计算机原理作业二

《计算机组成原理》作业2一.选择题：1.主存储器和CPU之间增加cache的目的是_A_______；A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题B.扩大主存储器的容量C.扩大CPU中通用寄存器的数量D.既扩大主存容量又扩大CPU中通用寄存器的数量2.某机器字长32位，存储容量1MB，按字编址，它的寻址范围是___C____。A.1MB.512KBC.256KD.256KB3．某计算机字长是16位，它的存储容量是64KB，按字编址，它的寻址范围是____A___A.32KB.32KBC.64KD.64KB4.计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是____D____A.便于读写数据B.减小机箱的体积C.便于系统升级D.解决存储容量，价格和存取速度之间矛盾5.相联存储器是按____C____进行寻址的存储器。A.地址指定方式B.堆栈存取方式C.内容指定方式D.地址指定与堆栈存取方式结合6.在cache的地址映射中，若主存中的任意一块均可映射到cache内的任意一块的位置上，则这种方法称为____A_____。A.全相联映射B.直接映射C.组相联映射D.混合映射7.对于某个寄存器中操作数的寻址方式称为____A_____寻址。A.直接B.间接C.寄存器直接D.寄存器间接8.程序控制类指令的功能是____C_____。A.进行算术运算和逻辑运算B.进行主存与CPU之间的数据传送C.进行CPU和I/O设备之间的数据传送D.改变程序执行的顺序9.若使8bit寄存器A最高位清0，可采用___B_____；A.7AFHAB.80AHAC.80AHAD.80AHA10.微程序存放在___C_____中。A.控制存储器B.RAMC.指令寄存器D.内存储器11.微周期指的是____B____所需要的时间；A.执行一条微命令B.执行一条微指令C.执行一段微程序D.执行一条机器指令12.在CPU中，跟踪指令后继地址的寄存器是__B______；A.主存地址寄存器B.程序计数器C.指令寄存器D.状态寄存器13.以下四种类型指令中，执行时间最长的是___C_____；A.RR型B.RS型C.SS型D.程序控制指令14.指令周期是指___C_____。A.CPU从主存取出一条指令的时间B.CPU执行一条指令的时间C.CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间D.时钟周期时间15.同步控制是____B____。A.只适用于CPU控制的方式B.只适用于外围设备控制的方式C.由统一时序信号控制的方式D.所有指令控制时间都相同的方式二.填空题：1.CPU中，保存当前正在执行的指令的寄存器为PC程序计数器，保存下条指令地址的寄存器为_____IR指令寄存器__________，保存CPU访存地址寄存器为_______内存地址寄存器AR__________。2.计算机系统中的存储器分为____主存储器_______和_____辅助存储器______。在CPU执行程序时，必须将指令存放在____主存储器_______中。3.在同一微周期中_____指不能同时或不能在同一个节拍内并行执行的微操作____________的微命令，称之为互斥的微命令；在同一微周期中_____可以编码指能够同时或在同一个节拍内并行执行的微操作_____的微命令，称之为相容的微命令。显然，______必须各占一位____________不能放在一起译码。4.计算机存储器的最小单位为_____位________，1KB容量的存储器能够存储______位_______个这样的基本单位。5.对存储器的要求是______容量大______、______速度快_______、____成本低__________；为了解决这三方面的矛盾，计算机采用___分级存储器结构__________体系结构。6.指令的格式是由_______操作码_______和________地址码_______组成的。7.计算机指令系统往往具有多种寻址方式，操作数就是指令的一部分称为____立即数_______寻址，操作数地址在指令中称为直接_____寻址，当操作数地址在寄存器中，就采用___寄存器间接______寻址方式。8.在寄存器间接寻址方式中，有效地址存放在_____寄存器________中，而操作数存放在____主存单元的地址_________中。9.在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条______微指令_______，它由_____操作控制________和_____顺序控制________两部分组成。10.微程序控制器的核心部件是___控制存储器(CM）________，它是一种___来存放微程序_______存储器。11.CPU周期也称为___机器周期_________，一个CPU周期包含若干个___子指令周期_________。三．名词解释：1．存储容量2.相联存储器3.全相联映像4.组相联映像5.寻址方式6.指令系统1．存储容量:是指存储器可以容纳的二进制信息量，用存储器中存储地址寄存器MAR的编址数与存储字位数的乘积表示。2.相联存储器：它是一种不根据地址而是根据存储内容来进行存取的存储器。3.全相联映像：在全相联Cache中，存储的块与块之间，以及存储顺序或保存的存储器地址之间没有直接的关系。4.组相联映像：组相联Cache是介于全相联Cache和直接映像Cache之间的一种结构。5.寻址方式：寻址方式就是寻找操作数或操作数地址的方式。6.指令系统：指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，它是软件和硬件的主要界面，从系统结构的角度看，它是系统程序员看到的计算机的主要属性。四.问答题和计算题：1.试述主存和辅存的区别？答：主存即为内存，断电信息丢失，但存取数据块，他的容量大小直接影响计算机运行速度。辅存即硬盘，光盘等，容量大，但存取数据慢，计算机都是先把辅存中要读的东西放到主存后处理，然后在依据情况是否写回。2.一个较完善的指令系统应包括哪几类指令？答：一个较完善的指令系统应包括数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令、程序控制类指令、I/O类指令、字符串类指令、系统控制类指令。3.请用图示说明三级存储体系分别由那些部分组成，并比较cache—主存和主存—辅存这两个存储层次的相同点和不同点。答：缓存，内存，叶面文件或者寄存器，缓存，内存解决高速的处理器和低速的外设间速度不匹配问题。4.简述存储器芯片中地址译码方式？答：单译码适用于小容量存储器一个地址译码器双译码适用于大容量存储器X向和Y向两个译码器5.设有一个1MB容量的存储器，字长为32位，问：1）按字节编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？2）按半字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？3）按字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位？编址范围为多大？解：①按字节编址：1MB=220×8，地址寄存器为20位，数据寄存器为8位；编址范围为00000H~FFFFFH②按半字编址：1MB=220×8=219×16，地址寄存器为19位，数据寄存器；为16位；编址范围为00000H~7FFFFH③按字编址：1MB=220×8=218×32，地址寄存器为18位，数据寄存器；为32位；编址范围为00000H~3FFFFH6.机器字长是32位，要求存储器能存入4M个字1）存储容量有多少？2）需要多少片2M×8位RAM芯片组成？3）若存储器以字节编址，则地址寄存器需多少位？答：1，可以存入4M个字，一个字为2个字节，4M字为8MB。2，一片2M*8bitRAM可以提供2MB的容量，提供8M，共需要4片。3，按照字节编址8MB的容量需要寻址8M的空间，2的23次方为8M，共需要23根地址线，则地址寄存器需要23位。7.假设某计算机指令长度为32位，具有二地址，一地址，零地址3种指令格式，每个操作数地址规定用8位表示，若操作码字段固定为8位，现已设计出K条二地址指令，L条零地址指令，那么这台计算机最多能设计出多少条单地址指令？答：8.已知某计算机有80条指令，平均每条指令由12条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。设微指令长度为32位，请算出控制存储器容量。(80*11+1)*32=28192位=3524B