计算机组成原理课堂综合练习答案课件

1、计算机组成原理课堂综合练习答案1 计算机组成原理计算机组成原理 第第3-4-5章章 综合练习综合练习 计算机组成原理课堂综合练习答案2 一、选择题一、选择题 1.计算机系统中的存储器系统是指计算机系统中的存储器系统是指 。 RAM存储器；存储器； ROM存储器；存储器； 主存储器；主存储器； Cache、主存储器和外存储器。、主存储器和外存储器。 2.在在Cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到Cache内的任内的任 意一块的位置，则这种映射方式为意一块的位置，则这种映射方式为 。 全相联映射；全相联映射； 直接映射；直接映射； 组相联映射

2、；组相联映射； 混合映射。混合映射。 3.以下四种类型指令中，执行时间最长的是以下四种类型指令中，执行时间最长的是 。 RR型指令；型指令； RS型指令；型指令； SS型指令；型指令； 程序控制指令。程序控制指令。 4.下列寻址方式中，下列寻址方式中，操作数操作数在指令中直接给出的是在指令中直接给出的是 。 直接寻址；直接寻址； 立即寻址；立即寻址； 间接寻址；间接寻址； 相对寻址。相对寻址。 5.下列寻址方式中，下列寻址方式中，操作数地址操作数地址在指令中直接给出的是在指令中直接给出的是 。 直接寻址；直接寻址； 立即寻址；立即寻址； 间接寻址；间接寻址； 相对寻址。相对寻址。 计算机组成原

3、理课堂综合练习答案3 6. 某计算机字长某计算机字长16位，它的存贮容量是位，它的存贮容量是256KB，若按字编址，那么它的寻，若按字编址，那么它的寻 址空间是址空间是 。 32K； 64K； 128K； 256K。 7. 微地址是指微指令微地址是指微指令_。 在控制存储器中的存储位置；在控制存储器中的存储位置； 在主存中的存储位置；在主存中的存储位置； 在堆栈中的存储位置；在堆栈中的存储位置； 在磁盘中的存储位置。在磁盘中的存储位置。 8. 计算机操作的最小时间单位是计算机操作的最小时间单位是 。 指令周期；指令周期； 微指令周期；微指令周期； CPU周期；周期； 时钟周期。时钟周期。 9.

4、下列关于指令周期的说法，不正确的是下列关于指令周期的说法，不正确的是_。 指令周期是取出一条指令的时间；指令周期是取出一条指令的时间； 指令周期常用若干个指令周期常用若干个CPU周期数来表示；周期数来表示； 任何一条指令，它的指令周期至少需要两个任何一条指令，它的指令周期至少需要两个CPU周期；周期； 一条指令，其指令周期可以由多个一条指令，其指令周期可以由多个CPU周期组成，也可以只有一个周期组成，也可以只有一个 CPU周期。周期。 10. 下列寄存器中，用于保存运算器的运算结果状态、程序运行时的工作下列寄存器中，用于保存运算器的运算结果状态、程序运行时的工作 状态及机器状态信息的是状态及机

5、器状态信息的是 。 AR； DR； PC； PSW。 计算机组成原理课堂综合练习答案4 二、填空题二、填空题 1. 存储介质主要采用存储介质主要采用 和和 。 2. 若存储芯片容量为若存储芯片容量为256K8位，假设该芯片在存储器中的首地址为位，假设该芯片在存储器中的首地址为 80000H，则该芯片的末地址是，则该芯片的末地址是 。 3. 若若SRAM芯片容量为芯片容量为16K8位，则该芯片译码需要的地址线位，则该芯片译码需要的地址线 根，根， 若系统的数据线为若系统的数据线为16位，要用此类芯片构成位，要用此类芯片构成256KB的存储器，则需要此的存储器，则需要此 类芯片类芯片 片。片。 4

6、. 从指令系统的复杂度划分，计算机可以分为从指令系统的复杂度划分，计算机可以分为 和和 。 5. 一台计算机中，其指令格式一般由一台计算机中，其指令格式一般由 和和 组成。组成。 6. 某机器指令字长为某机器指令字长为16位，设有单地址指令和双地址指令两类。若每个地位，设有单地址指令和双地址指令两类。若每个地 址字段为址字段为6位，且双地址指令有位，且双地址指令有X条。若操作码可扩展（不定长），则单条。若操作码可扩展（不定长），则单 地址指令最多可以有地址指令最多可以有 条。条。 7. CPU执行一段程序，执行一段程序，Cache完成存取完成存取4840次，主存完成存取次，主存完成存取160次

7、，命中次，命中 率率H为：为： 。 8. 时序信号产生器提供机器所需的定时时序信号，在微程序控制器中，时时序信号产生器提供机器所需的定时时序信号，在微程序控制器中，时 序信号一般采用序信号一般采用 体制。体制。 9. 在在CPU中，中，IR的作用是的作用是 。 半导体器件半导体器件磁性材料磁性材料 BFFFFH 14 16 CISCRISC 操作码操作码地址码地址码 （16-X）26 96.8% 节拍电位节拍电位- -节拍脉冲节拍脉冲 保存当前正在执行的一条指令保存当前正在执行的一条指令 计算机组成原理课堂综合练习答案5 三、计算分析题三、计算分析题 1 1. 某某CPU地址总线为地址总线为A

