内容发布更新时间 : 2024/5/20 6:11:34星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

课程名称 计算机组成原理参考答案 试卷 卷别 A □ B ? 考试 闭卷 ? 专业 级 班级 方式 开卷 □ 本试卷共八大题( 4页)，满分100分，考试时间120分钟。 请在答题纸上作答，在试卷上作答无效。 一、选择题：（本题共20小题，每题1分，共20分） 1 A 11 B 2 A 12 D 3 B 13 D 4 B 14 C 5 B 15 B 6 A 16 A 7 D 17 D 8 A 18 B 9 A 19 C 10 D 20 C 二、简答题(本题共3小题，每题5分，共15分) 1.简述提高计算机系统的运算速度的方法。 答：改进器件工艺(1分)，减少芯片内部线宽(1分)，提高集成度与工作频率(1分) 改进计算机系统结构(1分)，并使各部件之间的速度匹配(1分)。 2.简述冯诺依曼计算机的特点。 答：冯?诺依曼计算机的特点： 计算机由五大部件组成(1分)；指令和数据以同等地位存于存储器(1分)； 指令和数据用二进制表示(1分)；指令由操作码和地址码组成(1分)；存储程序(1分)。 3.简单比较Cache和虚拟存储器的原理。 答： 虚拟存储器和Cache都是基于程序局部性原理，它们的相同点在于： 1） 把程序中最近常用的部分驻留在高速度的存储器中(1分)。 2） 一旦这部分变的不常用了，把它们送回到低速的存储器中(1分)。 3） 这种换入、换出操作是由硬件或是OS完成，对用户透明(1分)。 4） 力图使存储系统的性能接近高速存储器，价格接近低速存储器。 两者的不同点在于： 1） Cache用硬件实现，对操作系统透明，而虚拟存储器是用软件、硬件相结合组成。(1分) 2） 虚拟存储器对未命中更加明感。(1分) 三、计算题一（本题10分） 1．（10分）用变形补码计算X+Y和X-Y，并指出运算结果是否溢出。X=0.11011,Y=0.11111. 答：[X]补=0.11011 [Y]补=0.11111 [-Y]补=1.00001 0.11011 0.11111 1.11010 (两个正数相加得负，溢出)（5分） 0.11011 1.00001 1.11100 （无溢出）（5分） 四、计算题二（本题8分） 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/主存系统的效率和平均访问时间。 解：命中率h=3900/(3900+100)=97.5% 平均访问时间Ta=h*Tc+(1-h)*Tm=0.975*40+0.025*240=39+6=45ns Cache/主存系统的效率=Tc/Ta=40/45=89% 五、计算题三（本题9分） 某处理器包含一个片内cache，容量为8KB,且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字。当Cache未命中时，以分组方式从主存读取4个字到Cache，假定主存容量为16MB，试说明： （1）（3分）Cache共分为多少组。 （2）（6分）写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数。 解：块内地址4*32/8=16字节（1分） Cache容量 8KB=213字节（1分） b=4（1分） c=9（1分） r=2（1分） 可以划分为128组（1分） 内存容量为16MB =224字节（1分） T=13（1分） 主存标记 组地址 块内地址 13位 7位 4位 （1分） 六、分析题一（本题10分） 某机器字长16位，采用单字长指令，每个地址码6位。试采用操作码扩展技术，设计14条二地址指令，80条单地址指令，60条零地址指令。请给出指令编码示意图。 答： 2

操作码（4位） 0000~1101 1110 1111 1111 1111 地址码1（6位） 地址码1（6位） 地址码2（6位） 地址码2（6位） 地址码1（6位） 地址码1（6位） 七、分析题二（本题10分） 如图所示的模型机结构和数据通路，指令格式如下： Opcode(4位) 寻址方式（2位） 寄存器编号（2位） A地址（8位） 请用指令方框图写出指令JMP 偏移量（指令完成PC+偏移量?PC），从取址到执行的全部微操作序列，说明该指令需要几个机器周期，需要访问内存几次及完成什么操作。PC用于存放当前指令的地址或下一条指令的地址，AR用于存放要访问存储器的地址，ALU为算术逻辑运算单元，用于进行算术运算和逻辑运算。DA1和DA2为两个暂存器，用于存放要送给ALU运算的数据，R0~Rn为通用寄存器，可存放中间数据或结果；IR用于存放当前要运行的指令。 存储器指令或数据............地址......地址寄存器AR中断部件输入设备......地址总线AB8数据总线DB8DA1DA2R0R1ALU指令寄存器IR程序计数器PC指令译码器PC+1操作控制信号形成部件时序信号产生器输出设备R2Rn第 3 页 共 5 页