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天大19秋《计算机组成原理》离线作业答案(五组)

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aopeng 发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
aopeng
4 天前 66 0 看全部
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第一组:
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。
(1)        标明图中四个存储器的名称。
(2)        简述指令从主存取到控制器的数据通路。
(3)        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)
(1)        流水线的操作周期应设计为多少?
(2)        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?
(3)        若果在硬件设计上加以改进,至少推迟多少时间?







第二组:
一、计算题(共50分)
1、        某计算机系统的内存储器由Cache和主存构成,Cache的存取周期为45ns,主存的存取周期为200ns,已知在一段给定的时间内,CPU共访问内存4500次,其中访问340次内存。问:(30分)
(1)        Cache的命中率是多少?
(2)        CPU访问内存的平均时间是多少ns?
(3)        Cache/主存系统的效率是多少?
2、某总线在一个总线周期中并行传送8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70MHZ,求总线带宽是多少?(20分)
二、分析题(30分)
1、某机器的中断系统采用一级链路排队,优先级别由设备距CPU的物理位置决定(近高远低),如图所示。DVC0是扫描仪,DVC1是打印机。如在某一时刻,扫描仪和打印机均产生一个事件,试问IRQ线上的请求是由谁发出的?为什么?这个结论成立吗?

三、论述题(20分)
1、什么是闪速存储器?它有哪些特点?












第三组:
一、论述题(20分)
1、        简述:一条指令通常由哪些部分组成?简述各部分的功能。
二、        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)
(1)        更新磁盘上全部数据需要多少时间?
(2)        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?
(3)        需要多少位地址作为芯片选择?












第四组:
一、计算题(共50分)
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。(20分)
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。(30分)
二、论述题(30分)
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(20分)
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












第五组:
一、分析题(20分)
1、        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)平均等待时间是多少?


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