计算机组成原理复习材料 (2)

D. CPU不能够直接访问硬盘中的数据 注释:一个主机可以安装多块硬盘

48. I/O设备是指 输入/输出(Input /Output ,简称I/O),指的是一切操作、程序或设备与计算机之间发生的数据 输入/输出设备模型 传输过程。 。

49. 一次中断处理的过程,可以归纳为五个阶段:

中断请求、中断判优、中断响应、中断服务和中断返回 50. 一般中断服务程序的流程分为四大部分? 保护现场、中断服务、恢复现场和中断返回

51. CPU响应中断的时间是 一条指令结束 。 52. 总线周期的四个阶段?

申请分配阶段 寻址阶段 传数阶段 结束阶段

53. I/O设备与主机交换信息时,主要有三种方式,即:程序查询方式、?? 程序中断方式和DMA方式

54. DMA的中文名称是什么?它有何特点?

DMA的英文拼写是“Direct Memory Access”,汉语的意思就是直接内存访问,是一种不经过CPU而直接从内存了存取数据的数据交换模式。 特点:CPU 与设备并行工作,传送与主程序并行工作

55. DMA工作时:CPU与设备并行工作,传送与主程序并行工作 56. 在DMA方式中,数据传送由 DMA硬件 控制。 57. DMA接口的功能?

58. 机器数中, 补码 机器数零的表示形式是唯一的。 59. 移码常用来表示浮点数的 阶码 部分;

60. 移码和补码比较,它们除 符号位 外,其他各位都相同。

61. 某机字长8位,采用补码形式,其中1位为符号位,则机器数能表示的范围是

-128~+127 。

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62. 将十进制257转换为十六进制数为 101 。 63. 两个十六进制数79H和48H相加,结果是 。

64. 最大的8位无符号二进制整数转换成十进制数是 255 。

65. 设寄存器位数为8位,机器数采用补码形式(含1位符号位)。将十进制数-27存于

寄存器中,则寄存器内容为 E5H 。

66. 设机器数字长为8位,若A=30(-30),则A的原码、反码、补码? 67. 将+

30写成二进制为 。 12868. 二进制数0101001转换成十六进制数是 。

69. 已知[x]补=1.11001,则[x]原= ;[x]反= ;[x]移= ;

[-x] 补= 。

70. 无符号数的移位称为逻辑移位,逻辑移位的规则是:逻辑左移时,高位 移出 ,低位添 0 ;逻辑右移时,高位 移出 ,低位添 1

71. 在算术移位中,负数的补码移位规则是:左移,高位移丢,低位添 0 ,右移,低位移丢,高位添 1 。

72. 设机器数字长8位(含1位符号位),若机器数BAH为原码,则算术右移一位得

9DH 。

73. 不论是作加法还是减法,只有实际参加操作的两个数符号相同,结果与原操作数符号

不同 ,即为溢出。

74. 若在一个非“0”无符号二进制整数右边加两个“0”,形成一个新的数,则新数的值

是原数值的 四倍 。

75. 若在机器字长为8位的机器中,将一个非“0”无符号二进制整数右移两位,形成一

个新的数,则新数的值是原数值的 。

76. 某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。若用定点小数表示,则最大正小

数为

。若用定点小数表示,则最大正小数为 。若用定点

整数表示,则最小负整数为 。

77. 在原码一位乘中,结果的符号由两原码符号位 异或 运算结果决定。

78. 原码一位乘的运算规则是:(1)积符由两原码符号位异或运算结果决定;(2)乘积

的数据部分由两数 绝对值 相乘。

79. 恢复余数法的特点是:当余数为负时,需要加上 除数 ,将其恢复成原来的余数。

80. 在原码加减交替除法中,余数大于0,上商“1”,下一步做的运算是 。 81. 浮点数加减运算的步骤是?

