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；

2、力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/

3、12= 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 精品.3. 某微机

4、的指令格式如下所示： 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 = 000100 10 10000100 b x=10，d=84h，是 x2 变址寻址，有效地址 e=(x2)+d=1122h+84h=11a6h （2）4323h = 010000 11 00100011 b x=11，d=23

5、h，是相对寻址，有效地址 e=(pc)+d=1234h+23h=1257h （3）6725h = 011001 11 00100101 b x=11，d=25h，是相对寻址，有效地址 e=(pc)+d=1234h+25h=1259h （4）4446h = 010001 00 01000110 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 精品.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

6、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) (

7、r2)pco, g, arimdrr/w = rdro, g, iri精品.r1drr2o, g, arir1o, g, drir/w = w4. 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 11 1213 1415t或 精品.在 15