计算机组成原理作业二.doc

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1、《计算机组成原理》作业（二）学完3-5章后可以完成作业（二）。作业总分100分，将作为平时成绩记入课程总成绩。一、简答题（每题5分，共20分）1、存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？答:第一层：通用寄存器堆 第二层：指令与数据缓冲栈 第三层：高速缓冲存储器 第四层：主储存器（DRAM）  第五层：联机外部储存器（硬磁盘机）  第六层：脱机外部储存器（磁带、光盘存储器等） 这就是存储器的层次结构~~~ 主要体现在访问速度~~~ ① 设置多个存储器并且使他们并行工作。本质：增添瓶颈部件数目，使它们并行工作，从而减缓固定瓶颈。    ② 采用多级存储系统，特

2、别是Cache技术，这是一种减轻存储器带宽对系统性能影响的最佳结构方案。本质：把瓶颈部件分为多个流水线部件，加大操作时间的重叠、提高速度，从而减缓固定瓶颈。   ③ 在微处理机内部设置各种缓冲存储器，以减轻对存储器存取的压力。增加CPU中寄存器的数量，也可大大缓解对存储器的压力。本质：缓冲技术，用于减缓暂时性瓶颈。2、说明存取周期和存取时间的区别？答:现代计算机是以内存为中心运行的，内存性能的好坏直接影响整个计算机系统的处理能力。平时所说的内存速度是指它的的存取速度，一般用存储器存取时间和存储周期来表示。   存储器存取时间（memory access time）又称存储

3、器访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。   存储周期（memory cycle time)指连续启动两次独立的存储器操作（例如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。   通常，存储周期略大于存取时间，其差别与主存器的物理实现细节有关3、什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？答:存储器带宽（memory bandwidth）：单位时间里存储器所存取的信息量   体现数据传输速率技术指标 （位/秒，字节/秒）  带宽＝（总线频率×数据位宽）÷8  位宽32   频率/200＝＝50MHZ 那么带宽

4、＝32×50/8＝2001、什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法？答: 1.刷新： 即更新现有页面 在上网时刷新就会更新网页 刷新桌面就会是桌面图标恢复到整齐的状态，也就是更新桌面 2.为什么要刷新： 加快系统反应 任意地方粘贴类似图表或文件（没有选择自动排序），粘贴好后看见有重合或凌乱的样子，刷新一下，就可以看见图表和文件变的有次序（通熟说：让桌面变干净点）！ 部分注册表的项的设置更改了以后，在桌面上刷新一下就就可以生效。 如果桌面上图标比较混乱而你又有排列图标的设置，刷新一下可以重排。 不停地按F5基本可以看出机器的反应速度。 刷新方法： 3.按F5键，或右键

5、点击桌面空白处后显示选项中可以点击 “刷新”或按“E”键，浏览网页时页面上不会有一排标准按钮，其中就有刷新按钮一、应用题（共80题）1．（15分）有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1）该存储器能存储多少个字节的信息？（2）如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？（3）需要多少位地址作芯片选择？答:20位地址线可以直接访问的存储空间为2的20次方，等于1MB; 寻址单元为1个字节； 2个512K×8位SRAM芯片 2芯片使用1位片选就够了，1位就可以表示两个，一个为0，一个为1，片选可以通过一个译码器实现，只有一个输出有效。2．（20分）用1

6、6K×8位的DRAM芯片组成64K×32位存储器，要求：(1)画出该存储器的组成逻辑框图。(2)设存储器读/写周期为0.5μS,CPU在1μS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？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？3．（15分）CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，已知cache存储周期为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。4．（10分）指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。解:指令格式及寻址方式特点如下：   

7、① 单字长二地址指令；   ② 操作码OP可指定=64条指令；   ③ RR型指令，两个操作数均在寄存器中，源和目标都是通用寄存器（可分别指定16个寄存器     之一）；   ④ 这种指令格式常用于算术逻辑类指令。 5．（20分）今有4级流水线分别完成取值、指令译码并取数、运算、送结果四步操作，今假设完成各步操作的时间依次为100ns,100ns,80ns,50ns。请问：（1）流水线的操作周期应设计为多少？（2）若相邻两条指令发生数据相关，而且在硬件上不采取措施，那么第二条指令要推迟多少时间进行。　　　（3）如果在硬件设计