的带宽是（）。9主存与CACHE的地址映射有全相联映射，（）和（）三种方式。10一个组相联映射的CACHE，有128个行，每组4块。主存共有16384个块，每块64个字，则主存地址共（）位，其中组地址应该为（）位。11广泛使用的（）和（）都是半导体随机读写存储器。前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。12双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（）并行技术，后者采用（）并行技术。13对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构，即主存、（）和（）。14高级的DRAM芯片增强了基本DRAM的功能，存取周期缩短至20NS以下。举出两种高级DRAM芯片，它们是（）、（）。15一个组相联映射的CACHE，有128个行，每组4块。主存共有16384个块，每块64个字，则主存地址共（）位，其中主存字块地址应为（）位。16虚拟存储器分为页式、（）式、（）式三种。17反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（）和（）。18某计算机字长32位，其存储容量为64MB，若按字编址，它的存储系统的地址线至少需要（）条。19CPU可以直接访问（）和CACHE，但不能直接访问（）。20虚拟存储器系统中，CPU根据指令生成的地址是（），经过转换后的地址是（）。21存储器的容量单位中，1KB（）B，1GB（）B。22一个四路组相联CACHE共有64个块，主存共有8192块，则主存地址中标记为有（）位，组号（）位。23如果CACHE有128个行，则直接映射方式下，主存的第I块映射到CACHE的第（）行。24一个N路组相联映射CACHE，CACHE共有M个行。当N1时，该CACHE变成（）映射，当NM是，该CACHE又变成（）映射。25由10241024阵列构成1M1位DRAM存储芯片的刷新周期为8MS，读写周期为1S。若采用集中式刷新需要（）S进行正常读写操作，（）S进行刷新操作。26欲组成一个64K16位的存储器，若选用32K8位的芯片，共需（）片，若选用16K1位的芯片，共需（）片。27写操作时，对CACHE和主存单元同时修改的方法称为（），若每次只暂时写入CACHE，直到替换时才写入主存的方法称为（）。28虚拟存储器通常由主存和（）两级组成，为了要运行某个程序，必须把（）映射到主存的物理地址空间。29由16KB的CACHE和16MB的）。30一个组相联映射的CACHE，有128个行，每组4块。主存共有16384个块，每块64个字，则主存地址中组地址应该为（）位，CACHE地址共（）位。解答123456789101112131415161718192021222324252627282930二综合应用题1设存储器的容量为32字，字长为64位，模块数M4，分别利用顺序方式和交叉方式进行组织存储周期T200NS，数据总线宽度为64位，总线传送周期T50NS，问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少2一个CACHE由256行构成，主存包含4096个块，每块由256个字组成。访存地址为字地址。1求一个主存地址有多少位一个CACHE地址有多少位2在全相联映射方式设计主存地址格式（即主存地址分为几段，每段几位）。3在直接映射方式设计主存地址格式（即主存地址分为几段，每段几位）。4在4路组相联映射方式设计主存地址格式（即主存地址分为几段，每段几位）。3一个组相联映象CACHE由64行构成，每组包含4个行。主存包含4096个块，每块由128字组成。访存地址为字地址。1求一个主存地址有多少位一个CACHE地址有多少位2计算主存地址格式中，区号、组号、块号和块CACHE的命中率是多少2CPU访问内存系统的平均时间是多少3CACHE主存系统的访问效率是多少6设有一个CACHE的容量为2K字，每行为16字，求（1）该CACHE可容纳多少个行（2）如果主存容量为256K字，则有多少个块（3）主存的地址有多少位CACHE的地址有多少位（4）在直接映射方式下，主存中的第I块映射到CACHE中的哪一个行中（5）进行地址映射时，存储器的地址分成哪几段各段分别有多少位7设存储器容量为64M字，字长为64位，模块数M8，分别用顺序和交叉方式进行组织。存储周期T100NS，数据总线宽度为64位，总线传送周期50NS。求顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少8设主存容量512KB，CACHE容量4KB，每个块16个字，字长32位。（1）CACHE地址多少位CACHE共有多少行（2）主存地址多少位可容纳多少个块（3）在直接地址映射方式下，主存的第几个块映射到CACHE中的第5块（设起始块是第1块）。（4）画出直接映射方式下主存地址地段中各段的位数。9设主存容量512K16位，CACHE容量409616位，块长4个16位的字，访存地址为字地址。（1）直接映射方式下，设计主存的地址格式。（2）全相联映射方式下，设计主存的地址格式。（3）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512K32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。10某计算机的主存地址空间大小为256M，按字节编址。指令CACHE分离，均有8个CACHE行，每个CACHE行大小为64MB，数据CACHE采用直接映射方式，（勤思教育）现有两个功能相同的程序A和B，其伪代码如下程序AINTA256256INTSUM_ARRAY1INTI,J,SUM0FORI0I256IFORJ0J256JSUMAIJRETURNSUM程序BINTA256256INTSUM_ARRAY2INTI,J,SUM0FORJ0J256JFORI0I256ISUMAIJRETURNSUM假定INT类型数据用32位补码表示，程序编译时I，J，SUM均分配在寄存器中，数组A按行优先方式存放，其地址为320十进制。请回答，要求说明理由或给出计算过程。1、若不考虑用于CACHE一致维护和替换算法的控制位，则数据CACHE的总容量为多少2、数组元素A031和A11各自所在的主存块对应的CACHE行号分别是多少CACHE行号从0开始3、程序A和B得数据访问命中率各是多少哪个程序的执行时间短11有一个计算机，主存容量1MB，字长1B，块大小16B，CACHE容量64KB。