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计算机组成原理
要求:
独立完成,作答时要按照模版信息填写完整,写明题型、题号;
作答方式:手写作答或电脑录入,使用学院统一模版(模版详见附件);
提交方式:以下两种方式任选其一,
手写作答的同学可以将作业以图片形式打包压缩上传;
提交电子文档的同学可以将作业以word文档格式上传;
上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.rar” 或“中心-学号-姓名-科目.doc”;
文件容量大小:不得超过10MB。
请在以下几组题目中,任选一组题目作答,满分100分。
第一组:
一、论述题(20分)
简述:一条指令通常由哪些部分组成?简述各部分的功能。
分析题(30分)
1、指令格式结构如下所示,使分析指令格式以及寻址方式特点。
15 10 9 5 4 0
OP目标寄存器源寄存器三、计算题(共50分)
1. 有一台磁盘机器,平均寻道时间为30ms,平均旋转等待时间为120ms,数据传输速率为500B/ms,磁盘机桑存放着1000件每件3000B的数据。现欲把一件数据取走,更新后放回原地,假设一次取出或写入所需时间为:平均寻道时间+平均等待时间+数据传送时间。另外,使用CPU更新信息所需时间为4ms,并且更新时间同输入输出操作不相重叠。试问:(20分)
更新磁盘上全部数据需要多少时间?
若磁盘以及旋转速度和数据传输率都提高一倍,更新全部数据需要多少时间?
2、有一个具有20位地址和32位字长的存储器,问:(30分)
(1)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,需要多少芯片?
需要多少位地址作为芯片选择?
第二组:
一、论述题(20分)
1、解释术语:总线周期。
二、分析题(30分)
1、CPU结构图如下图所示,其中有一个累加寄存器AC,各部分之间的连线表示数据通路,剪头表示信息传送方向。
标明图中四个存储器的名称。
简述指令从主存取到控制器的数据通路。
简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。
三、计算题(共50分)
1、已知某磁盘存储器转速为2400转/分,每个记录面道数为200道,平均查找时间为60ms,每道存储容量为96Kbit,求磁盘的存取时间与数据传播率。(20分)
2、今有4级流水线分别完成取值、指令译码并取数、运算、送结果四步操作,近假设完成各部操作的时间依次为100ns,100ns,80ns,50ns。请问:(30分)
流水线的操作周期应设计为多少?
若相邻两条指令发生数据相关,并且在硬件上不采取措施,那么第二条指令推迟多少时间进行?
若果在硬件设计上加以改进,至少推迟多少时间?
第三组:
一、论述题(共50分)
存储系统中加入cache存储器的目的是什么?有哪些地址映射方式,各有什么特点?(30分)
PCI总线周期类型可指定多少种总线指令?实际给出多少种?请说明存储器读/写总线周期的功能。(20分)
二、计算题(共50分)
1、刷新存储器的重要性能是它的带宽。实际工作时,显示适配器的几个功能部件要采用刷新存储器的带宽。假定总带宽60%用于刷新屏幕,保留40%带宽用于其他非刷新功能。若显示工作方式采用分辨率为1024×1024,颜色深度为3B,刷新速率为72Hz,计算刷新存储器总带宽是多少?(20分)2、软盘驱动器使用双面双密度软盘,每面有80道,每道15扇区,每个扇区存储512B。已知磁盘转速为360转/分,假设找道时间为10到40ms,今写入38040B,平均需要多少时间?最长时间是多少?(30分)
第四组:
一、分析题(20分)
指令格式如下所示,OP为操作字段,试分析指令格式特点。
31 26 22 18 17 16 15 0
OP--源寄存器变址寄存器偏移量二、计算题(共80分)
1、已知某8位机的主存采用半导体存储器,地址码为18位,若使用4K×4位RAM芯片组成该机所允许的最大主存空间,并选用模块条的形式,试问:(30分)
(1)若每个模块条为32K×8位,共需几个模块条?
(2)每个模块条内有多少片RAM芯片?
(3)主存共需多少RAM芯片?CPU如何选择各模块条?
2、(1)某总线在一个总线周期中并行传送4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33MHz,求总线带宽是多少?(2)如果一个总线中并行传送64位数据,总线频率升为66MHz,求总线带宽是多少?(20分)
3、某磁盘存储器转速为3000转/分,共有4个记录面,每毫米5道,每道记录信息为12288字节,最小磁道直径为230mm,共有275道。问:(30分)
(1)磁盘存储器的容量是多少?
(2)最高位密度和最低位密度是多少?
(3)磁盘数据传输率是多少?
(4)平均等待时间是
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