《计算机组成原理》课程作业

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1、课程作业第一次作业1．冯·诺伊曼型计算机的主要特点是什么？2．现代计算机系统如何进行多级划分？3．如何理解“软件与硬件的逻辑等价性”？4．写出下列各数的原码、反码、补码表示（用8位二进制数）。其中MSB是最高位（又是符号位），LSB是最低位。如果是小数，小数点在MSB之后；如果是整数，小数点在LSB之后(1)-35/64(2)11/128(3)用小数表示-1(4)用整数表示-15．有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：(1)最大数的二进制表示，(2)最小数的二进制表示，(3)规格化数所能表示的数的范围。6．将十进

2、制数-27/64表示成32位浮点规格化数，格式同第5题所示。7．已知x＝0.11011，y=-0.10101，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。8．已知x＝0.11011，y=-0.11111，用变形补码计算x-y，同时指出结果是否溢出。9．某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1，低位来的进位信号为C0，请分别按下述两种方式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。(1)串行进位方式(2)并行进位方式10．一个定点数由______和______两部分组成。根据小数点位置不同，定点数有______和纯整数之分。第二次作业1．设一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：(1)

3、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，需要多少片？(3)需要多少位地址作芯片选择？2．已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用256K×16位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问：(1)若每个模块板为1024K×64位，共需几个模块板？(2)每个模块板内共有多少DRAM芯片？(3)主存共需多少DRAM芯片？CPU如何选择各模块板？3．用16K×8位的DRAM芯片构成64K×32位存储器，要求：(1)画出该存储器的组成逻辑图。(2)设存储器读/写周期为0.5μs，刷新周期2ms，CPU

4、在1μs内至少要访存一次。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？1．用32K×8位的EPROM芯片组成128K×16位的只读存储器，试问：(1)数据寄存器多少位？(2)地址寄存器多少位？(3)共需多少个EPROM芯片？(4)画出此存储器组成框图。2．设存储容量为64M，字长为64位，模块数m=8，分别用顺序和交叉方式进行组织。存储周期T＝100ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期τ＝50ns。求：顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？3．CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为2420次，主存完成

5、存取的次数为80次，已知cache存储周期为40ns，主存存储周期200ns，求的效率和平均访问时间。4．已知cache存储周期40ns，主存存储周期200ns，cache/主存系统平均访问时间为50ns，求cache的命中率是多少？5．主存容量为4MB，虚存容量为1GB，则虚拟地址和物理地址各为多少位？如页面大小为4KB，则页表长度是多少？6．假设可供用户程序使用的主存容量为200KB，而某用户的程序和数据所占的主存容量超过200KB，但小于逻辑地址所表示的范围。请问：具有虚存与不具有虚存对用户有何影响？7．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

6、页面的序列是0，1，2，4，2，3，0，2，1，3，2号。用列表法求采用LRU替换策略时的命中率。8．从下列有关存储器的描述中，选择出正确的答案：A．多体交叉存储主要解决扩充容量问题。B．访问存储器的请求是由CPU发出的。C．cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于cache。D．cache的功能全部由硬件实现。9．从下列有关存储器的描述中，选择出正确的答案：A．在虚拟存储器中，外存和主存以相同的方式工作，因此允许程序员用比主存空间大的多的外存空间编程。B．在虚拟存储器中，逻辑地址转换成物理地址由硬件实现的，仅在页面实效时才由操作系统将被访问页面从外存调到内存，必要时

7、还要先把被淘汰的页面内容写入外存。C．存储保护的目的是：在多用户环境中，既要防治一个用户程序出错而破坏系统软件或其他用户程序，又要防止一个用户访问不是分配给他的主存区，以达到数据安全和保密的要求。第三次作业1．假设某计算机指令长度为20位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用6位表示。问：若操作码字段固定为8位，现已设计出m条双操作数指令，n条无操作数指令，在此情况下，这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令？2．指令格式结构如下图所示，试分析指令格式及寻址方