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[离线作业] 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 2019-10-10 16:50:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
aopeng
2019-10-10 16:50:44 157 0 看全部
第一组:
5 P' g4 r6 J6 _  a' h3 Z一、论述题(20分)$ p' _" e3 g/ r" A+ c
1、解释术语:总线周期。% A: ~+ H, A* N1 Y8 Q
二、分析题(30分)1 P  I7 `5 M% }* H8 \
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。8 T5 V$ R& Q4 E$ q( R
(1)        标明图中四个存储器的名称。; E: f4 b% p, _9 ~+ a5 z  }
(2)        简述指令从主存取到控制器的数据通路。' h; H* f6 m8 B- a# B2 A1 M
(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。
/ y( E+ D% r! z" l 4 {* L5 M* X. j4 }
三、计算题(共50分)7 S7 t6 \5 z5 c4 p
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)! `7 }; J3 i! Z4 ^
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)# |$ K3 [5 Z/ d3 R( H" ?
(1)        流水线的操作周期应设计为多少?; Z) R$ I1 n& ]4 V
(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?  N' ]. A3 Y, ]8 _6 d5 `+ Q% c
(3)        若果在硬件设计上加以改进,至少推迟多少时间?8 I9 ^/ x. O, Y( n5 k; V

  v- c: x0 N0 d* e2 q, j. Q) X
7 Q- \/ B2 S& h2 V2 m" s

9 y7 s4 F; ?& i. W0 \  o
1 w% \& C4 Y: `! a

- y# s* _" ^4 l2 Y

) n! Y5 V. L: Z" @" j+ \第二组:# A: L1 J6 R% d# t. c) D* O
一、计算题(共50分)
* I/ X+ D7 x9 q) h" j  J1、        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)
( ~3 K6 j( q. f. `* {2 Y: q! K(1)        Cache的命中率是多少?
7 |9 R6 U- ?& F+ X* V! D/ Q* P(2)        CPU访问内存的平均时间是多少ns?
, F; M4 N8 A/ m1 V(3)        Cache/主存系统的效率是多少?6 d6 S0 r, K) R3 h
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): o! B# {7 B# k' _
二、分析题(30分)
: L$ ?( [8 H/ g6 H2 W1、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?
# Y( r0 M8 w* U9 M" f: Z / W5 p0 S% ~- Z! }1 f* h
三、论述题(20分)
$ H! t8 c: t* O4 K8 c# J+ d0 z1、什么是闪速存储器?它有哪些特点? / `  p* ~4 H" T3 {  C/ O

- ^/ ~/ j, O' W7 f4 b+ C+ c5 F! x: ^; N

  H7 ^6 p: ~3 `: s( s" t0 t. [! K# q( |; b/ A

) k8 c# t+ T+ P  M' N
5 u' R' o- `6 G; F9 [7 C  |' Q

+ z1 {9 u/ c0 F+ u: l' x) V4 o+ c8 n2 g! j6 \; X
: r9 n! M: w/ Q% H: z* T% L

& J& d) Y# c. ^1 w$ c
) B1 @. c8 a+ K6 F
1 L  ]# w, Q( Q, a+ @

5 O) F! v3 |5 ]! d第三组:5 L! m! k- O# A' Z' B& e! {
一、论述题(20分)
7 Z. z' |  P. v! P5 v1、        简述:一条指令通常由哪些部分组成?简述各部分的功能。
, I0 G- ?9 d% y5 W0 \5 Q1 n0 p( q0 F二、        分析题(30分)5 u( P" k+ d3 ~+ H9 T9 B
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。$ X2 v" p9 ^" `0 |+ z5 U) W
15                10 9                      5 4                0
; n2 a, O& L0 q' g1 d) jOP        目标寄存器        源寄存器$ u6 g, C7 U- K. x: q% c  E! v- @8 n
三、计算题(共50分)6 c$ B2 q0 Q8 c& R/ z
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)3 G' K# O3 V* W% @* _
(1)        更新磁盘上全部数据需要多少时间?
# x4 y8 ]* O6 s8 Q(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?) @9 E. y1 U' q7 i: q, z  E9 [
2、有一个具有20位地址和32位字长的存储器,问:(30分)
( c4 M6 e; v( c! {0 K        (1)该存储器能存储多少个字节的信息?
5 y" @$ R3 T" S4 Q' f- T& Q" v        (2)如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成,需要多少芯片?
# D9 l4 ?* n8 M& Z; v; h0 o: C(3)        需要多少位地址作为芯片选择?
, e, B- Y9 e/ B' l- w- h+ e7 R
! \& l" C( s, Q# p1 E
7 c: v! V* i- J  t
! n4 b! c( N1 H: `" X' o

. x+ D; }' \4 b  I3 o4 `  b  |! ?* l& F7 u9 P. c; j+ U: a* y
0 y7 ~* G+ m# ?
4 c  p: {" L; s& J; ?; o! v
/ V* r' k: G) E: g) ?

