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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑计算机组成习题考核(1) 习题1：设主存容量1MB，Cache容量16KB，块的大小为0.5KB。 要求：写出主存地址格式；Cache地址格式；画出直接地址映像及变换图。 解题：主存地址格式： 19 14 13 9 8 0 页面标记 页面地址 页内地址 Cache地址格式： 13 9 8 页面地址 页内地址 习题2：设主存容量1MB，字长32位，直接映像的Cache容量是512字。Cache块长为8字。请写出主存地址格式。 解题：Cache块长是8字，由于字长是32位，所以有32个字节，字地址有5位。Cache容量是512字（题目给出）=51232=211B
2、，Cache地址格式是： 10 5 4 0 页面地址 页内地址 主存地址格式： 19 11 10 5 4 0 页面标记 页面地址 页内地址 习题3：一个Cache的容量是2K字，每块为16字。问：该Cache可容纳多少块；假设主存容量有256K字，有多少块；主存地址有多少位；Cache地址有多少位；在直接映射方式下，主存的第i块映射到Cache中的第几块？ 解题：该Cache可容纳2K字/16字=128块；主存有256K字/16字=16384块；主存地址是18位（由于256K字=218）；Cache地址位11位（Cache容量是2K=211）；在直接映射方式下，主存的第i块映射到Cache中的
3、第imod 128个块中。 习题4：一个采取4路组相联映像的Cache，其容量是16KB，主存容量 是2MB，每个字块有8个字，每个字有32位。请写出： （1） 主存地址多少位（按字节编址），各字段如何划分？ （2） 设Cache起始为空，CPU从主存单元0， 1101。依次读出101字（主存一次读出一个字），并重复按此次序数读11次，问命中率为多少？ （3） 若Cache速度是主存的5倍，问采用Cache与不采用 Cache速度提高多少倍？ 习题5：某计算机的组相联映像Cache由64个块组成，每组由4个块组成，主存块数4096，每块为128字，（1）写出Cache地址格式及位数。 （2）写
4、出主存地址格式和位数。 （3）画出组相联映像方式变换示意图。 解题：（1）Cache由64块组成，而每组4块，因此Cache共有16组。它的容量=64 128字（每块为128字）=213字；因此主存地址格式如下： 12 9 8 7 6 0 组号 组内块号 块内地址 （2）主存由4096个存储块，每组4块，所以主存由4096/4=1024个组；主存容量=4096 128个字=219 主存地址格式如下： 18 13 12 9 8 7 6 0 主存高位地址 组号 组内块号 块内地址 习题6：某计算机主存容量为4MB，虚拟存储器容量1GB，页面大小是4KB。请写出：主存地址格式；虚拟地址格式；页表长度
5、；并画出虚实地址转换示意图。 解题：主存地址格式： 21 页号（10位） 虚拟地址格式： 29 页面号（18位） 页表长度是218=256KB。 虚实地址转换示意图： 12 11 页内地址（12位） 0 12 11 页内地址（12位） 0 习题7：某计算机指令格式如下： 15 10 9 8 7 0 OP X D 图中X为寻址特征位，且X=0时不变址；X=1时用变址寄放器X1举行变址；X=2时用变址寄放器X2举行变址；X=3时相对寻址。设（PC）=1234H，（X1 ）=0037H，（X2）=1122H。请确定以下指令的有效地址： （1）4420H （2）6723H （3） 3521H 习题8：
6、指令和数据均存放在内存中，CPU如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据？ 习题9：设有一个具有14位地址和8位字长的存储器。问：该存储器能储存多少字节的信息？假设存储器由1K 1位RAM 芯片组成，需要多少片？需要地址多少位作芯片选择？ 习题10：请说出常用寻址方式及有效地址的计算。 习题11：某计算机系统中基址寄放器的内容是2000H，变址寄放器内容是03A0H，指令的地址码片面是003FH，当前正在执行的指令所在地址为2B00H。问： （1） 求基址变址编址和相对编址两种的访存有效地址。 （2） 设变址编址用于取数指令，相对编址用于转移指令，存储器内 存放的内容如下： 地址 内容 003
