《计算组成原理_习题中的问题与分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算组成原理_习题中的问题与分析（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机组成原理 习题中的问题与分析,【1.12】指令的含义： （1）规定计算机完成某种基本操作的命令； （2）用二进制表示； （3）由操作码和地址码组成 程序的含义： （1）指令的有序集合 （2）完成一个具体任务或解决某个特定问题,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【3.1】为了减轻总线负载，总线上的部件应具备的特点：具备三态缓冲功能（具有三态门或三态驱动缓冲电路）； 【3.4】 设置总线判优控制： 解决多个主设备同时申请总线时的使用权分配问题（由总线仲裁部件按优先顺序仲裁出优先级最高的主设备，允许其占用总线）,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【3.14、3.15】总线带宽与总线位宽概念
2、完全不同总线带宽=位宽/总线传送周期设总线时钟频率为f，1总线周期为k个时钟周期，总线位宽为W ，则时钟周期 T =1/f总线周期 t =kT =k(1/f)总线带宽=W/t =Wf / k= f W/ k总线带宽=总线时钟频率位宽/ 传送1次的时钟数,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.3】计算机的层次结构主要在Cache主存及主存辅存两个层次上分层是为了兼顾速度、容量及成本等因素，使存储系统性价比最优利用Cache-MM层次解决CPU与MM速度匹配、提高辅存速度问题；利用MMAM层次解决扩大存储容量的问题Cache与MM的信息交换完全由硬件实现；MM与AM的信息交换由OS和辅助硬件共
3、同实现,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.5】总线带宽=位宽/总线传送周期= 32b/(20010-9s)= 16107b/s= 160Mb/s= 20MB/s= 20MBps,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.6】按字寻址：64KB/32b = 64KB/4B =16K字按字节寻址：64KB = 216B ，地址线16位 主存地址的分配： 一个字4个字节，字节地址占2位（A1A0）；字地址占14位（A15A3）；,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.14】（1）最大主存空间 = 218B = 256kB =256k8b（2）所需模块板 = 256kB/(32k8b) =
4、 8块（3）模块内的芯片数 = (32k8b)/ (4k4b) = 16片（4）芯片总数 = 8b16 = 128片（5）每模块内16片，分为 8组，2片/ 组(形成 4k8b)芯片内地址 4k= 212 ，12位（A11A0）选模块板内芯片组，3位（A14A12）选模块板，3位（A17A15）主存地址分配：,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.15】系统内存 64K8b（1）4K=212=1000H最小4K（00000fffh）系统程序区选用2片4K4b ROM相邻12K（10003fffh）用户程序区选用3片4K8b RAM（10001fffh、20002fffh、30003fffh
5、 ）,计算机组成原理 习题中的问题与分析,（2）写出分配的二进制地址码范围：,A15A14A13 A11 A10 A7 A4 A3 A0,计算机组成原理 习题中的问题与分析,A15 A12 A11 A10 A7 A4 A3 A0,（2）写出分配的二进制地址码范围：,2片4K4 ROM,3片4K8 RAM,计算机组成原理 习题中的问题与分析,（3）CPU与存储芯片的连接图,4K 4b ROM,Y0,G1,C,B,A,A15,A14,A13,A12,A11,A0,D7,D3,R/ W,Vcc,4K 8b RAM,4K 8b RAM,4K 8b RAM,4K 4b ROM,Y3,D4,D0,A0,A
6、11,A0,A11,A0,A11,A0,A11,A0,A11,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.16】 （1）8K=213=2000H，各片RAM地址范围：1#：00001fffh2#：20003fffh3#：40005fffh4#：60007fffh5#：80009fffh6#：a000bfffh7#：c000dfffh8#：e000ffffh,计算机组成原理 习题中的问题与分析,A15 A13 A12 A0,（2）写出分配的二进制地址码范围：,1# 8K8 RAM,2# 8K8 RAM,7# 8K8 RAM,8# 8K8 RAM,计算机组成原理 习题中的问题与分析,CPU与存储芯片
