計算機組成原理復習題及答案-資料下載頁

　　

【正文】 ：⑴ 命中率H＝（4500－340）/ 4500＝。⑵ CPU訪存的平均時間T＝45＋(1－)200＝⑶ cache主存系統的效率e＝45/=78℅已知cache/主存系統效率為85%，平均訪問時間為60 ns，cache比主存快4倍，求主存存儲器周期是多少？cache 命中率是多少？答:因為 Ta=Tc/e 所以 Tc=Tae =60=51ns (cache存取周期)；r=4, Tm=Tcr =5104 =204ns (主存存取周期)；因為 e =1/[r+(1r)H] 所以H= 2 .4/ = ；用異步方式傳送ASCII碼，數據格式為：數據位8位、奇校驗位1位、停止位1位。當波特率為4800b/s時，每個字符傳送的速率是多少？每個數據位的時間長度是多少？數據位的傳送速率又是多少？解：每個字符包含10位，因此字符傳送速率為：4800247。10＝480字符/s每個數據位長度T＝1247。4800≈數據位傳輸速率為8480＝3840位/秒。1假定某外設向CPU傳送信息最高頻率為40K次/秒，而相應中斷處理程序的執行時間為40μS，問該外設能否用中斷方式工作？解：外設傳送一個數據的時間＝1/40＝25μS，所以請求中斷的周期為25μS，而相應中斷處理程序的執行時間為40μS，這樣會丟失數據，故不能采用中斷方式。1在一個16位的總線中，若時鐘頻率為100MHz，總線數據周期為5個時鐘周期傳輸一個字。試計算總線的數據傳輸率。解：時鐘頻率為100MHz，所以5個時鐘周期＝510ns＝50ns數據傳輸率＝16bit/＝40106字節/秒1⑴某總線在一個總線周期中并行傳送4個字節的數據，若一個總線周期等于一個時鐘周期，總線頻率為33MHz，問總線帶寬是多少？⑵若一個總線周期中并行傳送64位數據，總線時鐘提高為66MHz，問總線帶寬是多少？⑶分析影響帶寬的有哪些因素？解：⑴設帶寬用Dr表示，總線時鐘周期用T＝1/f 表示，一個總線周期傳送的數據量用D表示，根據定義可得Dr＝D/T＝Df＝4B33106/S＝132MB/S⑵因為64位＝8B，所以Dr＝D/T＝Df＝8B66106/S＝528MB/S⑶總線帶寬是總線能提供的數據傳送速率，通常用每秒傳送信息的字節數（或位數）來表示。影響總線帶寬的主要因素有：總線寬度、傳送距離、總線發送和接收電路工作頻率限制及數據傳送形式。1在異步串行傳輸系統中，若每秒可傳輸20個數據幀，一個數據幀包含1個起始位、7個數據位、一個奇校驗位和1個結束位。試計算其波特率和比特率。解：波特率＝（1+7+1+1）20＝200b/s，比特率＝207＝140b/s。1已知cache命中率Ｈ＝，主存比cache慢４倍，已知主存存取周期為200ns，求cahce／主存系統的效率和平均訪問時間。∵ r = t m/t c = 4 ∴ t c = t m /4 = 50nse = 1/[r+(1r)h] = 1/[4+(14)]t a = t c /e = t c [43] = 50 = 53ns。1設有兩個十進制數：x= 21，y=22。（1） 將x，y的尾數轉換為二進制補碼形式。（2） 設階碼2位，階符1位，數符1位，尾數3位。通過補碼運算規則求出z=xy的二進制浮點規格化結果。答:(1)設S1為X的尾數,S2為Y的尾數,則S1=()10=()2,[S1]補=,S2=()10=(+)2,[S2]補=.(2)對階:設X的階碼為JX,Y的階碼為JY,JX=(+01)2,JY=(+10)2,JXJY=(01)2,小階的尾數S1右移一位S1=()2,JX階碼加1,則JX=(10)2=JY,S1經舍入后,S1=()2,:010 1100,Y的補碼浮點格式:010 0101.尾數相減:[S1]補=,[S2]補=,[S1S2]補=[S1]補+[S2]補=,尾數求和絕對值大于1,尾數右移一位,最低有效位舍掉,階碼加1,則[S1S2]補=(規格化數),JZ=11規格化結果:011 10111設機器字長16位，主存容量128K字節，指令字長度16位或32位，共78條指令，設計計算機指令格式，要求有直接，立即數，相對，變址四種尋址方式。答：根據題意，40種指令至少需6位OP；四種尋址方式至少需用2位表示；主存為640K，則地址需要20位，而機器字長為16位，所以只能用分段方式來實現，設段寄存器為16位，作為段內地址的位移量可以在指令指定的寄存器中，可設計如下格式：15 10 9 8 7 0OPX(2)D(8) X = 00 直接尋址方式 E = D X = 01 立即尋址方式 X = 10 變址尋址方式 E = （R）+D X = 11 相對尋址方式 E = （PC）+D1有一臺磁盤機，其平均尋道時間為30ms,平均旋轉等待時間為10ms,數據傳輸率為500B/ms,磁盤機口存放著1000件，每件3000B的數據，現欲把一件件數據取走，更新后再放回原地，假設一次取出或寫入所需時間為：平均尋道時間 + 平均等待時間 + 數據傳送時間，另外使用CPU更新信息所需的時間為4ms,并且更新時間因輸入輸出操作不相重疊，試問：（1） 更新磁盤上全部數據需多少時間？（2） 若磁盤機旋轉速度和數據傳輸率都提高一倍，更新全部數據需多少時間？解：（1）磁盤上總數據量 = 10003000B = 3000000B　　　　 讀出全部數據所需時間為 3000000B 247。 500B / ms = 6000ms　　　　 重新寫入全部數據所需時間 = 6000ms　　　　 所以，更新磁盤上全部數據所需的時間為 ：　　　　　　　2（平均找道時間 + 平均等待時間 + 數據傳送時間 ）+ CPU更新時間 　　= 2（30 + 100 + 6000）ms + 4ms = 12264ms　　(2) 磁盤機旋轉速度提高一倍后，平均等待時間為60ms；　　　　數據傳輸率提高一倍后，數據傳送時間變為：　　　　　　　3000000B 247。 1000B / ms = 3000ms　　　　更新全部數據所需時間為：　　　　　　2 （30 + 60 + 3000）ms + 4ms = 6184ms1現有一64K2位的存儲器芯片，欲設計具有同樣存儲容量的存儲器,應如何安排地址線和數據線引腳的數目，使兩者之和最小。并說明有幾種解答。設地址線x根，數據線y根，則 2xy=64K2 若 y=1 x=17 y=2 x=16 y=4 x=15 y=8 x=14 因此，當數據線為1或2時，引腳之和為18 故：共有2種解答