04计算机组成原理B答案

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1、考生信息栏系专业级班级姓名学号装订线厦门理工学院试卷参考答案2006－2007学年第一学期课程名称计算机组成原理试卷卷别A□BR计算机科学与技术专业2004级班级考试方式闭卷R开卷□本试卷共三大题(3页)，满分100分，考试时间120分钟。请在答题纸上作答，在试卷上作答无效。一、填空题（32分）：（本题共10小题，每空1分，共32分）1．通常控制器的设计可分为微程序控制器和组合逻辑控制器两大类，相对应的控制器结构就有软件式和硬件式，前者采用的核心器件是存储器，后者的核心器件是逻辑器件。2．已知x=—25/32，则[x]补＝1.00111，[0.5x]补＝1.

2、100111。3．Cache是一种高速存储器，用来解决CPU与主存之间速度不匹配的问题。现代的Cache可分为一级缓存和二级缓存两级，并将程序和数据分开设置。4．CPU采用同步控制方式时，控制器使用机器周期和节拍组成的多级时序系统。5．利用非专用指令进行输入输出操作的I/O编址方式为统一编址。6．高速缓存-主存和主存-辅存组成存储系统的层次结构。7.流水线处理器可处理指令流水和运算流水，其实质是并行处理，以提高机器速度。8.完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令操作，后者完成执行指令操作。9.RISC指令系统选取使用频度较高的一些简单指令，复

3、杂指令的功能由简单指令的组合来实现。其指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少，只有取数/存数指令访问存储器，其余指令的操作都在寄存器之间进行，且采用流水线技术，大部分指令在一个时钟周期时间内完成。第8页共8页二、解释下列概念（本题共6小题，每题3分，共18分）1.总线解：总线是用来连接计算机的各个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。2.摩尔定律解：摩尔认为微芯片上集成的晶体管数目每三年翻两番，CPU的主频每三年翻两番。3.主机计算机的主机由运算器、控制器和存储器组成。4.刷新解：动态存储器采用电容存储电荷的方式来实现数据存储，但电容的电荷在2毫

4、秒内会消失，为保证数据不会丢失必须在2毫秒内刷新电容。5.通道解：通道是用来负责管理I/O设备以及实现主存与I/O设备之间交换信息的部件，它可视为一种具有特殊功能的处理器。通道有专用的通道指令，它能独立地执行用通道指令所编写的输入输出程序，但它不是一个完全独立的处理器。6.周期挪用解：当I/O设备没有DMA请求时，CPU按程序要求访问内存；一旦I/O设备有DMA请求，则由I/O设备挪用一个或几个内存周期。三、综合题（本题共6小题，共50分）1.（8分）已知x=0.1001y=–0.1101计算x/y,请用原码不恢复余数除法实现。解：x/y＝-0.10112.

5、（8分）某机字长16位，存储器直接寻址空间为128字，变址时的位移量为—64～＋63，16个通用寄存器均可作为变址寄存器。设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求：（1）直接寻址的二地址指令3条；（2）变址寻址的一地址指令6条；（3）寄存器寻址的二地址指令8条；（4）直接寻址的一地址指令12条；（5）零地址指令32条。试问还有多少种代码未用？若安排寄存器寻址的一地址指令，还能容纳多少条？第8页共8页解：字长16位，直接寻址空间128个字，需要7位表示，变址位移量-64～＋63，7位表示，16个通用寄存器需要4位表示。（1）直接寻址的二地址指令3条；00×

6、×××××××××××××10××××××××××××××（2）变址寻址的一地址指令6条；11000×××××××××××11101×××××××××××（3）寄存器寻址的二地址指令8条；11110000××××××××11110111××××××××（4）直接寻址的一地址指令12条；111110000×××××××111111011×××××××（5）零地址指令32条。11111110000000001111111000011111还有29-32＝480种代码未用，若安排寄存器寻址的一地址指令，除去末4位为寄存器地址外，还可容纳30条这类指令。3.（8分）

7、设某机主存容量为16MB，Cache的容量为16KB。每字块有8个字，每个字32位。设计一个四路组相联映像（即Cache每组内共4个字块）的Cache组织，要求：（1）画出主存地址字段中各段的位数。（2）设Cache初态为空，CPU依次从主存第0、1、2、…、99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存速度的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍？解：根据每个字块有8个字，每个字32位，得出主存地址字段中字块内地址字段为5位。根据Cache容量为16KB＝214B，字块大

8、小为25B，得Cache共有29B，故C＝9。根据四