计算机组成原理13年复习题型

一、定点数计算

1、已知X=—0.1110和Y=0.0101，用变形补码计算X＋Y和X－Y，同时根据运算结果判断计算结果是正常、上溢出或下溢出。

解：[X]补=11.0010 [Y]补=00.0101 [—Y]补=11.1011 [X+Y]补=[X]补+[Y]补=11.0010+00.0101

+

11.0010 00.0101 11.0111

运算结果符号为11，所以结果正常。[X+Y]补=11.0111,所以X+Y=—0.1001. [X—Y]补=[X]补+[—Y]补=11.0010+11.1011

+

11.0010 11.1011 10.1101

运算结果符号为10,所以产生下溢出。

2、设x=—93，y = 55, 均采用8位二进制补码表示（含1位符号位），按机器补码加减法规则计算x+y和x-y, 并根据单符号法判断计算结果是正常、上溢出或下溢出，对正常结果还原成十进制数真值。 解：[X]补=10100011 [Y]补=00110111 [—Y]补=11001001 [X+Y]补=[X]补+[Y]补=10100011+00110111

+

1 0100011 0 0110111 1 1011010

CF=0，CN=0，V=CF⊕CN=0，所以没有溢出。[X+Y]补=11011010，, X+Y=—0100110 X+Y=—38.

[X—Y]补=[X]补+[—Y]补=10100011 +11001001

+

1 0100011 1 1001001 0 1101100

CF=0，CN=1，V=CF⊕CN=1，所以产生下溢出。

二、1）已知一个数的真值，原码，反码或补码，写出其余的值及补码的奇校验位。

真值 97/128 解： 真值 0.11001 —0.10001 —0.00111 97/128 —1000000 原码 0.11001 1.10001 1.00111 0.110001 无 反码 0.11001 1.01110 1.11000 0.110001 无 补码 0.11001 1.01111 1.11001 0.110001 1000000 补码的奇校验位（一位） 0 0 1 0 0 1000000 原码 0.11001 1.01110 反码 1.11101 补码 补码的奇校验位（一位） 2）请根据表中给出数据的真值，或原码、反码、补码（8位）等，填写其余的数据。

真值 -23/32 解： 真值 00111001 —0011001 —1100000 —0011100 -29/32 原码 00111001 10011001 11100000 10011100 1.1011100 反码 00111001 11101000 10011111 11100011 1.0100011 补码 00111001 11100111 10100000 11100100 1.0100100 补码的十六进制表示 原码 10011111 反码 10111111 补码 00111001 补码的十六进制表示 E79H 39H E7H A0H E4H 1.48H 三、简答题

1、移码和补码的关系是怎样的？（范围一样，符号位相反）

2、指令中操作数所在的位置有哪些？（1、指令中：立即数寻址，2、寄存器中：寄存器寻址，3、存储器中：其它寻址方式）

3、定点运算溢出的判断方法有哪些？分别是怎么判断的？（单符号、双符号判断法） 4、存取时间、存储周期、存取周期各是什么？

5、DRAM刷新方式有哪些？什么是刷新周期？（集中式，分散式） 6、CPU中PC、IR、AR、DR、PSW各是什么部件，其作用是什么？

7、程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式哪些方式的CPU能够和外部设备并行工作？ 8、程序中断方式和DMA方式中，CPU在响应时间上有什么差异？（中断响应必须在一条指令执行完后，DMA可以在指令执行中响应）

9、在微命令编码中，同一段中微命令相互间有什么要求？（必须是互斥的）

10、流水线中通常有哪几种冲突？怎么解决？（资源相关、数据相关、控制相关） 11、什么是DMA方式？它是在什么部件间实现传送？ 12、通道分哪几类，各适用哪些外部设备？

13、水平型微指令和垂直型微指令性特点是什么？

14、存储器扩展有哪几种方式？连接上有什么特点？（位数扩展、字存储单元扩展、字向和位向同时扩展） 15、主存与CACHE的地址映射方式有哪几种？哪种方式不用替换策略？（直接映射、全相联映射、组相联映射）

16、标量流水线和超标量流水线有什么区别？

17、一个10位二进制数补码，用6个1和4个0表示时，其最大值和最小值分别是多少？ （0111111000（504）、100011111（－481））

18、某微机的CPU主频为100MHz，CPU时钟周期是多少？（10ns）指令执行速度为0.5MIPS，则该机的平均指令周期是多少？（2us）

19、设字长和指令长度均为30若指令系统可完成180操作，且具有5寻址方式，则在保证最大范围内直接寻址的前提下，指令字中操作码占多少位，直接寻址的最大范围是多少？（8位，512K） 20、设计算机的存储器为128K×16位，cache容量为1KW（KW，千字），每块16字。cache字地址有多少位？（10位）cache中可装入多少块数据。（64块）

四、某计算机主存4MB，分成4096块。Cache32KB，分成和主存同样大小的块，地址映像采用直接映像方式，见下图。求：（1）Cache有多少块？块号为多少位？（2）Cache的块内地址为多少位？（3）设Cache中的主存标记如图所示，当CPU送出地址为3F844FH时，能否在Cache命中？若送出地址为000000H时，能否在Cache中命中？上述两个地址若不在Cache中，应映射到Cache中的哪一块？

标记 1101000 1111111 1100110 0000000 0110011 0001101 n-2块 n-1块 Cache 块 0块 1块 2块 3块

解：1）块大小：4MB/4096块=1KB

cache的块数为：32KB/1KB=32块，cache的块地址位数：5（32=25） 2）cache的块内地址位数：10位（1K=210） 主存地址： 标志（7） cache的地址：

行号（5） 块内地址（10）

3）3F844FH=11 1111 1000 0100 0100 1111= 1111111 00001 0001001111 （因为cache中第00001块的标记为1111111，所以能在cache中命中）

000000H=00 0000 0000 0000 0000 0000=0000000 00000 0000000000 （因为cache中第00000块的标记为1101000，不是000000，所以不能cache中命中）

3F844FH应映射到cache中的00001块；000000H应映射到cache中的00000块

行号（5） 块内地址（10） 五、如图所示，双总线结构机器的数据通路，图中IR为指令寄存器，PC为程序计数器，M为存储器，AR为地址寄存器，A总线与个寄存器的输入相联， B总线与寄存器的输出总线相联，请画出以下指令的周期流程图，并标出每个微操作信号序列。

（1） 存数指令, STA R1，（R2）；含义是将寄存器R1的内容传送到以R2内容为地址的

主存单元中去;

（2） 取数指令, LDA （R3），R0 ;含义是将(R3)为地址主存单元的内容取到寄存器中

R0;

（3） 加法指令, ADD （R1），R3; 含义是将R1间址的存储单元与R3相加,结果再送到

R3.