計算機組成原理復習題

1、1 1、分別寫出下述指令流程：（1） MOV R2，(SP)+ ；（2）ADD X(PC)，R1 ；（3）JMP (R0)；2、列出指令JMP (R0)；的取指周期和執(zhí)行周期的操作時間表。假定執(zhí)行周期結(jié)束后將進入新的取指周期。練習題21-1 MOV R2，(SP)+ 功能：將棧頂元素彈出至寄存器R2中。流程：M-IR PC+1-PC SP-MAR M-MDR-C SP+1-SP C-R2 PC-MAR 課后作業(yè)參考答案FTSTET3流程：M-IR PC+1-PC PC-MAR M-MDR-D PC+1-PC D+PC-MAR M-MDR-D R1+D-MDR MDR-M PC-MARFTDTE

2、T1-2 ADD X(PC), R1說明：以PC作為變址寄存器進行變址尋址，作為目的操作數(shù)。4流程：M-IR PC+1-PC R0-MAR M-MDR MDR-PC-MARFTET1-3 JMP (R0)功能：跳轉(zhuǎn)到R0所指向的指令。5EMAR RSIRPC-AA+1DM1-ET 0-TFT0ET02 列出JMP (R0)的微命令序列R0-A輸出ADMT+1EMAR RSMDRT+1ET1CPPCCPFT CPST CPDT CPET CPTCPMARCPTCPT6MDR-A輸出ADM1-FT 0-TET2CPPC CPMARCPFT CPST CPDT CPET CPT2 列出JMP (R0

3、)的微命令序列(續(xù)）第四章作業(yè)第四章作業(yè) 設(shè)計一半導體存儲器，其中設(shè)計一半導體存儲器，其中ROMROM區(qū)區(qū)4KB4KB，選用選用ROMROM芯片芯片（4K4K4 4位位/ /片片）；）；RAMRAM區(qū)區(qū)3KB3KB，選用選用RAMRAM芯片（芯片（2KB/2KB/片片和和 1K1K4 4位位/ /片片）。）。地址總線地址總線A15A15A0A0（低）（低）, ,雙向數(shù)據(jù)總線雙向數(shù)據(jù)總線D7D7D0D0（低），讀（低），讀/ /寫信號線寫信號線R/WR/W。1 1、給出芯片地址分配和片選邏輯；、給出芯片地址分配和片選邏輯；2 2、畫出該、畫出該M M邏輯框圖（各芯片信號線的連接及邏輯框圖（各芯片

4、信號線的連接及片選邏輯電路）。片選邏輯電路）。題干：題干：設(shè)主存容量1MB，高緩容量16KB，塊的大小512字節(jié)寫出: （1）主存地址格式（2） CACHE地址格式（3） 頁表的容量多大？（4） 畫出直接地址映像及變換示意圖畫出直接地址映像及變換示意圖 答案：（答案：（1）主存地址格式：頁面標記：）主存地址格式：頁面標記：1MB16KB=64 6位頁面地址：位頁面地址：16KB512B=32 5位頁內(nèi)地址：位頁內(nèi)地址：9位位（2）CACHE地址格式頁面地址：地址格式頁面地址：5位頁位頁內(nèi)地址：內(nèi)地址：9位位 （3）頁表容量）頁表容量32字字6位位題干：題干：一臺計算機的主存容量1MB，字長32

5、位，直接映像的CACHE容量為512字，試設(shè)計主存地址格式（1） CACHE塊長1字（2） CACHE塊長8字 答案：（答案：（1）CACHE塊長塊長1字，則頁面標字，則頁面標志位數(shù)：志位數(shù)：9位；頁面地址位數(shù)：位；頁面地址位數(shù)：9位；頁位；頁內(nèi)地址：內(nèi)地址：2位（位（2）CACHE塊長塊長8字，則字，則頁面標志位數(shù)：頁面標志位數(shù)：9位；頁面地址位數(shù)：位；頁面地址位數(shù)：6位；頁內(nèi)地址：位；頁內(nèi)地址：5位位 題干：題干：有一個CACHE的容量2K字，每塊為16字，問：（1）該CACHE可容納多少個塊？（2）如果主存的容量是256K字，則有多少個塊？（3）主存的地址有多少位？CACHE的地址有多少

6、位？（4）在直接映射方式下，主存中第I塊映射到CACHE中哪一塊？（5）進行地址映射時，存儲器地址分成哪幾段？各段分別有多少位？ 答案：（答案：（1）CACHE的容量為的容量為2K字，每塊字，每塊16字，則字，則CACHE中有中有128塊。（塊。（2）如果主存的）如果主存的容量是容量是256KW，則有，則有256102416=16384塊。（塊。（3）因為主存容量是）因為主存容量是256K，主存地址，主存地址18位。位。CACHE容量容量2K字，所以字，所以CACHE的地址的地址有有11位。（位。（4）在直接映射方式下，主存中的）在直接映射方式下，主存中的第第i塊映射到塊映射到i mod 12

7、8塊中。（塊中。（5）格式區(qū)號）格式區(qū)號（7位）塊號（位）塊號（7位）塊內(nèi)地址（位）塊內(nèi)地址（4位）位） 題干：題干：有一主存CACHE層次的存儲器，其主存容量1MB，CACHE容量64KB，每塊8KB，采用直接映像方式 （1）求主存地址格式 （2）主存地址為25301H，問它在主存的那個塊？ 答案：答案： （1）CACHE容量容量64KB，每塊，每塊8KB，所以塊，所以塊內(nèi)地址內(nèi)地址13為，塊地址為為，塊地址為1613=3位，又因為位，又因為主存容量主存容量1MB，所以頁面標記，所以頁面標記2016=4位。位。主存格式如下：頁面標記主存格式如下：頁面標記=4位；頁面地址位；頁面地址=3；頁內(nèi)

8、地址頁內(nèi)地址=13 （2）因為）因為25301H=0010 0101 0011 0000 0001，所以區(qū)號，所以區(qū)號=0010，塊號，塊號=010，塊內(nèi)地址，塊內(nèi)地址=1 0011 0000 0001題干：題干：CPU執(zhí)行一段程序時，CACHE完成存取的次數(shù)是1900次，主存完成存取的次數(shù)為100次，已知CACHE存取周期為50ns，主存存取周期為250ns，求CACHE/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問時間。答案：答案：命中率：命中率：H=Nc/(Nc+Nm)=1900/(1900+100)=0.95平均訪問時間：平均訪問時間：0.9550+（10.95）250=60ns訪問效率：訪問效率：e=Tc/Ta=5060100%=83.3% 題干：題干：一個組相聯(lián)映象ache由個存儲塊構(gòu)成，每組包含個存儲塊，主存包含個存儲塊，每塊由此字組成，訪存地址為字地址。 （1）寫出主存地址的位數(shù)和地址格式？（2）若CPU依次從主存塊0，1，2，63交替取指令，循環(huán)執(zhí)行10次，問命中率多少？ 答案：答案： 解：1、主存容量=1284096=219，故主存地址位數(shù)=19位。 主存地址格式： 組數(shù)：644=16，則占用4位； 塊內(nèi)地址：128，占用7位； 剩余標志位=19-4-