算機(jī)組成原理
要求:
一、 獨(dú)立完成,下面已將五組題目列出,請(qǐng)按照學(xué)院平臺(tái)指定的做題組數(shù)作答,每人只答一組題目,多答無(wú)效,滿(mǎn)分100分;
平臺(tái)查看做題組數(shù)操作:學(xué)生登錄學(xué)院平臺(tái)→系統(tǒng)登錄→學(xué)生登錄→課程考試→離線(xiàn)考核→離線(xiàn)考核課程查看→做題組數(shù),顯示的數(shù)字為此次離線(xiàn)考核所應(yīng)做哪一組題的標(biāo)識(shí);
例如:“做題組數(shù)”標(biāo)為1,代表學(xué)生應(yīng)作答“第一組”試題;
二、答題步驟:
1. 使用A4紙打印學(xué)院指定答題紙(答題紙請(qǐng)?jiān)斠?jiàn)附件);
2. 在答題紙上使用黑色水筆按題目要求手寫(xiě)作答;答題紙上全部信息要求手寫(xiě),包括學(xué)號(hào)、姓名等基本信息和答題內(nèi)容,請(qǐng)寫(xiě)明題型、題號(hào);
三、提交方式:請(qǐng)將作答完成后的整頁(yè)答題紙以圖片形式依次粘貼在一個(gè)Word
文檔中上傳(只粘貼部分內(nèi)容的圖片不給分),圖片請(qǐng)保持正向、清晰;
1. 完成的作業(yè)應(yīng)另存為保存類(lèi)型是“Word97-2003”提交;
2. 上傳文件命名為“中心-學(xué)號(hào)-姓名-科目.doc”;
3. 文件容量大?。翰坏贸^(guò)20MB。
提示:未按要求作答題目的作業(yè)及雷同作業(yè),成績(jī)以0分記!
題目如下:
第一組:
一、論述題(20分)
1、 簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)運(yùn)算器部件的主要功能。
二、計(jì)算題(共80分)
1、CPU執(zhí)行一段時(shí)間后,Cache完成存取的次數(shù)為3900次,主存完成的存取次數(shù)為100次,已知Cache的存取周期為40ns,主存的存取周期為240ns。試求Cache/主存系統(tǒng)的效率,平均訪問(wèn)時(shí)間以及命中率。(30分)
2、有一個(gè)64K×16位的存儲(chǔ)器,由16K×1位的DRAM芯片(芯片內(nèi)是128×128結(jié)構(gòu)),夠成,存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)周期為500ns。試問(wèn):(20分)
(1)需要多少DRAM芯片?
(2)采用異步刷新方式,如果單元刷新間隔不超過(guò)2mn,則刷新信號(hào)周期是多少?
(3)如果采用集中式刷新,存儲(chǔ)器刷新一遍最少需要多少時(shí)間?
3、主存容量為4MB,虛存容量為1GB,則虛存地址和物理地址各為多少位?如頁(yè)面大小為4KB,則頁(yè)表長(zhǎng)度是多少?(30分)
第二組:
一、論述題(20分)
1、 簡(jiǎn)述:一條指令通常由哪些部分組成?簡(jiǎn)述各部分的功能。
二、 分析題(30分)
1、指令格式結(jié)構(gòu)如下所示,使分析指令格式以及尋址方式特點(diǎn)。
15 10 9 5 4 0
OP 目標(biāo)寄存器 源寄存器
三、計(jì)算題(共50分)
1. 有一臺(tái)磁盤(pán)機(jī)器,平均尋道時(shí)間為30ms,平均旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間為120ms,數(shù)據(jù)傳輸速率為500B/ms,磁盤(pán)機(jī)桑存放著1000件每件3000B的數(shù)據(jù)?,F(xiàn)欲把一件數(shù)據(jù)取走,更新后放回原地,假設(shè)一次取出或?qū)懭胨钑r(shí)間為:平均尋道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳送時(shí)間。另外,使用CPU更新信息所需時(shí)間為4ms,并且更新時(shí)間同輸入輸出操作不相重疊。試問(wèn):(20分)
(1) 更新磁盤(pán)上全部數(shù)據(jù)需要多少時(shí)間?
(2) 若磁盤(pán)以及旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)傳輸率都提高一倍,更新全部數(shù)據(jù)需要多少時(shí)間?
2、有一個(gè)具有20位地址和32位字長(zhǎng)的存儲(chǔ)器,問(wèn):(30分)
(1)該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少個(gè)字節(jié)的信息?
(2)如果存儲(chǔ)器由512K×8位SRAM芯片組成,需要多少芯片?
