计算机原理作业二

1、 计算机组成原理作业2 .选择题： 1. 主存储器和CPU之间增加cache的目的是_A A. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 B. 扩大主存储器的容量 C. 扩大CPU中通用寄存器的数量 D. 既扩大主存容量又扩大 CPU中通用寄存器的数量 2. 某机器字长32位，存储容量1MB，按字编址，它的寻址范围是_C_ A. 1MB. 512KB C. 256K D. 256KB 3 某计算机字长是16位，它的存储容量是64KB，按字编址，它的寻址范 围是 A A. 32K B.32KB C.64K D.64KB 5相联存储器是按C A. 地址指定方式 进行寻址的存储器 B. 堆栈存取方式 C.

2、内容指定方式 D.地址指定与堆栈存取方式结合 4.计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是D A.便于读写数据 B.减小机箱的体积 C.便于系统升级 D.解决存储容量，价格和存取速度之间矛盾 cache内的任意 6. 在cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到 一块的位置上，则这种方法称为A 0 A. 全相联映射B.直接映射 C. 组相联映射D.混合映射 7. 对于某个寄存器中操作数的寻址方式称为A 寻址。 A.直接 B.间接 C.寄存器直接D.寄存器间接 8. 程序控制类指令的功能是 Co A. 进行算术运算和逻辑运算 B. 进行主存与CPU之间的数据传送 C. 进行CPU和I

3、/O设备之间的数据传送 D. 改变程序执行的顺序 9. 若使8 bit寄存器A最高位清0,可采用_B; A. A 7FHAB.A80HA C. A 80HAD.A80HA 10. 微程序存放在_C中 B. RAM A.控制存储器 11. 微周期指的是B 需要的时间； A.执行一条微命令B.执行一条微指令 C.执行一段微程序D.执行一条机器指令 12. 在CPU中，跟踪指令后继地址的寄存器是 _B| A.主存地址寄存器B.程序计数器 C.指令寄存器D.状态寄存器 C； D.程序控制指令 13. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是 A. RR 型 B. RS 型 C. SS型 14. 指令周期是

4、指C A. CPU从主存取出一条指令的时间 B. CPU执行一条指令的时间 C. CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间 D. 时钟周期时间 15. 同步控制是B A. 只适用于CPU控制的方式 B. 只适用于外围设备控制的方式 C. 由统一时序信号控制的方式 D. 所有指令控制时间都相同的方式 二.填空题： 1. CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为 PC程序计数器，保存下条 指令地址的寄存器为保存CPU访存地址寄存 器为内存地址寄存器 AR。 2. 计算机系统中的存储器分为 主存储器 和辅助存储器 。在CPU执行程序时，必须将指令存放在 主存储器中。 3. 在同一微周期中指不

5、能同时或不能在同一个节拍内并行执行的微操 作的微命令，称之为互斥的微命令；在同一微周期中 可以编 码指能够同时或在同一个节拍内并行执行的微操作 的微命令，称之为相容 的微命令。显然，必须各占一位 能放在一起译码。 4. 计算机存储器的最小单位为位，1KB容量的存储器能够存 储位 这样的基本单位。 5. 对存储器的要求是 量大、 度快、成 本低;为了解决这三方面的矛盾，计算机采用分级存储器结构 体系结构 6. 指令的格式是由 作码 和地址码组成 的。 7. 计算机指令系统往往具有多种寻址方式，操作数就是指令的一部分称为 立即数寻址，操作数地址在指令中称为直接 址，当操作数地 址在寄存器中，就采用

6、寄存器间接址方式。 8. 在寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在 寄存器中，而 操作数存放在主存单元的地址 中。 9. 在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构 成一条微指令，它由操作控制 和顺序控制 部分组成。 10. 微程序控制器的核心部件是控制存储器(CM)，它是一种_ 来存放微程序储器。 11. CPU周期也称为机器周期 一个CPU周期包含若干个 子指令周期。 三名词解释： 1 存储容量2相联存储器3.全相联映像4.组相联映像 5. 寻址方式6.指令系统 1 存储容量:是指存储器可以容纳的二进制信息量，用存储器中存储地址寄存器 MAR的编址数与存储字位数的乘积表

