2017考研計算機(jī)沖刺課程組成原理

章節(jié)題目章節(jié)題目概念1數(shù)值 2/45Cache，指令 CPU 總線 展望2017目標(biāo)110級程序設(shè)計語言（如C語言）13、某8位計算機(jī)的13、某8位計算機(jī)的器按字節(jié)編址，如果某字節(jié)類型變量對應(yīng)的器單元的值為10000010，那么我們可得出如下結(jié)A無法得出結(jié)論B這是一個補(bǔ)碼C值為130 D這是一個負(fù)數(shù) I.采用二進(jìn)制II 程序III控制流驅(qū)動方式IV數(shù)據(jù)流驅(qū)動方式A僅I，II B僅I，II，IIIC僅I，II，IVD一個八體低位交叉一個八體低位交叉體的容量為256Mx64位，若每的存儲周期為80ns，那么該器能提供的最一個八路組相聯(lián)Cache64主存共有8192塊，每塊64個字節(jié)，那么主存地址的標(biāo)記x、組號y、和z塊內(nèi)地址分x=4,y=3,x=1,y=6,x=10，y=3，PCl總線是一個與處理器相關(guān)的高速 20.已知某支持突發(fā)(猝發(fā))傳輸模式的同步個地址或數(shù)據(jù)，如果一次“器讀”總線事務(wù)傳輸用的時間為25ns，則本次傳A.32B.128C.160D.256四個階段的時間分別是T1=60ns、T2=50ns、T3=90ns、T4=80ns，則加法器流水線的時鐘周期至少為X;如果采用同樣的邏輯電路，但不XY在某計算機(jī)系統(tǒng)中，己知A為累加器，SP為MspSP進(jìn)棧操作的順序是(A)→Msp，(SP)+1→SP.那(Msp)→A,(SP)-1→(Msp)→A,(SP)+1→(SP)-1→SP,(Msp)→(SP)+1→SP,(Msp)→ I/O43.(11分)某計算機(jī)字長16位，主存地址空間大小為64KB式，指令各字段定義如題43圖，其中OP為固定長度的操作碼字段，Rs和Rd43.(11分)某計算機(jī)字長16位，主存地址空間大小為64KB式，指令各字段定義如題43圖，其中OP為固定長度的操作碼字段，Rs和RdR0-R7，其編號分別為0、1、…7，Ms和Md表示尋址方式，定義見題43表所示.A可表Ms/Md3Rd/Rs3位，故OP16-6-6=4位，(2ADD、ANDSARADD[R3]，R2;((R3))+(R2)→ANDR5,[R6];(R5)^ →SARR72;(R72→1)1)ADD[R3]，R2 ((R3))+(R2)→00010100110010100000000000002)ANDR5,→];(R5)^)00100011011001100000010000003SAR3SARR72 (R72→0011001111000xxx000000000000(3)如果寄存器R7的內(nèi)容為8004H，那么執(zhí)行指令"SARR72R7內(nèi)容為多少?100000000001現(xiàn)采用程序查詢方式進(jìn)行I/O設(shè)備、返回用戶程序)共需要400個時鐘周(1)如果每秒鐘鼠標(biāo)必須查詢50次才能保(2(20.1MB/秒，并且查詢一次軟盤可傳輸2個字節(jié)，要求(4)從上述計算結(jié)果可以看出，外設(shè)的傳(4)從上述計算結(jié)果可以看出，外設(shè)的傳 922-922-一．（15）選擇題（1.5A.110100010BB.C.740Q 740q（8進(jìn)制）參考答案立即尋址是指（立即尋址是指（） D參考答案BTLBhit,Pagemiss,CacheTLBhit,Pagehit,CacheTLBhit,Pagemiss,CacheTLBmiss,Pagemiss,CacheRISC（ 參考答案A參考答案Cx11，x2x3x4x11，x2x3x4x10，x2x3x4參考答案A參考答案D24.（13分）單總線CPU24.（13分）單總線CPU字長16位，其結(jié)構(gòu)如下圖所示，CPU和 21.指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存放 算機(jī)如何區(qū)分之？