【艾琪出品】-【计算机组成原理】测试题系列二

浅浅的花香味﹌ 2022-05-19 10:11 224阅读 0赞

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**计算机组成原理**

**一、论述题**

1.  简述计算机运算器部件的主要功能。

**二、计算题**

1、CPU执行一段时间后，Cache完成存取的次数为3900次，主存完成的存取次数为100次，已知Cache的存取周期为40ns，主存的存取周期为240ns。试求Cache/主存系统的效率，平均访问时间以及命中率。

2、有一个64K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内是128×128结构），够成，存储器读/写周期为500ns。试问：

（1）需要多少DRAM芯片？

（2）采用异步刷新方式，如果单元刷新间隔不超过2mn，则刷新信号周期是多少？

（3）如果采用集中式刷新，存储器刷新一遍最少需要多少时间？

3、主存容量为4MB,虚存容量为1GB，则虚存地址和物理地址各为多少位？如页面大小为4KB，则页表长度是多少？

**第二组：**

**一、论述题**

1.  简述：一条指令通常由哪些部分组成？简述各部分的功能。
2.

*  **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

**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：（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：

（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？

1.  需要多少位地址作为芯片选择？

*  **论述题**

1.  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？

*  **分析题**

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

<table style="margin-left:18pt;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:66.8pt;"> <p style="margin-left:0cm;">OP</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:42.55pt;"> <p style="margin-left:0cm;">----</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:2cm;"> <p style="margin-left:0cm;">源寄存器</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:63.8pt;"> <p style="margin-left:0cm;">变址寄存器</p> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td colspan="4" style="vertical-align:top;width:229.85pt;"> <p style="margin-left:0cm;">位移量（16位）</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1.  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。

**一、计算题**

1、CD-ROM光盘的外缘有5mm宽的范围因记录数据困难，一般不用。故标准的播放时间为60分钟。请计算模式1和模式2情况下，光盘存储容量是多少？（注：模式1是存放计算机程序和数据；模式2是存放声音、图像等多媒体数据。）

2、已知Cache的命中绿H=0.98,主存比Cache慢四倍，已知主存存取周期为200ns，求Cache/系统的效率和平均访问时间。

3、刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024×768，颜色深度为24位，帧频（刷新频率）为72HZ，求：

（1）刷新存储器的存储容量是多少？

（2）刷新存储器的带宽是多少？

**二、论述题**

1、参见下图，这是一个二维中断系统，请问：

1）在中断情况下，CPU和设备的优先级如何考虑？请按降序排列个设备的中断优先级。

2）若CPU现行执行设备B中的中断服务成，*I**M**0**,I**M**1**,I**M**2* 的状态是什么？如果CPU的执行设备D的中断服务程序，*I**M**0**,I**M**1**,I**M**2* 状态又是什么？

3）每一级的IM能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？如果不能，采取什么方法可以达到目的？

4）若设备C一提出中断请求，CPU立即进行响应，如何调整才能满足次要求？

**一、分析题**

1.  如图所示，用快表（页表）的徐地址转换条件，快表放在相联存储器中，其容量为8个存储单元，问：

1.  CPU按虚地址1去访问主存时主存的实地址码是多少？
2.  当CPU按虚地址2去访问主存时主存的实地址码是多少？
3.  当CPU按虚地址3去访问主存时主存的实地址码是多少？

<table style="margin-left:21pt;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:top;width:202.15pt;"> 
    <table> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">页号</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">页在主存中的起始地址</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">33</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">42000</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">25</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">34000</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">7</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">96000</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">6</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">60000</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">4</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">40000</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">15</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">80000</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">5</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">50000</p> </td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:58.4pt;"> <p style="margin-left:0cm;">30</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:132.6pt;"> <p style="margin-left:0cm;">70000</p> </td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table><p style="margin-left:0cm;">&nbsp;</p> </td> 
   <td style="vertical-align:top;width:202.95pt;"> <p style="margin-left:0cm;">虚拟地址&nbsp;&nbsp;&nbsp; 页号&nbsp;&nbsp; 页内地址</p> 
    <table> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:63.15pt;"> <p style="margin-left:0cm;">1</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:27pt;"> <p style="margin-left:0cm;">15</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:55pt;"> <p style="margin-left:0cm;">0324</p> </td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table><p style="margin-left:0cm;">&nbsp;</p> 
    <table> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:63.8pt;"> <p style="margin-left:0cm;">2</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:26.35pt;"> <p style="margin-left:0cm;">7</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:2cm;"> <p style="margin-left:0cm;">0128</p> </td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table><p style="margin-left:0cm;">&nbsp;</p> 
    <table style="width:146.85pt;"> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td style="vertical-align:top;width:63.8pt;"> <p style="margin-left:0cm;">3</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:26.35pt;"> <p style="margin-left:0cm;">48</p> </td> 
       <td style="vertical-align:top;width:2cm;"> <p style="margin-left:0cm;">0516</p> </td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table><p style="margin-left:0cm;">&nbsp;</p> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

2、某计算机字长16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有64条指令，采用四种寻址方式（立即、直接、基址、相对）设计指令格式。

**二、论述题**

1、总线的一次信息传递过程大致分为哪几个阶段？若采用同步定时协议，请画出读数据的时序图来说明。

**三、计算题**

1、假设主存只有a,b,c三个页框，组成a进c出的FIFO队列，进程访问页面的序列是0，1，2，4，2，3，0，2，1，3，2。用列表法求采用LRU替换策略时的命中率。