计算机组成原理world版复习题

计算机组成原理期末复习题总结一.数的真值变成机器码时有四种表示方法，即原码表示法，反码表示法，补码表示法，移码表示法。例1x=+1011111原码为01011111反码为01011111补码为01011111移码为11011111例2x=-1011111原码为11011111反码为10100000补码为10100001移码为00100001IEEE754标准IEEE754标准下二进制到十进制的转换【例】若浮点数x的IEEE754标准存储格式为（41340000）16，求其浮点数的十进制数值。将16进制数（41480000）16展开后，可得二进制数格式为01000001010010000000000000000000S=0E=(10000010)2=(130)101.M=(1.1001)2x=（-1）S×2(E-127)×1.M=+1100.1=(12.5)10一、机器码已知某机器的字长为16位，则该机器所能表示的定点整数的范围是多少？解：16位二进制数的最高位即MSB作为符号位，1表示负数，0表示正数；假设该机器使用补码表示定点整数，则其范围为：-2^15～2^15-1若使用原码表示定点整数，则其范围为：-（2^15-1）～2^15-1二、求补已知x1=-1110，x2=+1101求：[x1]补，[-x1]补，[x2]补，[-x2]补解：[x1]原=11110，[x2]原=01101[x1]补=10010[-x1]补=01101+00001=01110[x2]补=01101[-x2]补=10010+00001=10011三、补码运算（1）[x]变=00.11011[y]变=00.00011[-y]变=11.11101[x]变+[y]变=00.11110[x]变+[-y]变=00.11000x+y=0.11110x-y=0.11000(2)[x]变=00.11011[y]变=11.01011[-y]变=00.10101[x]变+[y]变=00.00110[x]变+[-y]变=01.10000x+y=0.00110x–y变形补码运算结果符号位为01，产生了正向溢出五、存储器基础知识1.存储位元、存储单元、存储器【例】某SRAM存储器规格为8K×8bit，则其存储位元是什么？一个存储单元包含几个存储位元？整个存储器包含多少存储单元？2.存储器的分类依据存储介质的不同，可以将存储器分为半导体存储器和磁表面存储器；按存取方式可分为随机和顺序；按存储内容的可变性可分为只读和随机读写；3.存储器的分级【例】目前的计算机系统中通常可以把存储器分为三个等级，这三个等级由上到下依次是高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。4.存储器的性能指标容量、存取时间（访问时间）、存储周期、带宽【例】某顺序存储器的存储周期T=100ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期t=50ns，求该存储器的带宽。64/（100*10-9）六、RAM1.SRAM【例】问：一个32K×16bit的SRAM存储器的地址线和数据线条数各是多少？已知Cache的存储周期40ns，主存的存储周期200ns，Cache/主存系统的平均访问时间50ns，求Cache/主存系统的效率和Cache命中率。p91解：（1）Cache/主存系统的效率为e=40/50=80%（2）设Cache命中率为h，则h×40+(1-h)×200=50h=150/160=0.9375有一个1024K×16位的存储器，由256K×8位的SRAM构成。问：（1）总共需要多少SRAM芯片。（2）这些SRAM芯片应当如何分组？请设计分组方案。（3）请画出此存储体的组内组成框图和组间组成框图。七.Cache相关知识【例1】设有一个Cache的容量为2K字，每行为16字，求：该Cache可容纳多少行？若内存容量为256K字，则内存有多少块？主存的地址有多少位？Cache的地址有多少位？在直接映射方式下，主存中的第i块映射到Cache中的哪一个行中？进行地址映射时，存储器地址分为几段？每段各有多少位？2k/16=27256k/16=21418;11i%27三段：tag行（块）号行内地址674八.一个组相联Cache由64个行组成，每组4行。主存储器包含4K个块，每块128字。请表示内存地址的格式。p96主存储器地址的位数为：Log2(4K×128)=19bit块内字地址位数为：Log2(128)=7bitCache的组数为：64/4=16内存地址中组号的位数为：Log2(16)=4bit内存地址中Tag的位数为：19-7-4=8bit00：寄存器寻址24位地址码中的低4位作为寄存器的编号，对应16个通用寄存器；01：寄存器间接寻址24位地址码中的低4位作为寄存器的编号，对应16个通用寄存器；10：立即寻址24位地址码可以直接作为操作数，操作数的范围为-2^23～2^23-1;11：直接寻址24位地址码中的低20位有效，作为内存的直接地址，即有效地址。6224操作码寻址方式码地址码九.画出微程序控制器组成框图，并说明各部分功能?（1）控制存储器：用来存放实现全部指令系统的所有微程序。（2）微指令寄存器：用来存放由控制存储器读出的一条微指令信息。（3）地址转移逻辑：当微程序出现分支时，由地址转移逻辑自动完成修改微地址的任务。十、（1）某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHZ，总线带宽是多少？（2）如果一个总线周期内并行传送64位数据，总线时钟频率变为66MHZ，总线带宽是多少？p186解：（1）总线带宽为33MHZ×4B=33MHZ×32bit=1056Mbps（2）总线带宽为66MHZ×64bit=4224Mbps十一、利用串行方式传送字符，每秒钟传送的比特(bit)位数常称为波特率。假设数据传送速率是500个字符/秒，每一个字符格式规定包含10个比特位(起始位1位、数据位8位、停止位1位)，问传送的波特率是多少？每个比特位占用的时间是多少？解：500×10=5000bit/s1/5000