计算机组成第2次作业答案

1、第 2 次作业：第 3 章 3 题、第 4 章 3 题、第 5 章 4 题 第 3 章 1. 虚拟存储器可看作是一个容量非常大的 存储器，有了它，用户无需考虑所编程序在 中是否放得下或放在什么位置等问题。B A. 逻辑，辅存B. 逻辑，主存C. 物理，辅存D. 物理，主存 2. 请比较虚拟存储器和Cache 这两种存储系统的相似之处和主要区别。 相似之处：从原理角度，即两者所使用的地址变换及映射方法和替换策略，是相同的， 都基于程序局部性原理。把程序中最近常用的部分驻留在高速的存储器中；一旦这部分变得不常用了，把它们送回到低速的存储器中；这种换入换出是由硬件或操作系统完成的，对用户是透明的；力

2、图使存储系统的性能接近高速存储器，价格接近低速存储器。 主要区别：在虚拟存储器中未命中的性能损失，要远大于 Cache 系统中未命中的损失。cache-主存层次的控制完全由硬件实现，对各类程序员是透明的；而虚拟存储器的控制是软硬相结合. 3. 假设主存只有 a,b,c 三个页框，组成 a 进 c 出的 FIFO 队列，进程访问页面的序列是8,4,5,6,4,8,6,4,8,8,2,5 号。用列表法求采用 FIFO+LRU 替换策略时的命中率。 解答： 求解表格如下所示 页面访问序列 8 4 5 6 4 8 6 4 8 8 2 5 命中率a 8 4 5 6 4 8 6 4 8 8 2 5 5/1

3、2= 41.67%b 8 4 5 6 4 8 6 4 4 8 2 c 8 4 5 6 4 8 6 6 4 8 命中 命中命中命中命中 第 4 章 1. 堆栈是一种特殊的数据寻址方式，基于 原理。BC A. FIFOB. FILOC. LIFOD. LILO 2. 堆栈寻址方式中，设 A 为累加器，SP 为堆栈指示器，MSP 为 SP 指示的栈顶单元。如果进栈操作的动作顺序是(A)MSP，(SP)-1SP，那么出栈操作的动作顺序应为 D。A.(SP)-1SP，(MSP)AB.(MSP)A，(SP)-1SP C.(MSP)A，(SP)+1SPD.(SP)+1SP，(MSP)A 3. 某微机的指令格

4、式如下所示： OP：操作码； D：位移量； X：寻址特征位， X=00：直接寻址； X=01：用变址寄存器X1进行变址； X=10：用变址寄存器X2进行变址； X=11：相对寻址。 设(PC)=1234H，(X1)=0037H，(X2)=1122H，请确定下列指令的有效地址。 （1）1284H（2）4323H（3）6725H（4）4446H （1）1284H = 10 B X=10，D=84H，是 X2 变址寻址，有效地址 E=(X2)+D=1122H+84H=11A6H （2）4323H = 11 B X=11，D=23H，是相对寻址，有效地址 E=(PC)+D=1234H+23H=1257

5、H （3）6725H = 11 B X=11，D=25H，是相对寻址，有效地址 E=(PC)+D=1234H+25H=1259H （4）4446H = 00 B X=00，D=46H，是直接寻址，有效地址 E=D=46H第 5 章1. 中央处理器包括 ABD。 A. 运算器 B. 控制器 C. 主存储器 D. Cache 2. 在CPU 中，指令寄存器用来保存 。A A.当前指令 B.当前指令的地址C.下一条指令D.下一条指令的地址 3. 参见如图所示的数据通路，IR 为指令寄存器，PC 为程序计数器(具有自增功能)，M 为主存(受 R/W 信号控制)，AR 为地址寄存器，DR 为数据缓冲寄存

6、器，ALU 由+、-控制信号决定完成何种操作，控制信号 G 控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如 Yi 表示 Y 寄存器的输入控制信号，R1o 为寄存器 R1 的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。存数指令“STA R1, (R2)”的含义是将寄存器 R1 的内容传送至(R2)为地址的主存单元中，请画出其指令周期流程图，并列出相应微操作控制信号序列。A总线R0R1R2R30oR3oB总线PCARSTA R1, (R2)(R1) (R2)PCo, G, ARiMDRR/W = RDRo, G, IRiR1DRR2o, G, ARiR1o, G, DRiR/W = W4.

7、指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写回(WB) 5 个过程段，共有 15 条指令连续输入此流水线。 （1） 画出流水处理的时空图。 （2） 假设时钟周期为 150ns，求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。 解答： （1） S I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10I11 WB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 MEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 EX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ID 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 IF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12345678910 1