(3) 需要多少位地址作為芯片選擇?
第三組:
一、 論述題(20分)
1、 什么是高速緩沖存儲(chǔ)器?在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中它是如何發(fā)揮作用的?
二、 分析題(每小題30分,共60分)
1、指令格式結(jié)構(gòu)如下,試分析指令格式以及尋址方式特點(diǎn)。
15 10 7 4 3 0
OP ---- 源寄存器 變址寄存器
位移量(16位)
2、 試推導(dǎo)磁盤(pán)存儲(chǔ)器讀寫(xiě)一塊信息所需總時(shí)間的公式。
三、計(jì)算題(20分)
假設(shè)某機(jī)器有80條指令,平均每條指令由4條微指令組成,其中有一條取指微指令是所有指令公用的。已知微指令長(zhǎng)度為32位,請(qǐng)估算控制存儲(chǔ)器容量。
第四組:
一、計(jì)算題(共70分)
1、CD-ROM光盤(pán)的外緣有5mm寬的范圍因記錄數(shù)據(jù)困難,一般不用。故標(biāo)準(zhǔn)的播放時(shí)間為60分鐘。請(qǐng)計(jì)算模式1和模式2情況下,光盤(pán)存儲(chǔ)容量是多少?(注:模式1是存放計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù);模式2是存放聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)。)(20分)
2、已知Cache的命中綠H=0.98,主存比Cache慢四倍,已知主存存取周期為200ns,求Cache/系統(tǒng)的效率和平均訪問(wèn)時(shí)間。(30分)
3、刷新存儲(chǔ)器的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。若顯示工作方式采用分辨率為1024×768,顏色深度為24位,幀頻(刷新頻率)為72HZ,求:(20分)
(1)刷新存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少?
(2)刷新存儲(chǔ)器的帶寬是多少?
二、論述題(30分)
1、參見(jiàn)下圖,這是一個(gè)二維中斷系統(tǒng),請(qǐng)問(wèn):
1)在中斷情況下,CPU和設(shè)備的優(yōu)先級(jí)如何考慮?請(qǐng)按降序排列個(gè)設(shè)備的中斷優(yōu)先級(jí)。
2)若CPU現(xiàn)行執(zhí)行設(shè)備B中的中斷服務(wù)成, 的狀態(tài)是什么?如果CPU的執(zhí)行設(shè)備D的中斷服務(wù)程序, 狀態(tài)又是什么?
3)每一級(jí)的IM能否對(duì)某個(gè)優(yōu)先級(jí)的個(gè)別設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行屏蔽?如果不能,采取什么方法可以達(dá)到目的?
4)若設(shè)備C一提出中斷請(qǐng)求,CPU立即進(jìn)行響應(yīng),如何調(diào)整才能滿(mǎn)足次要求?
第五組:
一、分析題(每題30分,共60分)
1、 如圖所示,用快表(頁(yè)表)的徐地址轉(zhuǎn)換條件,快表放在相聯(lián)存儲(chǔ)器中,其容量為8個(gè)存儲(chǔ)單元,問(wèn):
1) CPU按虛地址1去訪問(wèn)主存時(shí)主存的實(shí)地址碼是多少?
2) 當(dāng)CPU按虛地址2去訪問(wèn)主存時(shí)主存的實(shí)地址碼是多少?
3) 當(dāng)CPU按虛地址3去訪問(wèn)主存時(shí)主存的實(shí)地址碼是多少?
頁(yè)號(hào) 頁(yè)在主存中的起始地址
33 42000
25 34000
7 96000
6 60000
4 40000
15 80000
5 50000
30 70000
虛擬地址 頁(yè)號(hào) 頁(yè)內(nèi)地址
1 15 0324
2 7 0128
3 48 0516
2、某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16位,主存容量為64K字,采用單字長(zhǎng)單地址指令,共有64條指令,采用四種尋址方式(立即、直接、基址、相對(duì))設(shè)計(jì)指令格式。
二、論述題(20分)
1、總線(xiàn)的一次信息傳遞過(guò)程大致分為哪幾個(gè)階段?若采用同步定時(shí)協(xié)議,請(qǐng)畫(huà)出讀數(shù)據(jù)的時(shí)序圖來(lái)說(shuō)明。
三、計(jì)算題(20分)
1、假設(shè)主存只有a,b,c三個(gè)頁(yè)框,組成a進(jìn)c出的FIFO隊(duì)列,進(jìn)程訪問(wèn)頁(yè)面的序列是0,1,2,4,2,3,0,2,1,3,2。用列表法求采用LRU替換策略時(shí)的命中率。(計(jì)算題;分值:20%)