第十章 2017计算机体系结构期末复习.ppt

计算机体系结构期末辅导 1. 期末考试题题型 一、填空题（每空1分，共14分） 二、名词解释（每题2分，共16分） 三、简答题（每题5分，共30分） 四、问答与计算题(第1题10分,第2、3题每题15分共40分) 2. 期末考试内容分布 第1章 基础知识 第2章 指令系统 第3章 存储系统设计 第4章 流水线计算机设计技术 第5章 并行处理技术（互连网络部分） 第8章 非冯.诺依曼计算机有关概念 [例3]用一台4OMHz处理机执行标准测试程序，它含的混合指令数和相应所需的时钟周期数如下： 指令类型 指令条数 时钟周期数 整数运算 45000 1 数据传送 32000 2 浮点运算 15000 2 控制传送 8000 2 求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。 解：依题意可知 IN=105条，n=4 [例4]若某机要求有：三地址指令4条，单地址指令192条，零地址指令16条。设指令字长为12位，每个地址码长3位。问能否以扩展操作码为其编码？ [例5]假设一台模型计算机共有10种不同的操作码，如果采用固定长操作码需要4位。已知各种操作码在程序中出现的概率如下表所示，计算采用Huffman编码法的操作码平均长度，并计算固定长操作码和Huffman操作码的信息冗余量（假设最短平均长度H＝3.1位） 答：构造Huffman树如下： Huffman编码如下表： Huffman编码的平均码长为： 冗余量＝（3.15－3.10）/3.15＝1.59% 固定码长：log210＝4 冗余量＝（4－3.10）/4＝22.5% [例6]设某用户虚存共有8页, 主存有4页, 每页大小为1KB. 试根据页表计算出虚地址1023和6800的主存实地址。 每页首地址=页号X每页大小 [例7]某机主存容量为512KB，Cache的容量为32KB，每块的大小为16个字（或字节）。划出全相联方式主、缓存的地址格式、目录表格式及其容量。 答：全相联映象方式： 主存与缓存分成相同大小的数据块，主存的某 一数据块可以装入缓存的任意一块空间中。 根据已知条件可以求得： 主存块数：512K/16＝32K＝215； 缓存块数：32K/16＝2K＝211； 块内地址：16＝24 [例8]某机主存容量为512KB，Cache的容量为32KB，每块的大小为16个字（或字节）。划出直接相联方式主、缓存的地址格式、目录表格式及其容量。 答：直接相联映象方式： 主存与缓存分成相同大小的数据块，将主存空间按缓存的容量分成区，主存中某区的一块存入缓存时只能存入缓存中块号相同的位置。 根据已知条件可以求得： 主存区数：512K/32K＝16＝24；缓存块数：32K/16＝2K＝211；块内地址：16＝24 高速缓冲存储器 [例9]主存容量为512KB，Cache的容量为32KB，每块为64个字（或字节），缓存共分128组。划出组相联方式主、缓存的地址格式、目录表格式及其容量。 答：组相联映象方式： 主存与缓存分成相同大小的数据块，主存和Cache按同样大小划分成组，将主存空间按缓存的容量分成区，当主存的数据调入缓存时，主存与缓存的组号应相等，但组内各块地址之间则可以任意存放。 根据已知条件可以求得： 主存区数：512K/32K＝16＝24；缓存组数：128＝27； 缓存块数：32K/64＝512＝29；组内块数：512/128＝4＝22 块内地址：64＝26 容量：29＝512(或32K/64＝512)。 高速缓冲存储器 [例10]一个有快表和慢表的页式虚拟存储器，最多有64个用户，每个用户最多要用1024个页面，每页4K字节，主存容量8M字节。 （1）写出多用户虚地址的格式，并标出各字段的长度。 （2）写出主存地址的格式，并标出各字段的长度。 （3）快表的字长为多少位？分几个字段？各字段的长度为多少位？ （4）慢表的容量是多少个存储字？每个存储字的长度为多少位？ 答：用户号：64＝26，虚页号：1024＝210，页内地址：4K＝212，主存页数：8M/4K＝211 （1）多用户虚地址： 用户号（6位）＋虚页号（10位）＋页内地址（12位） 共28位 （2）主存地址： 主存实页号（11位）＋页内地址（12位） 共23位 （3）快表字