4 e* W* s! c# F3 B8 v
" b3 R4 L  D' e( U5 y
" n* o( \7 p3 A5 F! h

% U; H; D! c: B第四组:
  }" Y: }1 V# F5 W( W2 o( j; F一、计算题(共50分)
6 P8 U& T7 E  a) R! v1、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)& K5 I- P4 [% Q
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)1 d' o$ F# A3 |# Y3 P% ~
二、论述题(30分)
; L1 w& w+ K9 h5 E1、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。
5 O7 K, `  b1 S! a' Y三、分析题(20分)4 H  }. D3 Q, Y  G: g! j0 e3 @
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。/ Q0 _. D+ z0 q" w
(1)11         LAD R1,A;                M(A)R1,M(A)是存储器单元
! Y8 B! ]: t! o! q' t- W                12        ADD R2,R1;        (R2)+(R1)R2) V& Z0 k* [. n! d. G
(2)13        Add R3,R4;        (R3)+(R4)R31 E8 J7 @6 R2 h  M
                14        MUL R4,R5;        (R4)×(R5)R4' h/ {5 O3 o* c& F
(3)15        LAD R6,B;                M(B)R6,M(B)是存储器单元
' ?( j$ p  G6 |# T1 S* ]( J  f                16        MUL R6,R7;        (R6)×(R7)R6
0 i6 _/ O7 ^2 f/ _
/ L& b' C" b/ V* o

) J' @; s7 B4 N) K/ Z3 ~
0 j1 c' [' p8 p0 @9 A0 r1 E- ?$ l
/ N1 N2 }1 a( N8 A) O+ V

4 ?/ s& C! m' H6 N& A

1 H0 P' F  F9 W0 x5 g! a" \  ~# ^4 Q8 R6 J  v1 X* j7 J" o+ e% e3 C

9 N# N8 Y# u2 b; p, ?2 d
/ o3 v& K5 c, |
1 V6 R( h1 X5 X9 J

  N, B. `' Z# t( ]" W

) l6 U( J6 f" }6 W7 ~5 y! o1 [第五组:4 v0 L: _8 q- p$ U. d* H
一、分析题(20分)* h8 x2 J, l  v3 L7 N* Y
1、        指令格式如下所示,OP为操作字段,试分析指令格式特点。
. w( q5 H" X  ]& y, L31                        26                         22                        18 17                  16 15                                         09 h; F+ X9 n3 x6 m* }3 R2 i
OP        --        源寄存器        变址寄存器        偏移量. E. G) Y3 t. b" Y7 G
二、计算题(共80分)( O2 Z( b1 l$ v
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)& h6 e6 s, x: _- Q4 \% w/ C
        (1)若每个模块条为32K×8位,共需几个模块条?
1 Z7 ~: O% P- u/ M5 P0 L# w        (2)每个模块条内有多少片RAM芯片?
. a9 j9 ~! s0 |/ y        (3)主存共需多少RAM芯片?CPU如何选择各模块条?        : J( R; j& N  J! C8 b
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)% |/ l* O* U7 R3 O! O
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)2 a8 u& J+ i+ t# A# W5 l' M
(1)磁盘存储器的容量是多少?6 h0 J7 x' W5 O8 z1 @
(2)最高位密度和最低位密度是多少?
! \8 ^4 Q; l$ Y: Y(3)磁盘数据传输率是多少?
+ g- s3 T% F! p- f& |(4)平均等待时间是多少?
/ K7 {5 k2 N5 ]3 }0 m# Y9 K4 G
7 U" k9 v9 f0 B0 p0 D% F6 s
, I) d; H. E* j8 Q. H
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; C/ K+ g. w2 |9 c
% V2 F9 J% |4 V/ B4 _

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