7、的连接图,G1,C,B,A,A15,A14,A13,A12,A0,D7,R/ W,Vcc,8K 8b 1# RAM,8K 8b 2# RAM,8K 8b 8# RAM,D0,A0,A12,A0,A12,A0,A12,计算机组成原理 习题中的问题与分析,（3）译码输出有误，Y5始终为0，使第6#片（a000bfffh）片选始终有效（4）A13最接高电平，A13始终为1，则译码输出Y0、Y2、Y4、Y6始终无效，芯片1#、3#、5#、7#始终不被选中。,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.17】根据 2kn+k+1，n = 4，得 2k5+k，k = 3检测位C1、C2、C4与信息位构成的汉
8、明码为：C1 C21 C4 1 0 01 2 3 4 5 6 7, 1100 的汉明码为：,0111100,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.18】已接收到的汉明码（按配偶原则）为 1 1 0 0 1 0 01 2 3 4 5 6 7, P4 P2 P1 = 110,第 6 位错,原传代码为 0110,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.24】t = T + (n-1)T/4 = T + (64-1)T/4 = T + 16T-T/4 = 16.75T,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.25】 程序的局部性原理：在一小段时间内，CPU只是对主存地址局部区域的访问，即访存具
9、有相对的局部性。,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.29】 系统命中率 h =,= 96%,= 86.2%,Cache存取周期 t =30ns，MM存取周期 =150ns =5t 平均访问时间 = ht+(1-h)5t= 0.96t +0.045t= 0.96t +0.2t= 1.16t,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.29】,设Cache访问时间为 t，则访问MM的时间为5t 有Cache时，平均访问时间 = ht+(1-h)5t = 1.16t 无Cache时，访问时间 = 5t, 4.3 - 1,= 3.3,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.30】 MM字容量=
10、4K块128字/块=219字，MM地址19位Cache字容量=64块128字/块=213字，Cahce地址13位128字/块，块内字地址为7位每组4块（四路组相联），Cache组数=64块/4=16，组地址4位 ，主存字块标记=19 4 7 = 8位 主存地址格式：,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.32】 （1）MM容量=4MB=222B，MM地址22位字块大小=8字4B/字=32B，块内地址为5位四路组相联，Cache组大小=432B=128BCache组数=16KB/128B=27，组地址7位主存字块标记=22 7 5 = 10位 主存地址格式：,计算机组成原理 习题中的问题与分
11、析,【4.32】 （2）第一次连续读出90个字时，第0，8，16，88号字（12个）未命中，调入相应块后（8块/字），其它字均命中，以后7次重复读出这90个字时均命中，则,=98%,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【4.32】 （3）设Cache存取周期为t，MM存取周期为6t，则有Cache时，访问时间ta = (908-12)t+126t = 780t 无Cache时，访问时间tm = 9086t = 7206t, 5.54 - 1,= 4.54,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【5.1】 （1）统一编址：I/O地址是存储器地址的一部分特点：可用访存指令访问I/O； 减少了主存空间
12、 （2）不统一编址（独立编址）：I/O地址与存储器地址是分开的特点：需专用的I/O指令访问I/O；不占用主存空间,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【5.3】 I/O设备与主机信息传送的控制方式有5种：,1、程序查询方式：CPU 通过程序不断查询 I/O 是否就绪，控制 I/O与主机交换信息。 若 I/O就绪，CPU与I/O进行一次信息传送；若未就绪，CPU查询等待。 特点：CPU 和 I/O 串行工作，CPU工作效率不高,2、程序中断方式：CPU 启动 I/O后，继续执行程序（不必查询等待）。当 I/O就绪时，向CUP发中断请求信号，CPU响应I/O中断请求，暂停现行程序，执行中断服务程序，实现 I/O与主机交换信息。 特点：CPU 和 I/O 并行工作，提高了CPU工作效率，但CPU参与交换数据过程（执行中断服务程序）,计算机组成原理 习题中的问题与分析,【5.3】,3、DMA方式：CPU 启动 I/O后，继续执行程序（不必查询等待）。当 I/O就绪时，向CUP发DMA请求，CPU响应DMA请求，将总线使用权让给DMA，实现 I/O与MM直接交换信息（CPU不必中断现行程序，也不参与传送过程）。 特点：CPU 和 I/O 并行工作；I/O与MM直接交换信息；CPU的效率更高,
