计算机组成原理2003秋答案剖析.doc

哈工大2003－2004学年 秋 季学期 计算机组成原理 试 题 答 案 一、填空（24分） 1．预处理；数据传送；后处理。 2．3200；3300。 3．05H；F3H。 4．1,1111111;0.11……1（23个1）；2127ⅹ(1-2-23)；0,0000000;1.01……1（22个1）；-2-128ⅹ(2-1+2-23)。 5．访存。 6．20；9；5；13。 7．Cache-主存；主存-辅存。 8．链式查询；独立请求；以最慢速度的部件设计公共时钟；各部件存取时间比较一致的。 二、名词解释(20分) 1． 机器周期和时钟周期 答：机器周期：基准，存取周期。 时钟周期：节拍，时钟频率的倒数，机器基本操作的最小单位。 2． 周期挪用和向量地址 答：周期挪用：DMA方式中由DMA接口向CPU申请占用总线，占用一个存取周期。 向量地址：中断方式中由硬件产生向量地址，可由向量地址找到入口地址。 3． 中断隐指令及其功能 答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。 4． 双重分组跳跃进位 答：n位全加器分成若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送。 5． 水平型微指令 答：水平型微指令的特点是一次能定义并执行多个并行操作的微命令。从编码方式看，直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接编码和字段直接和间接混合编码都属水平型微指令。其中直接编码速度最快，字段编码要经过译码，故速度受影响。 6． 超标量和超流水线 答：超标量（Super scalar）技术是指在每个时钟周期内可同时并发多条独立指令，即以并行操作方式将两条或两条以上指令编译并执行，在一个时钟周期内需要多个功能部件。 超流水线（Super pipe lining）技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中，好比将流水线再分道，提高了原来流水线的速度，在一个时钟周期内一个功能部件被使用多次。 三、计算题（6分） [X]补=0.1001，[Y]补=1.0011，[X/Y]补=10101，X/Y= —0.1011，[-Y]补=0.1101， 补码： 0.1001 + 1.0011 1.1100 1 1.1000 1 + 0.1101 0.0101 10 0.1010 10 + 1.0011 1.1101 101 1.1010 101 + 0.1101 0.0111 1010 0.1110 10101 原码：[X]原=0.1001，[Y]原=1.1101， 0.1001 + 1.0011 1.1100 0 1.1000 0 + 0.1101 0.0101 01 0.1010 01 + 1.0011 1.1101 010 1.1010 010 + 0.1101 0.0111 0101 0.1110 0101 + 1.0011 0.0001 01011 四、（6分） 答： 6 2 4 4 算逻指令 OP 寻址 R R 6 2 8 相对转移指令 OP 寻址 相对位移量 -128~127 6 2 4 4 取数/存数指令 双字长指令 直接寻址20位地址 OP 寻址 R R 16 五、（10分） 答： A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4Kⅹ8 ROM 两片 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4Kⅹ4 RAM 两片 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 六、（14分） （2） ACC MQ ALU X IR MDR PC MAR 32 32 32 32 32 32 16 16 （3） T0 PC→MAR 1→R T1 M(MAR)→MDR (PC)+1→PC T2 MDR→IR OP(IR)→ID T0 Ad(IR)→MAR 1→W T1 ACC→MDR T2 MDR→M(MAR) (4) 取指 Ad(CMDR)→CMAR OP(IR)→CMAR 执行 Ad(CMDR)→CMAR