计算机组成原理复习题

1、精品文档1 .已知某64位机主存采用半导体储存器，其地址码为 26位，若使用4M*8位的DRAM芯片组成该机所允许 的最大贮存空间，并选用内存条结构形式，问：（1 ）若每个内存条为16M*64位，共需几个内存条？（ 2） 每个内存条内共有多少个 DRAM芯片？ （ 3）主存共需多少个 DRAM芯片？ CPU如何选择各内存条？2.il>门言舌护向Z 1彳卅常l盟加“虑榨共需DRAM衣片为：412H为H削日寺“内弃詹醇J2 ? ORAM .井睦为忖.石24生改找沁小篇出内 存策 内存SS簟一梵酉4空内每金艮言襄叩2 IK 1M廿也晌it 4 4 i?勇罩淳码严T 4iif :号对井帧规税追疔

2、煤2 .用16K*8位的DRAM芯片构成64K*32位存储器，要求：（1）画出改储存器的组成逻辑图。（2）设储存器读/写周期为0.5us, CPU在1us内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部储存单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？3- 【I棍据题意存储皑容故地址总绎隔15,直f现便用祐艮噌位DRAM芯片.共襦币片.若片牛身地址线占14 位"所以采用位井联与迪址申联相绪合的方法来俎成麓 个点储器.其组感楚辑图如图所示.具中愎用一片2# 4译 衢I 3L1即根据己知亲件.CPUUli至少访存一次”训I整丰存储器的平均读“HJAjOSus?

3、如果聚用集中剧商.有64a的死时河，肯定不行如果采用廿撤刷新”则每1通只能访存一次，也不抒所以潮用徉步式刷新方式？假定 WM便的DRAM芯片用128*I2K矩阵祁无抽 成*啪新时！ ！对128存进行异垃方式剧新、则剧新间隔为 2嗣1曲=1九tius ?可耽剧新信号周ffltSus.剧壬郎一遍所诃 时间=15usX 128 = 1 92ms1欢迎下载3.有一个1024K*32位的储存器，由128K*8位的DRAM 芯片构成。问：（1）总共需要多少 DRAM 芯片?（2）设计此存储体组成框图。（3）采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过8ms,则刷新信号周期是多少?精品文档2567欢迎下载I28A

4、：牺jii'iiill* 一牛打地Ji进存剧孙则费地址时.“心冈起这一廿上的，IM*十存做就同时tJHHM常”即蛊*m*卅迭仃弭2 +同朋？耕痔号真町陕卅I誓、g中堪打、口忒昭 誓棒柞的桂中 1新厅成，或撞XBHJSI2- 13屯尉新一就酌自巾歇?(耳VX. SElgd* 巴匕二 Al> d . * 上 "_L.B5： -Mi Uj XJ. nA Att JL.M> f a ri.fa Jiihb kXL tldi t*9 lL IL!4 .设储存器容量为64M,字长为64,模块数m=8分别用顺T=100ns,数序和交叉方式进行组织。存储周期据总线宽度为64位，总

5、线传送周期t=50ns。求：顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？解:顺序存储器和交叉存储器连续读出m = 8个字的信息总量都是：q = 64 位 *8 = 512 位顺序存储器和交叉存储器连续读出8个字所需的时间分别是:-711 = mT = 8*100ns = 8*10 st2= T (m -1) . =100ns 7* 50ns = 450ns = 4.5* 10ns顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是：W =q/h =512 (8*10 = ) =64 10 7位 /sW2=q/t2=512 (45*10, ) =113.8 10 7位/ s5 . CPU执行一段程序时，cache完成存

6、取的次数为 2420次，主存完成存取的次数为80次， 已知cache存取周期为40ns,主存存储周期为 240ns,求cache/主存系统的效率和平均访问时间解：cache的命中率NcNc Nm2420242080-0.968Tm 240 =6Tc40cache/主存系统效率e为1° 汨 * 100%6 ° 6)* o 968100% =86.2%平均访问时间Ta为Tc40ns=46.4nse 0.862ns6 .已知cache主存周期为40ns ,主存存储周期为200ns , cache/主存系统平均访问时间为的命 50ns ,求cache中率？解：/ ta = tc x

7、 h +tr x (1-h)/? h =(ta-tr)/(tc-tr)=(50-200)/(40-200)=15/16=0.947 .指令格式结构如下图所示，试分析格式及寻址方式特点151074 30OP-目标寄存器源寄存器8 .指令格式结构如下图所示，试分析格式及寻址方式特点O1*11变皿寺存裔1510437解：指令格式及寻址方式特点如下：双字长二地址指令； 操作码0P可指定1 =64条指令； RS型指令，两个操作数一个在寄存器中（16个寄存器之一），另一个在存储器中 有效地址通过变址求得：E=（变址寄存器）土 D,变址寄存器可有16个。9 .指令格式结构如下图所示，试分析格式及寻址方式特点

