計算機原理作業(yè)二

1、 計算機組成原理作業(yè)2 .選擇題： 1. 主存儲器和CPU之間增加cache的目的是_A A. 解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B. 擴大主存儲器的容量 C. 擴大CPU中通用寄存器的數(shù)量 D. 既擴大主存容量又擴大 CPU中通用寄存器的數(shù)量 2. 某機器字長32位，存儲容量1MB，按字編址，它的尋址范圍是_C_ A. 1MB. 512KB C. 256K D. 256KB 3 某計算機字長是16位，它的存儲容量是64KB，按字編址，它的尋址范 圍是 A A. 32K B.32KB C.64K D.64KB 5相聯(lián)存儲器是按C A. 地址指定方式 進行尋址的存儲器 B. 堆棧存取方式 C.

2、內(nèi)容指定方式 D.地址指定與堆棧存取方式結(jié)合 4.計算機的存儲器采用分級存儲體系的主要目的是D A.便于讀寫數(shù)據(jù) B.減小機箱的體積 C.便于系統(tǒng)升級 D.解決存儲容量，價格和存取速度之間矛盾 cache內(nèi)的任意 6. 在cache的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射到 一塊的位置上，則這種方法稱為A 0 A. 全相聯(lián)映射B.直接映射 C. 組相聯(lián)映射D.混合映射 7. 對于某個寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為A 尋址。 A.直接 B.間接 C.寄存器直接D.寄存器間接 8. 程序控制類指令的功能是 Co A. 進行算術(shù)運算和邏輯運算 B. 進行主存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送 C. 進行CPU和I

3、/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送 D. 改變程序執(zhí)行的順序 9. 若使8 bit寄存器A最高位清0,可采用_B; A. A 7FHAB.A80HA C. A 80HAD.A80HA 10. 微程序存放在_C中 B. RAM A.控制存儲器 11. 微周期指的是B 需要的時間； A.執(zhí)行一條微命令B.執(zhí)行一條微指令 C.執(zhí)行一段微程序D.執(zhí)行一條機器指令 12. 在CPU中，跟蹤指令后繼地址的寄存器是 _B| A.主存地址寄存器B.程序計數(shù)器 C.指令寄存器D.狀態(tài)寄存器 C； D.程序控制指令 13. 以下四種類型指令中，執(zhí)行時間最長的是 A. RR 型 B. RS 型 C. SS型 14. 指令周期是

4、指C A. CPU從主存取出一條指令的時間 B. CPU執(zhí)行一條指令的時間 C. CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間 D. 時鐘周期時間 15. 同步控制是B A. 只適用于CPU控制的方式 B. 只適用于外圍設(shè)備控制的方式 C. 由統(tǒng)一時序信號控制的方式 D. 所有指令控制時間都相同的方式 二.填空題： 1. CPU中，保存當(dāng)前正在執(zhí)行的指令的寄存器為 PC程序計數(shù)器，保存下條 指令地址的寄存器為保存CPU訪存地址寄存 器為內(nèi)存地址寄存器 AR。 2. 計算機系統(tǒng)中的存儲器分為 主存儲器 和輔助存儲器 。在CPU執(zhí)行程序時，必須將指令存放在 主存儲器中。 3. 在同一微周期中指不

5、能同時或不能在同一個節(jié)拍內(nèi)并行執(zhí)行的微操 作的微命令，稱之為互斥的微命令；在同一微周期中 可以編 碼指能夠同時或在同一個節(jié)拍內(nèi)并行執(zhí)行的微操作 的微命令，稱之為相容 的微命令。顯然，必須各占一位 能放在一起譯碼。 4. 計算機存儲器的最小單位為位，1KB容量的存儲器能夠存 儲位 這樣的基本單位。 5. 對存儲器的要求是 量大、 度快、成 本低;為了解決這三方面的矛盾，計算機采用分級存儲器結(jié)構(gòu) 體系結(jié)構(gòu) 6. 指令的格式是由 作碼 和地址碼組成 的。 7. 計算機指令系統(tǒng)往往具有多種尋址方式，操作數(shù)就是指令的一部分稱為 立即數(shù)尋址，操作數(shù)地址在指令中稱為直接 址，當(dāng)操作數(shù)地 址在寄存器中，就采用

6、寄存器間接址方式。 8. 在寄存器間接尋址方式中，有效地址存放在 寄存器中，而 操作數(shù)存放在主存單元的地址 中。 9. 在機器的一個CPU周期中，一組實現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合，構(gòu) 成一條微指令，它由操作控制 和順序控制 部分組成。 10. 微程序控制器的核心部件是控制存儲器(CM)，它是一種_ 來存放微程序儲器。 11. CPU周期也稱為機器周期 一個CPU周期包含若干個 子指令周期。 三名詞解釋： 1 存儲容量2相聯(lián)存儲器3.全相聯(lián)映像4.組相聯(lián)映像 5. 尋址方式6.指令系統(tǒng) 1 存儲容量:是指存儲器可以容納的二進制信息量，用存儲器中存儲地址寄存器 MAR的編址數(shù)與存儲字位數(shù)的乘積表

