《计算机组成原理》大题必考！

计组课后作业复习资料合集

定量分析n体交叉存储器连续读取n个字所需要的时间

2、（指导教材，例题4.10）设某机器主存容量为16MB，缓存容量为16KB，每字块有8个字，每个字32位，设计一个4路组相连映射，要求：

（1）画出主存地址字段中各段的位数

（2）设缓存初始状态为空，CPU依次从主存第0、1、2、…、99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），重复8次，问命中率多少？

（3）若缓存速度是主存6倍，有缓存和无缓存相比，速度提升了多少倍？

（指导教材，习题32）设CPU共有16根地址线和8根数据线，并用作为访存控制信号（低电平有效），作为读/写命令信号（高电平读，低电平写）。现有下列存储芯片：1K*4位RAM，4K*8位RAM，2K*8位ROM，以及74138译码器和各种门电路，如下图所示。画出CPU和存储芯片的连接图。要求

主存地址空间分配：8000H~87FFH为系统程序区；8800H~8BFFH为用户程序区，
合理选用上述存储芯片，说明各选几片
详细画出存储芯片的片选逻辑

（指导教材，习题33）设CPU共有16根地址线和8根数据线，并用作为访存控制信号（低电平有效），作为读/写命令信号（高电平读，低电平写）。现有下列存储芯片：1K*4位RAM，4K*8位RAM，2K*8位ROM，以及74138译码器和各种门电路，如下图所示。画出CPU和存储芯片的连接图。要求

（1）主存地址空间分配：A000H~A7FFH为系统程序区；A800H~AFFFH为用户程序区

（2）合理选用上述存储芯片，说明各选几片

（3）详细画出存储芯片的片选逻辑

5.（课本，习题5.4）试比较程序查询方式、程序中断方式、DMA方式对CPU工作效率的影响

6.（课本，习题5.20）试比较单重中断和多重中断服务程序的处理流程，说明有何不同

7.（习题集，问答题14）DMA方式有没有中断请求？为什么？

8.（习题集，问答题33）CPU对DMA请求和中断请求的响应时间是否一样？为什么？

9.设机器数字长为8位（含一位符号位在内），写出对应下列真值的原码、补码和反码：

-13/64 , 29/128, 100, -87

10.当十六进制数9BH和FFH分别表示原码、补码、反码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用1位符号位）

11、写出51/128，-86.5所对应的机器数，要求：

（1）阶码5位，含1位阶符，尾数11位，含1位数符，阶码和尾数均为原码

（2）阶码5位，含1位阶符，尾数11位，含1位数符，阶码和尾数均为补码

（3）IEEE 754单精度浮点数格式

12、设浮点数长度位32位，欲表示+/-6万间的十进制数，在保证数的最大精度的条件下，除阶符、数符各取一位外，阶码和尾数各取几位？

13、已知二进制数x=0.1010，y=-0.0110，要求：

（1）用原码一位乘法计算[xy]原

（2）用补码一位乘法计算[xy]补

14、已知二进制数x=0.10110，y=0.11111，要求：

（1）用原码加减交替法计算[x/y]原

（2）用补码一位除法计算[x/y]补

15、推导出四位并行加法的并行进位链的进位表达式，并画出对应的逻辑图（即图6.21）。

16、（课本习题7.7）设指令字长为16位，采用扩展操作码技术，每个操作数的地址为6位。如果定义了13条二地址指令，试问还可以安排多少条一地址指令？

17、（课本习题7.19）CPU内有32个32位的通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统。假设指令字长等于机器字长，回答：

（1）如果主存可以直接或间接寻址，采用寄存器-存储器型指令，能直接寻址的最大存储空间是多少？画出指令格式并说明各字段含义。

（2）在满足（1）的前提下，如果采用通用寄存器作为基址寄存器，则上述寄存器-存储器型指令的指令格式有何特点？画出指令格式并指出这类指令可访问多大的存储空间。

18、假设指令流水线分为取指（IF）、译码（ID）、执行（EX）、回写（WR）四个过程，共有10条指令连续输入此流水线。

（1）画出指令流程图

（2）画出非流水线时空图

（3）画出流水线时空图

（4）假设时钟周期为100ns，求流水线的实际吞吐率

（5）求该流水线的加速比

（6）求该流水线的效率

19、设机器有4个中断源1、2、3、4，其硬件排序优先次序按1->2->3->4降序排序，各中断源的服务程序中所对应的屏蔽字如表所示

中断源	屏蔽字
中断源	1	2	3	4
1	1	1	0	1
2	0	1	0	0
3	1	1	1	1
4	0	1	0	1

（1）给出上述4个中断源的中断处理次序

（2）若4个中断源同时有中断请求，画出CPU执行程序的轨迹

20.什么是指令周期、机器周期、时钟周期？三者有何关系？

21.设CPU内部结构如图9.4所示，此外设有R1~R44个寄存器，它们各自的输入和输出都与内部总线相通，并分别受控制信号控制，要求从取指令开始，写出完成下列指令所需的全部微操作和控制信号：

ADD R2,@R4 (（R2）+（（R4））)→R2

22.写出完成下列指令的微操作及节拍安排（包括取指阶段）

ADD R1,X 将R1寄存器的内容和主存X单元的内容相加结果存于R1的操作。

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