计算机组成原理期末考试--解答题

计算机组成原理期末考试--解答题

作业一

@全体成员 作业1*****
第1,3章作业
p19
5,8,11
补充：1、某计算机的时钟频率为15MHz，处理器速率为10MIPS，该计算机的CPI是多少？
2、某台计算机的主频是100MHz，CPI为6，一个含有2*108条指令的程序在该计算机上的执行时间是多少秒？
3、给定一个用Java编写的程序，它在一个桌面计算机上运行需要15秒。而 如果使用一种新的Java编译器，生成的指令数仅是原来的60%，但它将CPI增加为原来的 1.1倍，那么使用新的编译器执行该程序需要多长时间？
4、什么是摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么？
p66
4,7,15,16

作业1.pdf

作业二

@全体成员 第4章作业
p150
9，15，17，24，25，28，29，32
补充1
假设某个计算机的主存地址空间大小为256MB，按字节编址，其数据Cache有8个Cache行，行长为64B。
1）若不考虑用于Cache的一致维护性和替换算法控制位，并且采用直接映射方式，则该数据Cache的总容量为多少？
2）若该Cache采用直接映射方式，则主存地址为6400（十进制）的主存块对应的Cache行号是多少？采用二路组相联映射时主存块对应的Cache组号是多少？
补充2
一个1K×4位的动态RAM芯片，若其内部结构排列成64x64形式，且存取周期为0.1us
1）若采用分散刷新和集中刷新（即异步剧新）相结合的方式，刷新信号周期应取多少？
2）若采用集中刷新，则对该存储芯片刷新一遍需要多少时间？死时间率是多少？

作业2.pdf

作业三

@全体成员
作业3*****
第5,8章作业
p212
3,8,20,35
p370
5,18 ,19，25,28
补充1
某计算机的CPU主频为500MHz，CPI为5（即执行每条指令平均需5个时钟周期）。假定某外设的数据传输率为0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。回答下列问题，要求给出计算过程。
1）在中断方式下，CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比是多少？
2）当该外设的数据传输率达到5MB/s时，改用DMA方式传送数据。假定每次DMA传送块大小为5000B，且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比是多少

作业四

@全体成员 作业4*****

第6章作业，p290
12 51/128 -27/1024
19（2）（3）
22、（原码一位乘、补码一位乘）
27 （1）（2）
补充：1、将165.75化为IEEE754标准单精度浮点数的表示 （结果用16进制表示），需要详细过程
补充：2、将为IEEE 754单精度浮点数的表示C3BE1000H化为十进制数，需要详细过程

作业五

第7章作业
p335
7,8,10,16,20
补充：
1、设某指令系统指令字长为12位，每个地址字段3位，试提出一种分配方案，使该指令系统有4条三地址指令，8条二地址指令，180条单地址指令。
2、指令字长12位，每个地址码3位，采用扩展操作码方式，设计4条三地址指令、16条二地址指令、64条一地址指令和16条零地址指令。
(1)画出扩展图；
(2)计算操作码的平均长度。
3、某计算机字长为16位，主存容量为640KB，采用单字长单地址指令，共有80条指令。试用直接、间接、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。
4、一条双字长的Load指令存储在地址为200和201的存储位置，该指令将指定的内容装入累加器（ACC）中。指令的第一个字指定操作码和寻址方式，第二个字是地址部分。主
存内容示意图如下图所示。PC值为200，R1值为400，XR值为100。
指令的寻址方式字段可指定任何一种寻址方式。请在下列寻址方式中，写出指令执行后ACC的值。

1）直接寻址。
2）立即寻址。
3）间接寻址。
4）相对寻址。
5）变址导址。
6）寄存器R1寻址。
7）寄存器R1间接寻址。