7、示。 2. 相聯(lián)存儲器：它是一種不根據(jù)地址而是根據(jù)存儲內(nèi)容來進行存取的存儲器。 3. 全相聯(lián)映像：在全相聯(lián)Cache中，存儲的塊與塊之間，以及存儲順序或保存 的存儲器地址之間沒有直接的關(guān)系。 4. 組相聯(lián)映像：組相聯(lián)Cache是介于全相聯(lián)Cache和直接映像Cache之間的 一種結(jié)構(gòu)。 5. 尋址方式：尋址方式就是尋找操作數(shù)或操作數(shù)地址的方式。 6. 指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)是計算機硬件的語言系統(tǒng)，也叫機器語言，它是軟件和 硬件的主要界面，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看，它是系統(tǒng)程序員看到的計算機的主要屬 性。 四.冋答題和計算題： 1. 試述主存和輔存的區(qū)別? 答：主存即為內(nèi)存，斷電信息丟失，但存取數(shù)據(jù)塊，他

8、的容量大小直接影響計算機運行速度。 輔存即硬盤，光盤等，容量大，但存取數(shù)據(jù)慢，計算機都是先把輔存中要讀的東西放到主存后處理，然后 在依據(jù)情況是否寫回。 2. 一個較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括哪幾類指令？ 答：一個較完善的指令系統(tǒng)應(yīng)包括數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運算類指令、邏輯運算類指令、程序控制類指令、 I/O類指令、字符串類指令、系統(tǒng)控制類指令。 3請用圖示說明三級存儲體系分別由那些部分組成，并比較each主存和 主存一輔存這兩個存儲層次的相同點和不同點。 答：緩存，內(nèi)存，葉面文件或者寄存器，緩存，內(nèi)存解決高速的處理器和低速的外設(shè)間速度不匹配問題。 * Cache-主存杯 主存-軸存” 0的 為了彌補主

9、存速度的不足 為了彌補主存容量的不 楚 存儲管理實觀 全部山專用硬杵賓現(xiàn) 主耍由軟件實現(xiàn) 訪問速度的比值 （第一級比第滋） 大小 幾比一 幾百比- 典型的塊（頁） I幾十個字節(jié) 幾靑到幾千個字節(jié) CHJ對第二級的 游問方式 可直接訪冋 均通過第級 失效時CHJ是否切換 不切換 切換到其它進程_ Cadie-i存和主存一甫存兩個存儲層決相同點色撬 1）二者都是為了提高存儲系統(tǒng)的性自宙介格比而構(gòu)造的& 2都是利用了程序運行時的局部性舷把最近常用的信息塊相對慢 速而大容屋的存儲器調(diào)入相對高速而小容宣存儲器。 兩個存慵層的不同點包括： I）目的不同：cache主要解決主存習(xí)CPU述皮董異問題。 虛存主

10、要解決存儲容量的問題 2數(shù)據(jù)通路不同；CPUcache*主存之聞可直接訪同 輔存與匚鞏： 不存在直接的數(shù)搖逋路！舗存的儲只能通過調(diào)整方式進入主存。 CPT才可以說間口 3）透明性不同：ghe的管理完全由硬件完成，輔存的管理由軟件（撫 作系統(tǒng)）和硬件共同完成。 4. 簡述存儲器芯片中地址譯碼方式? 答：單譯碼適用于小容量存儲器一個地址譯碼器 雙譯碼 適用于大容量存儲器 X向和Y向兩個譯碼器 5. 設(shè)有一個1MB容量的存儲器，字長為32位，問： 1）按字節(jié)編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大? 2）按半字編址，地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大? 3）按字編址，地址寄存

11、器、數(shù)據(jù)寄存器各為幾位？編址范圍為多大？ 解：按字節(jié)編址：1MB=22（0 8，地址寄存器為20位，數(shù)據(jù)寄存器為 8位； 編址范圍為00000HFFFFFH 按半字編址：1MB=220X 8=219 16,地址寄存器為19位，數(shù)據(jù)寄存器； 為16位；編址范圍為 00000H7FFFFH 按字編址：1MB=22 8=218X32，地址寄存器為18位，數(shù)據(jù)寄存器； 為32位；編址范圍為 00000H3FFFFH 6. 機器字長是32位，要求存儲器能存入4M個字 1）存儲容量有多少？ 2）需要多少片2M X 8位RAM芯片組成？ 3）若存儲器以字節(jié)編址，則地址寄存器需多少位？ 答：1，可以存入4M個字，一個字為 2個字節(jié)，4M字為8MB 2，一片2M*8bit RAM 可以提供2MB的容量，提供 8M，共需要4片 3，按照字節(jié)編址8MB的容量需要尋址8M的空間, 存器需要23位。 2的23次方為8M，共需要23根地址線，則地址寄 答: 7假設(shè)某計算機指令長度為32位，具有二地址，一地址，零地址 3種指令 格式，每個操作數(shù)地址規(guī)定用8位表示，若操作碼字段固定為8位，現(xiàn)已設(shè)計出 K條二地址指令，L條零地址指令，那么這臺計算機最多能設(shè)計出多少條單地址 指令？