若CACHE采用直接映射方式，请写出如下2当CPU按虚地址2去访问主存时，主存的实地址码是多少3当CPU按虚地址3去访问主存时，主存的实地址码是多少页表TABLEBORDER1CELLPADDING0CELLSPACING0TBODYTRTDSTYLEWIDTH187PX页号/TDTDSTYLEWIDTH192PX该页在主存中的起始地址/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX33/TDTDSTYLEWIDTH192PX42000/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX25/TDTDSTYLEWIDTH192PX38000/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX7/TDTDSTYLEWIDTH192PX96000/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX6/TDTDSTYLEWIDTH192PX60000/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX4/TDTDSTYLEWIDTH192PX40000/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX15/TDTDSTYLEWIDTH192PX80000/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX5/TDTDSTYLEWIDTH192PX50000/TD/TRTRTDSTYLEWIDTH187PX30/TDTDSTYLEWIDTH192PX70000/TD/TR/TBODY/TABLE虚拟地址页号TABLEALIGNLEFTBORDER1CELLPADDING0CELLSPACING0TBODYTRTDSTYLEWIDTH91PX1/TDTDSTYLEWIDTH91PX15TDSTYLEWIDTH120PX0324/TRTRTDSTYLEWIDTH91PX2/TDTDSTYLEWIDTH91PX7/TDTDSTYLEWIDTH120PX0128/TR/TBODY/TABLE/TD/TD/TDTABLEALIGNLEFTBORDER1CELLPADDING0CELLSPACING0TBODYTRTDSTYLEWIDTH91PX3/TDTDSTYLEWIDTH91PX48/TDTDSTYLEWIDTH120PX0516/TR/TBODY/TABLE/TD14某计算机系统的CACHE的命中率是多少2CPU访问内存系统的平均时间是多少3CACHE主存系统的访问效率是多少15主存可按32位地址寻址，CACHE行的大小为64B，假设CACHE为全相联映射，给出内存地址格式并确定下列参数可寻址单元数，主存的块数，CACHE的行数，标记的长度。解答123456789101112131415三设计分析1有一个16K16K的存储器，由8K4BIT的SRAM芯片构成。问1共需要多少SRAM芯片2设计出存储体的组成框图。3写出各芯片的地址分布。2有一个16K16BIT的存储器，由4K4位的SRAM芯片构成（芯片是6464结构）。问1共需要多少RAM芯片2存储体的组成框图3写出各芯片的地址分布。3用16K4位的SRAM芯片构成64K8位的存储器，要求1共需要多少RAM芯片2画出该存储器组成的逻辑框图3写出各芯片的地址分布。4有一个64K32BIT的存储器，由16K8BIT的SRAM芯片构成。问1计算共需要多少个16K8BIT的SRAM芯片构成64K32BIT的存储器；2设计出存储体的组成框图；3写出各芯片的地址分布。5用256K8位的SRAM芯片构成1M16位的存储器，要求1共需要多少RAM芯片2画出该存储器组成的逻辑框图3写出各芯片的地址分布。6用2M8位的SRAM芯片，设计8M32位的SRAM存储器。1共需要多少SRAM芯片2设计出存储体的组成框图。3写出各芯片的地址分布。7用256K8位的SRAM芯片构成1M16位的存储器，要求1共需要多少RAM芯片2画出该存储器组成的逻辑框图3写出各芯片的地址分布。8现有若干片4K8位和8K4位的SRAM存储芯片。利用以上存储芯片设计一个16K8位的存储器。画出与CPU连接的逻辑电路图。9要求用256K16位的SRAM设计存储器。SRAM有两个控制输入端当有效时选中该片；当/R1执行读操作，当/R0执行写操作。1共需要多少RAM芯片2画出该存储器组成的逻辑框图3写出各芯片的地址分布。10设CPU有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作为访存控制信号（低电平有效），用WR作为读写控制信号（高电平为读、低电平为写）。现有下列存储芯片1K4位RAM、4K8位RAM、8K8位RAM、2K8位ROM、4K8位ROM、8K8位ROM及74138译码器和各种门电路。画出CPU与存储器的连接图，要求如下主存地址空间分配6000H67FFH为系统程序区。6800H6BFFH为用户程序区。合理选用上述存储芯片，说明各选几片。详细画出存储芯片的片选逻辑图。各种门电路和译码器可以自己选择。11CPU的地址总线16根A15A0，A0为低位，双向数据总线8根D7D0，控制总线中与主存有关的信号有/MREQ允许访存，低电平有效，R/W高电平为读命令，低电平为写命令。主存地址空间分配如下08191为系统程序区，由只读存储芯片组成；819232767为用户程序区；最后最大地址2K地址空间为系统程序工作区。上述地址为十进制，按字节编址。现有如下存储器芯片EPROM8K8位控制端仅有/CSSRAM16K1位，2K8位，4K8位，8K8位1请从上述芯片中选择适当芯片设计该计算机主存储器，2画出主存储器逻辑框图，注意画出选片逻辑可选用门电路及38译码器74LS138与CPU的连接，说明选哪些存储器芯片，选多少片。12用512K16位的FLASH存储器芯片组成一个2M32位的半导体只读存储器，试问1数据寄存器需多少位2地址寄存器需多少位3共需要多少这样的存储器件4画出此存储器的组成框图。解答123456789101112第四章指令系统一填空题1指令寻址的基本方式有两种，_方式和_方式。2RISC的中文名称是_，SCSI的中文意思是_。3寄存器间接寻址方式中，操作数的有效地址在中，操作数在中。4形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是_寻址，遇到转移指令时_寻址。5RISC指令系统的最大特点是只有_指令和_指令访问存储器，其余指令的操作均在寄存器之间进行。6