8、15A0，数据总线为，数据总线为D7D0；其主存系统中，地址空；其主存系统中，地址空 间间0000H1FFFH为为ROM区域，区域，ROM芯片为芯片为8K8位，从地址位，从地址4000H开开 始，用始，用8K4位的位的SRAM芯片组成一个芯片组成一个24K8位的位的RAM区域，假设区域，假设 RAM芯片有芯片有WE#和和CS#信号控制端。设读信号控制端。设读/写控制信号为写控制信号为R/W#，访存允，访存允 许信号为许信号为MREQ#，要求：，要求： （1）给出地址译码方案及各存储芯片地址范围；）给出地址译码方案及各存储芯片地址范围； （2）画出主存与）画出主存与CPU的连接图。的连接图。 【

9、解解】：根据题意，需要：根据题意，需要ROM 1片，需要片，需要RAM 6片（片（3组，每组组，每组2片）。其片）。其 中中A12 A0用于片内译码，用于片内译码， A15 A13用于片间译码。用于片间译码。 采用采用3：8译码器，译码器， 各存储芯片地址为：各存储芯片地址为： ROM: 0000H-1FFFH Y0 RAM1: 4000H-5FFFH Y2 RAM2: 6000H-7FFFH Y3 RAM3: 8000H-9FFFH Y4 计算机组成原理课堂综合练习答案6 计算机组成原理课堂综合练习答案7 2. CPU执行一段程序时，执行一段程序时，Cache完成存取的次数为完成存取的次数为

10、2400次，主存完成存取的次，主存完成存取的 次数为次数为100次，已知次，已知Cache存取周期为存取周期为20ns，主存存取周期为，主存存取周期为100ns，求，求 Cache/主存系统的效率和平均访问时间。主存系统的效率和平均访问时间。 96.0 1002400 2400 mc c NN N h 5 20 100 m c t t r %2 .86 96. 0)51 (5 1 )1 ( 1 hrr e nsnsnsthhtt mca 2 .23100)96. 01 (2096. 0)1 ( 【解解】 Cache/ Cache/主存系统的效率：主存系统的效率： 平均访问时间：平均访问时间：

11、计算机组成原理课堂综合练习答案8 3.3. 某微机指令格式如下所示：某微机指令格式如下所示： 15 10 9 8 7 0 OPXD 格式中格式中 D 为位移量，为位移量，X为寻址方式特征值：为寻址方式特征值： X=00 , 直接寻址；直接寻址； X=01, 用变址寄存器用变址寄存器RI进行变址进行变址 X=10, 用基址寄存器用基址寄存器RB进行寻址进行寻址 X=11, 相对寻址相对寻址 设（设（PC）=3000 H，( RB)=5000H，( RI)=7000H，问：，问： (1) 该指令模型下，最多有多少条指令？该指令模型下，最多有多少条指令？ (2) 请确定下列指令的有效地址：请确定下列

12、指令的有效地址： 8D65H ； 1C70H； A340H ； 261EH。 【解】（1）最多最多 26=64条条 （2） X=01 E=7065H X=00 E=70H X=11 E=3040H X=10 E=501EH 计算机组成原理课堂综合练习答案9 4. 某计算机字长为某计算机字长为16位，主存容量为位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，字，采用单字长单地址指令， 共有共有64条指令，变址寄存器为条指令，变址寄存器为RI，程序计数器为，程序计数器为PC。试采用直接、。试采用直接、 立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。并写出对应寻址方式立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格

13、式。并写出对应寻址方式 的有效地址表达式。的有效地址表达式。 寻址模式寻址模式X定义：定义： X=00 直接寻址直接寻址 有效地址有效地址 E=D（256单元）单元） X=01 立即寻址立即寻址 D=立即数立即数 X=10 变址寻址变址寻址 有效地址有效地址 E=（R）+D （64K） X=11 相对寻址相对寻址 有效地址有效地址 E=（PC）+D （64K） R为变址寄存器，为变址寄存器，PC为程序计数器，均为为程序计数器，均为16位。位。 【解解】 操作码操作码OP长度长度=6位（位（26=64条），寻址模式条），寻址模式X占用占用2位，形式地位，形式地 址占用址占用8位。位。 15 10

14、 9 8 7 0 OPXD 计算机组成原理课堂综合练习答案10 5. 已知某机器共有微操作控制信号共已知某机器共有微操作控制信号共60个，构成个，构成5个相斥类的微命令组，个相斥类的微命令组， 各组分别包含各组分别包含4个，个，5个，个，12个，个，14个，个，25个微命令，已知判别测试字个微命令，已知判别测试字 段长度为段长度为4位，微指令字长为位，微指令字长为32位。问：位。问： （1） 给出该微指令的格式；给出该微指令的格式； （2） 控制存储器的容量为多少位？控制存储器的容量为多少位？ （3） 若不限定微指令字长，其下一个微地址字段长度与（若不限定微指令字长，其下一个微地址字段长度与（1）相同，微）相同，微 命令的编码采用直接表示法，则微指令字长为多少位命令的编码采用直接表示法，则微指令字长为多少位 ？ 【解解】：（：（1） 微命令字段长度为：