7、示。 2. 相联存储器：它是一种不根据地址而是根据存储内容来进行存取的存储器。 3. 全相联映像：在全相联Cache中，存储的块与块之间，以及存储顺序或保存 的存储器地址之间没有直接的关系。 4. 组相联映像：组相联Cache是介于全相联Cache和直接映像Cache之间的 一种结构。 5. 寻址方式：寻址方式就是寻找操作数或操作数地址的方式。 6. 指令系统：指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，它是软件和 硬件的主要界面，从系统结构的角度看，它是系统程序员看到的计算机的主要属 性。 四.冋答题和计算题： 1. 试述主存和辅存的区别? 答：主存即为内存，断电信息丢失，但存取数据块，他

8、的容量大小直接影响计算机运行速度。 辅存即硬盘，光盘等，容量大，但存取数据慢，计算机都是先把辅存中要读的东西放到主存后处理，然后 在依据情况是否写回。 2. 一个较完善的指令系统应包括哪几类指令？ 答：一个较完善的指令系统应包括数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、程序控制类指令、 I/O类指令、字符串类指令、系统控制类指令。 3请用图示说明三级存储体系分别由那些部分组成，并比较each主存和 主存一辅存这两个存储层次的相同点和不同点。 答：缓存，内存，叶面文件或者寄存器，缓存，内存解决高速的处理器和低速的外设间速度不匹配问题。 * Cache-主存杯 主存-轴存” 0的 为了弥补主

9、存速度的不足 为了弥补主存容量的不 楚 存储管理实观 全部山专用硬杵宾现 主耍由软件实现 访问速度的比值 （第一级比第滋） 大小 几比一 几百比- 典型的块（页） I几十个字节 几靑到几千个字节 CHJ对第二级的 游问方式 可直接访冋 均通过第级 失效时CHJ是否切换 不切换 切换到其它进程_ Cadie-i存和主存一甫存两个存储层决相同点色撬 1）二者都是为了提高存储系统的性自宙介格比而构造的& 2都是利用了程序运行时的局部性舷把最近常用的信息块相对慢 速而大容屋的存储器调入相对高速而小容宣存储器。 两个存慵层的不同点包括： I）目的不同：cache主要解决主存习CPU述皮董异问題。 虚存主

10、要解决存储容量的问题 2数据通路不同；CPUcache*主存之闻可直接访同 辅存与匚巩： 不存在直接的数摇逋路！舗存的储只能通过调整方式进入主存。 CPT才可以说间口 3）透明性不同：ghe的管理完全由硬件完成，辅存的管理由软件（撫 作系统）和硬件共同完成。 4. 简述存储器芯片中地址译码方式? 答：单译码适用于小容量存储器一个地址译码器 双译码 适用于大容量存储器 X向和Y向两个译码器 5. 设有一个1MB容量的存储器，字长为32位，问： 1）按字节编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大? 2）按半字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大? 3）按字编址，地址寄存

11、器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？ 解：按字节编址：1MB=22（0 8，地址寄存器为20位，数据寄存器为 8位； 编址范围为00000HFFFFFH 按半字编址：1MB=220X 8=219 16,地址寄存器为19位，数据寄存器； 为16位；编址范围为 00000H7FFFFH 按字编址：1MB=22 8=218X32，地址寄存器为18位，数据寄存器； 为32位；编址范围为 00000H3FFFFH 6. 机器字长是32位，要求存储器能存入4M个字 1）存储容量有多少？ 2）需要多少片2M X 8位RAM芯片组成？ 3）若存储器以字节编址，则地址寄存器需多少位？ 答：1，可以存入4M个字，一个字为 2个字节，4M字为8MB 2，一片2M*8bit RAM 可以提供2MB的容量，提供 8M，共需要4片 3，按照字节编址8MB的容量需要寻址8M的空间, 存器需要23位。 2的23次方为8M，共需要23根地址线，则地址寄 答: 7假设某计算机指令长度为32位，具有二地址，一地址，零地址 3种指令 格式，每个操作数地址规定用8位表示，若操作码字段固定为8位，现已设计出 K条二地址指令，L条零地址指令，那么这台计算机最多能设计出多少条单地址 指令？