8、艮二：>忖曲咋毋辛讯fur禅赫作叫1摊ft 内廿输上傥f?10 . 一种单地址指令格式如?4巧4 （产K二MH描专*? Hd ! M /r Ua.址住列*国创惟St2血人地和飘的：珂切研疔SB ? J 2.小- ?讨一于En Ei. Cb 1 filu*巧布前电址F9 ia过? E? d味EJTEiaNLhir隹址町秆哥<?-拆乂什垃黑ts令?心神寻址.甘大庄口 H查按手址片式W /百阿寻址-ft?整址年址丹卞同屉吕址力式4<&>M.hl同于址齐天下所示，其中I为间接特征，X为寻址模式，D为形式地址。I, X, D组成该指令的操彳数有效地址E。设R为变址寄存器，

9、R1为基值寄存器，PC为程序计数器，请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。畤址茜3C ® AFIX*1 卓轴吐E3>nDO I W11小-O? <FC> ? O匕?E gmrs cm?4 农斗血 2' 1 D > ? 15-" C>0pIIXIO解：直接寻址相对寻址变址寻址基址寻址间接寻址基址间址寻址11.某机字长为32位,主存容量为1KB,单字长指令，有50种操作码，采用寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即、直接等寻址方式。 CPU中有PC IR、AR DR和16个通用寄存器。问：（1）指令格式如何安排？（ 2）能否增加其他寻址方式

10、？.解：（1） 50种操作码占6位，3种寻址方式占2位OP (6)X( 2)D (24)X = 00 页面寻址方式 E = PCh-DX = 01 立即寻址方式X = 10直接寻址方式(2) PC高8位形成主存256个页面，每页1M -4K个单元精品文档(3) 寻址模式X = 11尚未使用，故可增加一种寻址方式。由于CPU中给定的寄存器中尚可使用PC故可增加相对寻址方式，其有效地址E = PC+D如不用相对寻址，还可使用间接寻址，此时有效地址E =( D) o当位移量变成23位时，寻址模式变成 3位，可有更多的寻址方式。12 .根据操作数所在位置，指出其寻址方式。(1)操作数在寄存器中，为(A

11、)寻址方式(2)操作数地址在寄存器中，为(B)寻址方式(3)操作数在指令中，为(C)寻址方式(4) 操作数地址(主存)在指令中，为(D)寻址方式(5) 操作数的地址，为某一寄存器内容与位移量之和，可以是(E,F,G )寻址方式13 .参见下图()的数据通路。画出存数指令"STA R1 , (R2)"的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。解："STA R1 , (R2)”指令是一条存数指令，其指令周期流程图如下图所示DRf IRPCA Gr AR.R/fF=EG I rjt14 .某计算机有如下部件 AL

12、U移位器，主存 M主存数据寄存器 MDR主存地址寄存器 MAR指令寄存器IR,通用寄 存器R0-R3 ,暂存器C和D,(1)请将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流动方向。(2) 画出“ ADD ， R1 ， R2 ”指令的指令周期流程图(1)ALU 的 A ， B 两个输入端上。与此同时，除将 C ， D 两个暂存器直接接到C, D 外，其余 7 个寄存器都双向接到单总线上。/"ALU+1R3取指取源操作数取目的操作数i存回修改送回继指令地址15.某机有8条微指令11-18C+D->MDRPC->MAR每条微指令所包含的微命令控制信号如下表所示a-j分别对应10种不

13、同性质的微命令信号。假设一条微指令的控制字段为8位，请安排微指令的控制字段格式解：经分析，（e ,f ,h ）和（b, i, j ）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a, c, d, g四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如下:译码译码10: f10: i微托令捋制字段*11: h11 : j"申nt ft + ffljI.77v'V7>Zb77L7VhV7U7£bV上7h725611 欢迎下载精品文档16.某磁盘存贮器转速为 3000转/分，共有4个记录面，每毫米5道，每道记录信息为12288字节，最 小磁道直

14、径为230mm 共有275道。问：(1) 磁盘存贮器的容量是多少？(2) 最高位密度与最低位密度是多少？(3) 磁盘数据传输率是多少？(4) 平均等待时间是多少？(5) 给出一个磁盘地址格式方案。解：每道记录信息容量 =12288字节每个记录面信息容量 =275 X 12288字节共有4个记录面，所以磁盘存储器总容量为：4 X 275 X 12288 字节=13516800 字节(2)最高位密度D1按最小磁道半径 R1计算(R1 = 115mm ):D1 = 12288 字节 / 2 nR1 = 17 字节 / mm最低位密度D2按最大磁道半径 R2计算：R2 = R1 +(275 - 5 ) = 115 + 55 = 170mmD2 = 12288 字节 / 2 n R2 = 11.5 字节 / mm(3) 磁盘传输率 C = r ? Nr = 3000 / 60 = 50 周 / 秒N = 12288字节(信道信息容量)C = r ? N = 50 X 12288 = 614400 字节 / 秒(4) 平均等待时间 =1/2r = 1 / (2 X 50) = 10毫秒(5) 磁盘存贮器假定只有一台，所以可不考虑台号地址。有4个记录面，每个记录面有 275个磁 道。假定每个扇区记录1024个字节，则需要12288 - 1024字节=12个扇区。由此可得如 下地