（3分）取值周期，執(zhí)行周期， 中，但CPU可以判斷出在取指階段訪存取出的02323有何區(qū)別（3分） 22（4分）程序控制器，速度慢，但調(diào)試修改方便每條指令由2個字組成，第一個字指明操作碼和尋址每條指令由2個字組成，第一個字指明操作碼和尋址 問存取一個字，花費2個CPU時鐘。取指階段第二次訪存將imm16取到MDR中。對于下面問題中列出的3個操作，分別完成寫出下列每種功能對應(yīng)指令的RTL用()表示 將地址為imm16的 將地址為imm16的 存器R5中的內(nèi)容相加并將結(jié)果存放在R5中（4RTL描述R[R5]←R[R5R5out,MDRout,add,Zout,（2）將 單元imm16的內(nèi)容作為地址，所指 （2）將 單元imm16的內(nèi)容作為地址，所指 與寄存器R6中的內(nèi)容相加并將結(jié)果存放在R6中（5分）R[R6]←R[R6]+M[M[Imm16]]MDRout,MDRout,Read1,（R6out,R6out,MDRout,add,Zout,（3）（3）imm16R2結(jié)果寫入到R3中（4）RTL描述R[R3]←R[R2R2out,add,25.（12分）某高級語言語句“for(i=0;i<N;isum=suma[i];”，其中N=100，假定數(shù)組a中每個元素都是int類型，依次連續(xù)存放在首地址為0x00000800的內(nèi)存區(qū)域中，sizeof(int)=4。運行上述代碼的處理器帶有一個數(shù)據(jù)區(qū)容量為64KBdatacache，其主存塊（writeThrough）方式；可尋址的最大主存地編址。請回答下列問題。(3分/題)4GB4GB2^32328bit行號8bit16=164*100=400/2562塊，000008（4）在=2/100=計算機(jī)硬件的5 內(nèi)概念層次結(jié) 處理器C處理器CPU（CentrlProcessingUnit）算術(shù)邏輯單元ALU（ArithmeticLoicUnit）數(shù)據(jù)通路（Dataath）控制器（ControlUnit）主存（Main系統(tǒng)軟件（System應(yīng)用軟件（Application高級語言（High-levelprogrammingLanguage）匯編語言（AssemblyLanguage）機(jī)器語言（MachineLanguage）源程序（SourceProgram）目標(biāo)程序（ObjectProgram）解釋程序?例、假定機(jī)器M的時鐘頻率為1.2GHz，某程序P在機(jī)器M上的執(zhí)行時間為12秒鐘。對P優(yōu)化時，將其所有的乘4指令都換成了一條左移2位的指令，得到優(yōu)化后的程序P’。已知在M例、假定機(jī)器M的時鐘頻率為1.2GHz，某程序P在機(jī)器M上的執(zhí)行時間為12秒鐘。對P優(yōu)化時，將其所有的乘4指令都換成了一條左移2位的指令，得到優(yōu)化后的程序P’。已知在M法指令的CPI5，左移指令的CPI2，P行時間是P’執(zhí)行時間的1.2倍，則PA100MB400MC800MD概念3321／／最大正數(shù) 最大正數(shù) 概念浮點數(shù)概念浮點數(shù),溢出（Overflow）下溢上溢010101為非規(guī)格化浮點數(shù)。這兩種情況進(jìn)行左規(guī)：尾數(shù)左移一位，階碼減1。為非規(guī)格化浮點數(shù)。這兩種情況進(jìn)行右規(guī)：尾數(shù)右移一位，階碼加1。BCD碼（BinaryCoded大端方式（Big）（Little2^k<=n+k+1A.階的符號位與尾數(shù)的符號位不同一般用（）來實現(xiàn)。一般用（）來實現(xiàn)。A.與非門 B.或非門 1.若X＝-0.1110，Y＝-0.1101，采用原碼一位乘法運算求X·Y=?給出計算過程。2．若X＝-0.1101,Y＝-0.1011試?yán)醚a(bǔ)碼Booth算法（比較法）求X·Y＝？給出3．若X＝-0.1101,Y＝-0.0111試?yán)迷a加減交替算法，求X/Y＝？ 器 例2：主存容量例2：主存容量4B，機(jī)器字長(4)位，若主存分別按字節(jié)和字兩種不同方式編址，422，地址線=22位；機(jī)器字長2位，即=2，數(shù)據(jù)線=32位。 