计算机组成原理大题解析.doc

三．1．（10分）使用原码一位乘法计算X×Y。X=0.11101,Y=0.01111 2.（5分）用变形补码计算X+Y和X-Y，并指出运算结果是否溢出。X=0.11011,Y=0.11111. [x]补=00.11011 [Y]补=11.00001 00.11011 +11.00001 —————— 11.11100 双符号位为11，运算结果无溢出 CPU执行一段时间后，Cache完成存取的次数为3900次，主存完成的存取次数为100次，已知Cache的存取周期为40ns，主存的存取周期为240ns。试求Cache/主存系统的效率和平均访问时间。 命中率 平均访问时间 e = tc/ta=40/45=8/9 五、有一个64K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内是128×128结构）构成，存储器读/写周期为500ns。试问： （1）（1分）需要多少DRAM芯片？ （2）（2分）采用异步刷新方式，如果单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？ （3）（2分）如果采用集中式刷新，存储器刷新一遍最少要用多少时间？ 六、某处理器包含一个片内cache，容量为8KB,且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字。当Cache未命中时，以分组方式从主存读取4个字到Cache，假定主存容量为16MB，试说明： （1）（1分）Cache共分为多少组。 （2）（4分）写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数。 4路组相联映射，所以r=2 每块4字，所以b=2； 每字32位，所以每字包含4字节。 Cache容量为，故c=9 主存容量为，故m=20 Cache共分为：2c-r = 29-2 = 128组。 七、某机字长16位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址。试问： （1）（1分）该机可以配备的最大主存容量为多少？ （2）（2分）该机主存采用64k×1位的DRAM芯片（内部为4个128×128阵列）构成最大主存空间，则共需要多少个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为多少？ （3）（3分）若为该机配备2K×16位的Cache，每块8B,采用2路组相联映射方式，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为462EH，则该地址可映射到Cache的哪一个组？ 最大主存容量= 共需芯片；若采用异步刷新，则刷新信号的周期为 每块8字节，则Cache容量为，即c=9，Cache采用2路组相联映射，则r=1。主存容量为，即m=16。每块包含4个字，每字包含2个字节。 主存字地址=462EH=00 0100 01，10 0010 11，10；因此该字映射到Cache的第139组。 八、设某机型寄存器字长16位，用十六进制方式表示，已知：变址寄存器的内容为0004H,PC的内容为0003H，内存中部分单元的内容如下： 地址内容地址内容0002H000AH0007H000AH0003H0002H0008H0002H0004H0007H0009H0003H0005H0004H000AH0009H操作码 寻址方式码 寄存器号（16位） 直接地址/间接地址/立即数/相对位移量/形式地址（16位） 0006H0005H000BH0008H指令为双字长指令，格式如下： 若当前指令分别为下列寻址方式时，试求出操作数。（请写出详细计算过程，否则不给分） （1）（2分）直接寻址 （2）（2分）间接寻址 （3）（2分）立即寻址 （4）（2分）变址寻址 指令为双字长指令，格式如下： 操作码，寻址方式码，寄存器号(16位)0002H直接地址/间接地址/立即数/相对位移量/形式地址(16位)0007H 若当前指令分别为下列寻址方式时，操作数为： 寻址方式EA=操作数直接0007H000AH间接000AH0009H立??/0007H变址0004H+0007H0008H 九、某机型16位字长指令格式如下： OP（５位） 　Ｍ（３位）　　　　　　　Ｄ（８位） 其中，Ｄ是形式地址，采用补码表示（包括一位符号位），Ｍ是寻址方式： Ｍ＝０　　立即寻址； Ｍ＝１　　直接寻址（这是Ｄ为地址，无符号数）； Ｍ＝２　　间接寻址； Ｍ＝３　　变址寻址（变址寄存器Ｒi，１６位）； Ｍ＝４　　基址寻址（基址寄存器Ｒb，１６位）； Ｍ＝５　　相对寻址。 (1)（2分）该指令格式最多可以定义多少种不同的操作？立即数寻址操作数的范围是什么？ (2)（2分）写出各种寻址方式的有效地址的计算表达式。