计算机组成原理

计算机组成原理

第一组：

一、论述题

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？

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。

二、计算题

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？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？

第二组：

一、计算题

1、将十进制数20.59375转换成32位浮点数的二进制格式来存储。

2、CPU执行一段程序时，Cache完成存取的次数为3800次，主存完成存取的次数为200次，已知Cache存取周期为50ns，主存是250ns，求Cache/主存系统的效率和平均访问时间。

二、论述题

1、简要说明程序中断方式中，（中断屏蔽触发器）IM,（中断请求触发器）IR,（允许中断触发器）EI,（准备就绪触发器）RD,（工作触发器）BS五个触发器的作用。

三、分析题

1、流水线中有三类数据相关冲突：写后读（RAW）相关；读后写（WAR）相关；写后写（WAW）相关。判断以下三组指令各存在哪种数据类型的相关。

（1）11 LAD R1,A; M(A)(R1,M(A)是存储器单元

12 ADD R2,R1; (R2)+(R1)(R2

（2）13 Add R3,R4; (R3)+(R4)(R3

14 MUL R4,R5; (R4)×(R5)(R4

（3）15 LAD R6,B; M(B)(R6,M(B)是存储器单元

16 MUL R6,R7; (R6)×(R7)(R6

第三组：

一、论述题

1、解释术语：总线周期。

二、分析题

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。

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三、计算题

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。

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：

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？

第四组：

论述题

什么是高速缓冲存储器？在计算机系统中它是如何发挥作用的？

二、分析题（每小题30分，

1、指令格式结构如下，试分析指令格式以及寻址方式特点。

15 10 7 4 3 0

OP

----

源寄存器

变址寄存器

位移量（16位）

试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间的公式。

三、计算题

假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。

第五组：

一、论述题

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

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

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：

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：

（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？