7、FH 2300H 203FH 2500H 23DFH 2800H 2B00H 063FH 请写出从存储器中所取的数据以及转移地址。 （3） 若采用直接编址，请写出从存储器取出的数据。 解题：（1）基址变址编址访存有效地址是基址寄放器的内容、变址寄放器内容、再加上D，即=2000H+03A0H+003FH=23DFH。相对编址访存有效地址是PC+D=2B00H+0002H+3FH=2B41H。 （2）取出的数据是2800H，转移地址为2B41H。 （3）若采用直接编址，从存储器取出的数据是2300。 习题12：假设某计算机指令字长度是32位，具有零地址、一地址、二地址等三种地址格式，每个操作数地
8、址规定用8位表示，若操作码字段固定为8位，现已设计出L条零地址指令，K条二地址指令，那么这台计算机最多能设计出多少条一地址指令？ 解题：由于操作码字段是8位，故最多只能 256条指令（28）。 因此还能设计出256-（L+K）条指令。 习题13：指令字长是16位，每个地址码是6位，采用扩展操作码的方式，设计100条零地址指令、100条一地址指令、14条二地址指令。 请写出扩展图。 解题：0000 XXXXXX XXXXXX（其中X-是地址码有两个6位） 1101 XXXXXX XXXXXX （14条二地址指令） 1110 000000 XXXXXX 1111 100011 XXXXXX （10
9、0条一地址指令） 1111 100100 000000 1111 100101 100011 （100条零地址指令）。 习题14：指令字长是20位，每个操作数地址为6位（单操作数、双操作数、无操作数三种），当单操作数指令条数取最大值时，双操作数指令条数也取最大值，问：这几种指令最多可能拥有的指令数为多少？ 解题：按照前一题的思路得出： 00000000（8位操作码） XXXXXX XXXXXX 11111110 XXXXXX XXXXXX （255条二地址指令） 11111111 000000 XXXXXX 11111111 111110 XXXXXX （63条一地址指令） 11111111
10、111111 000000 11111111 111111 111111 （64 条零地址指令）。 习题15：已知某磁盘存储器转速是2400转/分，每个记录面道数是200道，平均查找时间是60ms，每道存储容量96K bit,求磁盘的存取时间与数据传输率。 解题：磁盘的存取时间=平均查找时间+平均等待时间 平均等待时间等于磁旋转转一周所需时间的一半=（1/40）0.5 其中（1/40）是2400转/分=40转/秒； 磁盘的存取时间=（1/40）0.5+60ms=72.5ms; 数据传输率Dr=r N=4096K=3840bit/s 习题16：某双面磁盘，每面磁道数220，已知磁盘转速3000转
11、/分，数据传输率Dr为17500B/s，求磁盘的总容量。 解题：已知数据传输率Dr是由r N组成，所以N=Dr/r=（17500B/s）/（3000转/分）/60）=3500B； 磁盘的总容量=每道存储容量每面的道数面数 =3500B2202 =1540000B 习题17：某双面磁盘，每面磁道数80，每磁道18扇区，每扇区512字节。请计算磁盘的容量。 解题：磁盘的容量=80185122=1440KB。 习题18：假设某计算机的指令长度为20位，具有双操作数、单操作数和无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用6位表示。 （1） 若操作码字段固定为8位，现已设计出m条双操作数指 令，n条无操作数指令，在此处境下，这台计算最多可以设计出多少条单操作数指令？ （2） 当双操作数指令的条数取最大值，且在此根基上单操作数 指令条数也取最大值时，试计算这三类指令最大容许具有的指令条数各是多少？ 解题：（1）双操作数指令地址字段占12位，操作码字段为8位，由于设定全部指令采用8位固定的OP 字段，故这台计算机最多的指令条数为256条；因此可以最多设计出（256-m-n）条单操作数指令。 （2） 双操作数指令条数最大值28条；单操作数指令条数最大值 （214-28）条；无操作数指令条数最大值（220-214-28）条。 7
