2020秋季计算机组成原理试卷B（正题）答案

第第1页共9页分 数评卷人FA4X=X3X2X1X0,Y=Y3Y2Y1Y0C0，运算结果输出S=S3S2S1S0，C4(12分 数评卷人1)FAX，YCinSCoutSi=XYCin（2分）Cout=XY+(X⊕Y)Cin或Cout=XY+(X+Y)Cin（2分）FA4（5解答内容不得超过 装订线31TFA的时延为3T（1分该4位可13T（13T1，10T2分 数评卷人15H15H14H13...H1(14分 数评卷人1）根据海明校验的原理，请用打钩的方式在下表中标记出15位海明码中的校验位。H15H14H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1（2分）✔✔✔✔H15H14H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1G4✔✔✔✔✔✔✔✔G3✔✔✔✔✔✔✔✔G2✔✔✔✔✔✔✔✔G1✔✔✔✔✔✔✔✔（上表为编码设计辅助表格，可以自行使用，不做判分依据）（4分）H1H3H5H7H9H11H13H15H2H4H8

H3H6H7H10H11H14H15H5H6H7H12H13H14H15H9H10H11H12H13H14H15G4G3G2G1010101101101010指错字值=0表示没有错误，否则表示出错位的位置，只需将对应为取反即可纠错（2分）G1=0+0+0+1+1+0+0+0=0G2=1+0+1+1+1+0+1+0=1G3=1+0+1+1+1+0+1+0=1G4=0+1+1+0+1+0+1+0=0G4G3G2G1=6因此H6错 （2分）假设只有一位错才能纠错（1可以引入总校验位，（1）指错字=1，总检错位=1时，表示一位错，否则表示两位错。（2分）分 数评卷人256B,(Cache)32BCache4B。(16分 数评卷人Cache2Cache记字段(Tag)、索引字段(Index(Offset)的位数。(3Tag（4bits）Index（2bits）Offset（2bits）CacheLRUCacheN=10Cachev[i]Cache0-9v[1]4V0i，sumintsumv(intv[N]){inti,sum=0;for(i=0;i<N;i++)解sum+=v[i];答returnsum;组号组内行号内容组号组内行号内容00V[8]1V[4]10V[9]1V[5]20V[2]1V[6]30V[3]1V[7]容不得超过装订线CacheCacheCacheCache基于局部性原理，高在Cache中访问数据的命中率缓解CPU与存间速差异，而高储统访问率。 （2分）的作用没有发挥出来CPU对数据的访问没有一次能在Cache（1可行办提高数据的大小 （2分）分 数评卷人四、下图为虚拟存储器的工作原理图。(14分)分 数评卷人VAPAVPNPPNVAPAVPNPPN（4VA1VPN2PA4PPN3TLB（/（264KB205030801（4VA（10）PA（10）205071703080缺页根据虚拟页式存储器页面大小1024B，可知页内偏移地址为10位；(2050)10=(100000000010)B,对应的虚页号为2，查页表得到物理页号为000111，且有效位为1，因此可得到物理地址为：(0001110000000010)B=7170(3080)10(110000001000)B303080TLBTLBTLBTLBcachecache有可能命中，也有可能缺失。4分 数评卷人16CPU其中包含进位借位标志CFNF分 数评卷人15~11109807~0000000CZNOFFSET其中，00000为操作码OP；C、Z和N分别为CF、ZF和NF的对应检测位，某检测位为1时表示需检测对应标志，需检测的标志位中只要有一个为1就转移，否则不转移，例如，若C=1，Z=0，N=1，则需检测CF和NF的值，当CF=1或NF=1时发生转移；OFFSET是相对偏移量，用补码表示。转移执行时，转移目标地址为(PC)+2+OFFSET×2；顺序执行时，下条指令地址为(PC)+2。请回答下列问题。(11分)该计算机存储器按字节编址还是按字编址？该条件转移指令向前和向后最多可跳转多按字节编址（2分）Offset8127指令（1200CHCF=0ZF=0，解PC答15~11109815~11109807~000000001111100011容不得 超 指令中C===故应根据ZF和NF值来判断是否转当ZF=0，过 NF=1时，需转移（1）装订 线 已知指令中偏移量为1110符号扩展为FFE3左移一（乘后为FFC6HPC的值（）200CH+2+FFC6H=1FD4H（2分CF=1，ZF=0，NF0（1分）PC200CH+2=200EH（1分）C、Z和NC=Z=1，N=0(3分 数评卷人32MIPS32CPU101PC，PCout1PC分 数评卷人内总线操作控制信号WriteRead内总线操作控制信号WriteReadPCinPC …中断PCoutAR状态ARinDREoutID时序部件DR DRoutIRin IRX IR(A)outIR(I)outXinBPSWALU状态标志A+4ADDSUBRin RegsRoutW#状态ZoutZRs/Rt01 01 数据流控制流rsrt rdMEM操作控制器#MIPS指令RTL功能描述1lwrt,imm(rs)R[rt]←M[R[rs]+SignExt(imm)]2swrt,imm(rs)M[R[rs]+SignExt(imm)]←R[rt]3beqrs,rt,immif(R[rs]==R[rt])PC←PC+4+SignExt(imm)<<24addirt,rs,immR[rt]←R[rs]+SignExt(imm)5addrd,rs,rtR[rd]←R[rs]+R[rt]根据主机数据通路图的信息请给出beq制信号（1。取指令阶段(5分)时钟数据通路控制信号T1PC→AR, PC→XPCout,ARin,XinT2X+4→Z+4T3Z→PC, Zout,PCin,DREin,ReadT4DR→IRDRout,IRin执行指令阶段(5分)时钟数据通路控制信号T1R[rs]→XRout, XinT2X−R[rt]→PSWRout,Rs/Rt,SUB,PSWinT3PC→XPCout,XinT4IR(A)+X→ZIR(A)out,ADDT5If(PSW.equal)Z→PCZout，PCin=PSW.equal解2) 常见MIPS指令实现中是有程序状态寄存器PSW的，为什么在本题中的CPU架构中需要答内 计程序状态字PSW？容 不 得超 beq指令需要分别计算较结果和分支地址本的主机架构中只有个算器所以需要过两次使用运算器，此须暂存比较结果于PSW。（3分装 订线 CPU0x80进行排序，请问这个排序是降序还是升序，是有符号比较还是无符号比较？为什么实际Educoder0x00降序排序，有符号比较（2分）ZAR（1分 数评卷人CPU分 数评卷人1)21/22位，判别测试位至少35多少条253位。如果采用对微18位。(最后一空2分，其他各1分，共7分)2）CPUEPC保存断点中断使能寄存器IE开关中断中断识别控制逻辑中断识别（6分）