Bm=W/Tm(B/例、某DRAM例、某DRAM，容量為64K×1問：除電源線，公共端線和刷新線外，該最解：容量為64K×1，64K=216，地址線應(yīng)為16 新信號周期=2ms／行數(shù) 2ms／6431.25μs，滿足容量要求前提下，ROM、RAM空間的芯片規(guī)格盡量統(tǒng)一、種類少、數(shù)量少，建議畫出各個分區(qū)空間的示意圖，以便合理選擇；選擇片選控制的基本分區(qū)，控制方式力求簡單，如采用位擴(kuò)展比字?jǐn)U展簡單，片選信號個數(shù)少；按位擴(kuò)展方法畫出每組邏輯圖→連接數(shù)據(jù)線→連進(jìn)行字?jǐn)U展，確定片選地址并進(jìn)行譯碼→譯輸出(片選信號)連接到對應(yīng)的片選端；連接其它控制線(如寫命令WE、允許器讀寫命令 求數(shù)：16K×84K×4位)，每組的片數(shù)=2片/組 例：假定主存地址為32位，按字節(jié)編址，主存與ce之間采用直接映像方式，主存塊大小為1個字，每字2位，寫操作采用回寫法和隨機(jī)替換策略，則能存放32K字?jǐn)?shù)據(jù)的che容量至少應(yīng)有多少位？主存區(qū)數(shù)(標(biāo)記)T=230(塊)÷215(塊)=215(區(qū))例：例：某機(jī)主存容量16MB，4路組相連的Cache容量16KB，每個數(shù)據(jù)塊為256B。已知CACHE中第二組(組地址為2)的4塊已裝入，相應(yīng)TAG內(nèi)容如下表。CPU將 說明Cache結(jié)構(gòu)，給出主存、Cache上述4個主存單元中的數(shù)據(jù)哪些能從CACHE2中讀出，若能，給出實際的CACHE地址。Cache2^14/2^82^6=64(塊)；Cache44CacheQ=644/q=該塊為3組中的塊，不能從2組中 例：設(shè)某頁式虛擬系統(tǒng)按字節(jié)編址，邏輯地例：設(shè)某頁式虛擬系統(tǒng)按字節(jié)編址，邏輯地和存取方式位各占2位，而且所有虛擬頁都在使 EA= =(⑦相對尋址：EAPCD，便于程序浮動。二地址指令的操作碼最多可為4的操作碼最多可為10位；零地址指令的操作碼最多可為16=(((2)從求零地址指令L給出的 N（2^4M）*2^6L2^6(條)當(dāng)只有1條二地址指令(M1)，并且給零(L/2^6=1)，一地址的編碼數(shù)最多。Nmax=(2^41)2^61=959(條) 設(shè)計該機(jī)指令格式并指明各字段的作用；(2)給為16位，指令字長16位；共有82條指令，操作碼字段OP為7位；有六種尋址方式，尋址方式字段X3指令的地址碼字段D為16-7-3=6位； X=00：算術(shù)／邏輯運算指令；=X=10：直接尋址，D為16位直接地址；X=11：相對尋址，Disp為16位偏移量。 PC→MARPC→MARPCoutMARinM→MDR MDR→IRMDRout R0→MARR0outMARin M→MDRRD MDR→CMDRoutCin R1out RD MDRoutDinD+C→MDRADDZoutD+C→MDRADDZoutMDRin MDRoutWEADDADDADD ADD(R0)，A(PC)源操作數(shù)(R1其中PC是程序計數(shù)器，A為偏移量(補(bǔ)碼表示)。– 進(jìn) 儲器中，執(zhí)行代碼、時序和狀態(tài)即時照一定順序讀出產(chǎn)生執(zhí)行速度 規(guī)整性較為規(guī) 應(yīng)用場合 寄存器的輸入控制RiIN(i=0，1…15 (μAR2—μAR0初值為“00010 周期(6+9－1)即可得到結(jié)果。 比較項目請求方式比較項目請求方式DMA響應(yīng)時間機(jī)器周期結(jié)束程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移，保護(hù)現(xiàn)場、處理過程CPU對DMA初始化CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序，使DMA控制IOIO設(shè)備與主存交換數(shù)據(jù)服務(wù)程序，進(jìn)行DMA實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送由DM