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82. 若浮点数的阶码和尾数都用(1、补码/2、原码)表示,则判断运算结果是否为规格

化数的方法是: 数符与尾数小数点后第1位数字相异 83. 浮点数加减法对阶原则是: 。

84. 在浮点机中 基数 是隐含的。

85. 一条计算机指令中,通常应该包含 操作码和操作数 。 86. 一条计算机指令中,规定其执行功能的部分称为 操作码 。 87. 指令寻址方式有哪些?数据寻址方式有哪些? 指令寻址:1.顺序寻址方式 2.跳跃寻址方式 操作数寻址:1.隐含寻址 2.立即寻址3.直接寻址4.间接寻址5.寄存器寻址方式和寄 存器间接寻址方式6.相对寻址方式7.基址寻址方式8.变址寻址方式9.块寻址方式

88. CPU每取出并执行一条指令所需要的全部时间称为指令周期,一条指令周期可能包含

的子周期有 取指周期、间址周期、执行周期、中断周期 。

89. 有五级流水线,分别完成取指、译码、执行、访存、写寄存器五个阶段,假设完成各

个阶段时间为40、60、70、90、50微秒,则流水线的时钟周期应该取值为 90 。 计算:

1. 若主存1MB,Cache为16KB,按256B分块,请计算:

(1)块内地址是几位?Cache包含多少块?主存包含多少块?

(2)若Cache-主存层次采用直接映射方式,写出映射关系式,并说明主存的第300

块将映射到Cache的哪一个块中。

2. 一个组相联映射的Cache由64块组成,每组内包含4块。主存包含4096块,每个字

块为32字节,按字节编址。试问: (1)主存地址为几位? (2)画出主存的地址格式。

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(3)主存第128个字节所在主存块应装入到Cache的哪一组?

3. CPU执行一段程序时,Cache完成存取的次数为6000次,主存完成存取的次数为300

次。已知Cache存取周期tc为30ns,主存的存取周期tm为170ns。在当Cache不命中时才启动主存的状态下,分别求:

(1)Cache的命中率h。(保留4位小数) (2)平均访问时间ta。

(3)Cache-主存系统的访问效率e。(保留4位小数)

平均访问时间=Cache命中率× Cache存取周期+Cache失效率×主存存取周期

Cache命中率=3800/(3800+200)=0.95 Cache失效率=1-

0.95=0.05

50ns×0.95+250ns×0.05=60ns

4. 设若主存2MB,Cache为2KB,按128B分块。问:

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(1)若Cache存取周期为30ns,主存存取周期为300ns,平均命中率为97%,求平均访

问时间。 (2)若Cache-主存层次采用全相联映射,则主存和Cache各分多少块? 块内地址是多

少位?

(3)画出主存的地址格式。

5. 设浮点数的格式如下(阶码和尾数均为补码表示,基数为2): Es E1~E3 Ms M1~M9 即:4位阶码(包括1位阶符)和10位尾数(包括1位数符)。 计算:(1)将-35/64转换为此种格式的浮点数。 (2)将15/128转换为此种格式的浮点数。 6. 将+

20写成二进制定点数、浮点数及在定点机和浮点机中的机器数形式。其中数值128部分均取10位,数符取1位,浮点数阶码取5位(含1位阶符)。

7. 已知x=0.01011,y=0.10011,用一般形式和变形补码计算x+y、x-y,同时指出结果

是否溢出。

8. 原码一位乘求x*y。(x = -0.1110,y = 0.1101)

9. 用Booth乘法(补码一位乘)求(-6)×8。(设在机器中,数据表示为一位符号位

和四位数值位,部分积用双符号位表示。要求写出每一步运算过程及运算结果) 10. 设 x = 0.1001,y = -0.1111,用原码/补码加减交替除法求x÷y。(要求写出每一

步运算过程及运算结果) 分析:

1. 某机器字长为8位,试用以下所给芯片设计一个容量为10KB的存储器。其中RAM为

高8KB,ROM为低2KB,选用的RAM芯片类型为4K×8位,ROM芯片类型为2K×4位,最低地址为0。请计算:

(1)该存储器中,RAM和ROM的地址范围分别是多少?

(2)每种芯片各需要多少片?并说明各自采用的扩展方式。

(3)4K×8位RAM的数据线和地址线各为多少根?2K×4位ROM的数据线和地址线各为

多少根?

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