计算机组成原理课设1

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哈工大 年 秋 季学期班号姓名计算机组成原理 试 题题号一二三四五六七八九十总分分数一、 填空题(24分)1．DMA的数据块传送可分为 、 和 阶段。2．设 n = 16 (不包括符号位)，机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需 ns,补码Booth算法最多需 ns。3．设相对寻址的转移指令占2个字节，第一字节为操作码，第二字节是位移量(用补码表示)，每当CPU从存储器取出一个字节时，即自动完成(pc)+ 1→ pc。设当前指令地址为3008H，要求转移到300FH，则该转移指令第二字节的内容应为 。若当前指令地址为300FH，要求转移到3004H，则该转移指令第二字节的内容为 。4．设浮点数阶码为8位(含1位阶符)，用移码表示，尾数为24位(含1位数符)，用补码规格化表示，则对应其最大正数的机器数形式为 ，真值为 (十进制表示)；对应其绝对值最小负数的机器数形式为 ，真值为 (十进制表示)。 5．利用 指令进行输入输出操作的I/O编址方式为统一编址。第 1 页 (共 7 页)试 题：计算机组成原理 班号： 姓名：6．一个组相联映像的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共 位，其中主存字块标记应为 位，组地址应为 位，Cache地址共 位。7． 和 组成存储系统的层次结构。8．在总线集中式判优控制中， 方式对故障很敏感， 方式速度最快。对于同步通信而言，影响其效率的主要因素是 ，它一般用于 场合。二、解释下列概念(20分)1．机器周期和时钟周期2．周期挪用和向量地址3．中断隐指令及其功能4．双重分组跳跃进位第 2 页 (共 7 页)试 题：计算机组成原理 班号： 姓名：5．水平型微指令 6．超标量和超流水线三、(6分)已知x = 0.1001 y = –0.1101 计算 (机器数形式自定)。 第 3 页 (共 7 页)试 题：计算机组成原理 班号： 姓名：四、(6分)某模型机共有64种操作，操作码位数固定，且具有以下特点：(1) 采用一地址或二地址格式；(2) 有寄存器寻址、直接寻址和相对寻址(位移量为-128 ~ 127)三种寻址方式；(3) 有16个通用寄存器，算术运算和逻辑运算指令的操作数均在寄存器中，结果也在寄存器中；(4) 取数/存数指令在通用寄存器和存储器之间传送；(5) 存储器容量为1MB、按字节编址。要求设计：算逻指令，取数/存数指令和相对转移指令的格式，并简述理由。 第 4 页 (共 7 页)试 题：计算机组成原理 班号： 姓名：138译码器五．(10分)设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用IO/ M作访存控制信号，用R/W作读写命令信号，现有下列存储芯片及138译码器和各种门电路(自定)。RAM 2K×8位， 4K×4位， 8K×8位ROM 2K×8位， 4K×8位， 8K×8位 画出CPU与存储器的连接图，要求(1) 最小8K地址空间为系统程序区，与其相邻的4K地址空间为用户程序区；(2) 合理选用上述存储芯片，并写出每片存储芯片的地址范围；(3) 详细画出存储芯片的片选逻辑。第 5 页 (共 7 页)试 题：计算机组成原理 班号： 姓名：第 6 页 (共 7 页)试 题：计算机组成原理 班号： 姓名：六、(14分)(1)画出主机框图(要求画到寄存器级)； (2)若存储器容量为64K×32位，指出图中各寄存器的位数； (3)写出组合逻辑控制器完成 STA X (X为主存地址)指令发出的全部微操作命令及节拍安排； (4)若采用微程序控制，还需增加哪些微操作？第 7 页 (共 7 页)哈工大 学年 秋 季学期 计算机组成原理 试 题 答 案一、填空(24分)1．预处理；数据传送；后处理。2．3200；3300。3．05H；F3H。4．1,1111111;0.11……1(23个1)；2127(1-2-23)；0,0000000;1.01……1(22个1)；-2-128(2-1+2-23)。5．访存。6．20；9；5；13。7．Cache-主存；主存-辅存。8．链式查询；独立请求；以最慢速度的部件设计公共时钟；各部件存取时间比较一致的。二、名词解释(20分)1． 机器周期和时钟周期答：机器周期：基准，存取周期。时钟周期：节拍，时钟频率的倒数，机器基本操作的最小单位。2． 周期挪用和向量地址答：周期挪用：DMA方式中由DMA接口向CPU申请占用总线，占用一个存取周期。向量地址：中断方式中由硬件产生向量地址，即中断入口地址。3． 中断隐指令及其功能答：中断隐指令是在机器指令系统中没有的指令，它是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令，其功能包括保护程序断点、寻找中断服务程序的入口地址、关中断等功能。4． 双重分组跳跃进位答：n位全加器分成若干大组，大组内又分成若干小组，大组中小组的最高进位同时产生，大组与大组间的进位串行传送。5． 水平型微指令答：水平型微指令的特点是一次能定义并执行多个并行操作的微命令。从编码方式看，直接编码、字段直接编码、字段间接编码以及直接和字段混合编码都属水平型微指令。其中直接编码速度最快，字段编码要经过译码，故速度受影响。6． 超标量和超流水线答：超标量(Super scalar)技术是指在每个时钟周期内可同时并发多条独立指令，即以并行操作方式将两条或两条以上指令编译并执行。超流水线(Super pipe lining)技术是将一些流水线寄存器插入到流水线段中，好比将流水线再分道。 三、计算题(6分)[X]补=0.1001，[Y]补=1.0011，[X/Y]补=10101，X/Y= —0.1011，[-Y]补=0.1101，补码：0.1001+1.00111.110011.10001 +0.11010.0101100.101010 +1.00111.11011011.1010101 +0.11010.011110100.111010101原码：[X]原=0.1001，[Y]原=1.1101，0.1001+1.00111.110001.10000 +0.11010.0101010.101001 +1.00111.11010101.1010010 +0.11010.011101010.11100101 +1.00110.000101011四、(6分)答：6244算逻指令OP寻址RR628相对转移指令OP寻址相对位移量-128~1276244取数/存数指令双字长指令直接寻址20OP寻址RR16 五、(10分)答：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000000000000000004KX8 ROM两片00001111111111110001000000000000000111111111111100100000000000004KX4RAM两片0010111111111111 六、(14分)(2)ACCMQALUXIRMDRPCMAR3232323232321616(3)T0PC->MAR1->RT1M(MAR)->MDR(PC)+1->PCT2MDR->IROP(IR)->IDT0Ad(IR)->MAR1->WT1ACC->MDRT2MDR->M(MAR)(4)取指Ad(CDMR)->CMAROP(IR)->CMAR执行Ad(CMDR)->CMARCM(CMAR)->CMDR 关 键 词： 计算机 组成 原理

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