（完整word版）计算机组成原理经典大题及解析（word文档良心出品）

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1.某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备97种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、基址五种寻址方式。 （1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用； （2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）； （3）一次间址的寻址范围（十进制表示）； （4）相对寻址的位移量（十进制表示）。 （注意：答案原题为85种操作）

2、主存容量16MB，Cache容量8KB，块大小32B，CPU字长为4B、访问的主存地址为字地址。4路组相联映像方式时。

（1）设Cache初态为空，CPU需从主存0#字单元起依次读出100个字(每次1个字)，CPU访问Cache的命中率是多少？

（2）对上一小题，若Cache速度是主存的5倍，相对于无Cache时，CPU访存速度提高多少倍？

##例4：CPU支持最大主存容量16MB、按字节编址，块大小为32B，Cache容量为8KB。4路组相联映像方式时，

⑴主存及Cache地址格式及参数？ ⑵设Cache初态为空，CPU从0#主存单元起依次读出200个字节(每次1个字节)，CPU访问Cache的命中率是多少？

⑶对上一小题，若Cache速度是主存的5倍(包含地址变换时间)，相对于无Cache时，CPU访存速度提高多少倍？

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3、设某机有5级中断：L0,L1,L2,L3,L4，其中断响应优先次序为：L0最高，L1次之，L4最低。现在要求将中断处理次序改为L1>L3>L0>L4>L2,请填写下表，设置各级中断处理程序的各中断屏蔽值（每级对应一位，该位为“0”表示允许中断，该位为“1”表示中断屏蔽）。 中断处理程序 L0中断处理程序 L1中断处理程序 L2中断处理程序 L3中断处理程序 L4中断处理程序 中断处理级屏蔽位 L0级 L1级 L2级 L3级 L4级 4、指令格式如下所示，OP为操作码字段，试分析指令格式特点。（10分） 31 26 22 18 17 16 15 0 OP 源寄存器 变址寄存器 偏移量

解： （1）操作码字段为6位，可指定 26 = 64种操作，即64条指令。 （2）单字长（32）二地址指令。

（3）一个操作数在原寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由变址寄存器内容 + 偏移量决定），所以是RS型指令。 （4）这种指令结构用于访问存储器。

6、盘磁组有六片磁盘，每片有两个记录面，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度40道/cm，内层位密度400位/cm ,转速2400转/分。问： （1）有多少个存储面可用？ （2）有多少柱面？

（3）盘组总存储容量是多少？ （4）数据据传输率是多少？

（5）如采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？ 解：(1)有效存储区域＝16.5－11＝5.5(cm) 因为道密度＝40道/cm，

所以共有40×5.5＝220道，即220个圆柱面。

(2)内层磁道周长为2πR＝2×3.14×11＝69.08（cm） 每道信息量＝400位/cm×69.08cm＝27632位 ＝3454B 每面信息量＝3454B×220＝759880B

盘组总容量＝759880B×l0＝7598800B＝7.25MB (3)磁盘数据传输率Dr＝r×N

N为每条磁道容量，N＝3454B

r为磁盘转速，r＝2400转/60秒＝40转/秒 Dr＝r×N＝40×3454B＝13816B/s

(4)磁盘旋转一圈的时间为

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平均寻址时间

Ta＝10ms＋25/2ms＝22.5ms

(5) 采用定长数据块格式，直接寻址的最小单位是一个 扇区，

7、用32K*8位的EPROM芯片组成128K*16位的只读存储器，试问： (1) 数据寄存器多少位? (2) 地址寄存器多少位?

(3) 共需多少个EPROM芯片? (4) 画出此存储器组成框图 解：（1）32K×8位的只读存储器芯片内数据寄存器应为8位

（2）32K×8位的只读存储器应有32K个存储单元，32K= 215 ，所以有15位地址，芯片的地址寄存器应为15位。

（3）需要的芯片数= （128K×16位）/（32K×8位）=8（片）

其中 采用位扩展方式，2片32K×8位扩展为32K×16位芯片组， 采用字扩展方式，4组32K×16位芯片组构成128K×16位的存储器。

（4）32K×8位的存储器芯片需要15位地址， 128K×16位存储器需要17位地址，高2位地址进行译码产生4个片选信号，可选择4组芯片组一组进行操作。 CPU和存储器的硬件接线图如下：

8、假设机器字长16位，主存容量为128K字节，指令字长度为16位或32位，共有128条指令，设计计算机指令格式，要求有直接、立即数、相对、基值、间接、变址六种寻址方式。 解：由已知条件，机器字长16位，主存容量128KB / 2 = 64KB字，因此MAR = 18位，共128条指令，故OP字段占7位。采用单字长和双字长两种指令格式，其中单字长指令用于算术逻辑和I / O类指令，双字长用于访问主存的指令。

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寻址方式由寻址模式X定义如下： X = 000 直接寻址 E = D（64K） X = 001 立即数 D = 操作数

X = 010 相对寻址 E = PC + D PC = 16位 X = 011 基值寻址 E = Rb + D ，Rb =16 位 X = 100 间接寻址 E = （D）

X = 101 变址寻址 E = RX + D ，RX = 10位

64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M×8位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问： (1)若每个内存条为16M×64位，共需几个内存条？ (2)每个内存条内共有多少DRAM芯片？

(3)主存共需多少DRAM芯片？CPU如何选择各内存条

10、图1是从实时角度观察到的中断嵌套。试问，这个中断系统可以实行几重 中断？并分析图1的中断过程。

解：该中断系统可以实行5重中断，中断优先级的顺序是，优先权1最高，主程序运行于最低优先权（优先权为6）。图B15.2中出现了4重中断。 图B15.2中中断过程如下： 主程序运行到T1时刻，响应优先权4的中断源的中断请求并进行中断服务；到T3时刻，优先权4的中断服务还未结束，但又出现了优先权3的中断源的中断请求；暂停优先权4

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