计算机组成原理-第28讲(习题)

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1、习题计算机组成原理1＊已知X=0.1001，Y=0.1101，分别用原码一位乘、原码二位乘计算X*Y的积；用加减交替法原码一位除计算Ｘ／Ｙ的商。2＊已知8位信息为１０１１１１０１，求其海明码的值3＊用１Ｋ×４位的ＤRAM芯片（芯片内是4个３２×３２结构），设计４Ｋ×８位的ＤRAM存储器。（１）采用分散刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号的周期是多少？（２）如采用集中刷新方式，设读/写周期T=0.1μs，存储器刷新一遍最少用多少时间？4＊某机器的指令长度为16位，包括４位基本操作码和三个４位地址字段，若三地址指令需要15条，两地址指令需要14条，一地址

2、指令需要31条，零地址指令需要16条，共76条指令，应如何安排操作码？5一种二进制RS型32位的指令结构如下：其中OP为操作码字段，X为寻址模式字段，D为偏移量字段，其寻址模式定义和有效地址E算法及说明列表如下：请写出２种寻址方式的名称。寻址方式Ｘ有效地址Ｅ算法说　　明（１）（２）０００００１Ｅ＝（ＰＣ）＋ＤＥ＝（Ｒ３）ＰＣ为程序计数器6下图所示为双总线结构机器的数据通路，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为数据缓冲寄存器，ALU由加、减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

3、。另外，线上标注有小圈表示有控制信号，例中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。利用该结构机器实现“ADDR2,R1”指令功能，指出其指令周期及每周期所需控制信号。假设该指令的地址已放入PC中，并在流程图每一个CPU周期右边列出相应的微操作控制信号序列。7指令流水线有取指令（IF）、译码（ID）、执行（EX）、写回（WB）四个过程段，共有８条指令连续输入此流水线。⑴画出流水线时空图，假设时钟周期100ns。⑵求流水线的实际吞吐率和加速比。8按“增量与下址字段”方式原理图说明各种后继微地址的产生情况9某程

4、序对页面要求的序列为P6P4P8P4P3P6P3P4P7P3P4P6P4P3P6，设主存容量为4个页面，求用ＬＲＵ和ＦＩＦＯ替换算法时各自的命中率(假设开始时主存为空)。10已知Cache存储周期２0ns，主存存储周期１00ns，Cache/主存系统平均访问时间为４0ns，求Cache的命中率是多少？11设某流水线计算机有一个指令和数据合一的cache，已知cache读写时间为20ns，主存读写时间为160ns，取指的命中率为96%，数据的命中率为92%，在执行程序时，约有2/5指令需要取/存一个操作数，假设指令流水线任何时候都不阻塞。问设置cache后，与无c

5、ache相比，计算机的运算速度可提高多少倍。12某计算机存储器按字节寻址，设主存容量为４０９６KB，Cache容量为６４KB，每块有１２８个字，每字64位。⑴若Cache采用直接映射方式，请给出主存地址字段中各段的位数。⑵若Cache采用四路组相联映射，请给出主存地址字段中各段的位数。13根据多用户虚拟存储器工作过程示意图，写出虚拟存储器工作的全过程。14设磁盘组有11个盘片，每片有2个记录面；存储区域内直径2.36英寸，外直径5.00英寸；道密度为1250TPI，内层位密度为52400bpi，转速为2400rpm，问：（1）有多少存储面可用？（2）共有多少圆柱

6、面？（3）每道存储多少字节？（4）磁盘组总存储容量是多少？（5）每扇区存储2KB数据，在寻址命令中如何表示磁盘地址？（6）数据传输率是多少？15设高密度软盘，每面80个磁道，每磁道15个扇区，每扇区存储512B。已知磁盘的转速为360rpm，现要在一个磁道上写入4096B数据，平均需要多少时间？最长时间是多少？（假设找道时间为20ms~50ms）。163.5英寸高密度软磁盘存储器共有2个记录面，每面２５６个磁道。该软磁盘存储器的数据传输率为２０４８B/S，磁盘转速为60转/分。请计算该软磁盘存储器的存储容量。17设写入代码为100010111，试分别画出RZ、N

7、RZ1、PM、FM、MFM的写入电流波形，并指出哪些具有自同步能力。18某总线在一个总线周期中并行传送８个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为６６MHz，总线带宽是多少?19假定某外设向CPU传送数据，最高频率为40K次/秒，而相应的中断处理程序的执行时间为40μs，问该外设是否可采用中断方式工作并说明理由。20设某模型机可以实现4级中断请求，4级中断请求的优先级别由高到低为1→2→3→4的顺序。若在CPU执行主程序过程中同时出现了3个中断请求2、3和4，处理完这些中断请求后，又出现了中断请求2，在执行此2级中断服务程序时，又出现了

8、第1级的中断请求1，请在