上半年计算机原理第2次作业分析.doc

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上半年计算机原理第2次作业解析
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上半年计算机原理第2次作业解析
2016年上半年网络学院《计算机原理》作业2
:
。
,1GB=_1024×1024
____KB。
积蓄器的技术指标有___积蓄容量___、____存取时间___、____积蓄周期
___、___积蓄器带宽___。
CPU能直接接见__cache____和_主存______,但不能够直接接见___硬盘___
和____光盘______。
地址译码分为_______单译码________方式和________双译码_______方
式。
CPU中,保留当前正在执行的指令的存放器为_____指令存放器_____,保留下条指令地址的存放器为___程序计数器____,保留CPU访存地址存放器为
___内存地址存放器_____。
计算机的主存容量与___计算机地址总线的根数__有关,其容量为
___2地址线数______。
计算机系统中的积蓄器分为____内存____和____外存___。在CPU执行程序时,必定将指令存放在__内存______中。
在同一微周期中______不能够能同时出现_____的微命令,称之为互斥的微命令;在同一微周期中______能够同时出现____的微命令,称之为相容的微命令。显然,________相容微命令____不能够放在一起译码。
计算机积蓄器的最小单位为___比特_____,1KB容量的积蓄器能够积蓄______8192____个这样的基本单位。
对积蓄器的要求是___容量大_____、__速度快___、____成本低____;为认识决这三方面的矛盾,计算机采用____多级______系统构造。
,其速度比主存______快_______,容量比
主存小很多,它的作用是填充CPU与主存在_____速度_______上的差异。
。
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计算机指令系统经常拥有多种寻址方式,操作数就是指令的一部分称为
____马上____寻址,操作数地址在指令中称为_____直接_____寻址,当操作数地址在存放器中,就采用___存放器______寻址方式。
在存放器间接寻址方式中,有效地址存放在____存放器____中,而操作数存放在___内存单元_____中。
在机器的一个CPU周期中,一组实现必定操作功能的微命令的组合,组成一条__微指令_____,它由___操作控制____和__序次控制_____两部分组成。
微程序控制器的中心部件是__控制积蓄器__,它是一种___只读___积蓄
器。
CPU周期也称为_机器周期_____,一个CPU周期包括若干个____时
钟周期___
采用4K×4位规格的静态RAM积蓄器芯片扩展32KB的积蓄模块,需要这种规格的积蓄芯片_____16__片。
cache的地址映像方式有___直接映像___、____全相联映像__和___组相联映像____。
在计算机中存放当前指令地址的存放器叫____地址存放器_____,在
序次执行指令情况下每执行一条指令,使存放器自动加1、在执行______转移
_____指令或___中断________操作时,_____程序计数器____应接收新地址。
:
。
断电后,ROM内保留的信息会扔掉,RAM则可长远保留而不会扔掉
断电后,RAM内保留的信息会扔掉,ROM则可长远保留而不会扔掉
ROM是外积蓄,RAM是内积蓄
ROM是内积蓄器,RAM是外积蓄器
积蓄器是计算机系统中的记忆设备,它主要用来____C_____。


。


CPU经过指令接见主存所用的程序地址叫做____C______。
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,主积蓄器和外积蓄器
主积蓄器和CPU之间增加cache的目的是___A_____。


某机器字长32位,积蓄容量1MB,按字编址,它的寻址范围是___C____。




,它的积蓄容量是64KB,按字编址,它的寻址范
围是___A____。
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,内积蓄器的特点是
,速度快,成本低
,速度快,成本高

___C____。
,速度慢,成本高
,速度快,成本低
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,其积蓄容量为目分别为____B______。

1024×16位,该芯片的地址线和数据线数
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,16

,16

,24

,16
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。

,价格和存取速度之间矛盾
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相联积蓄器是指___C_____进行寻址的积蓄器。
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,若主存中的任意一块均可照射到
一块的地址上,则这种方法称为___A______。



cache内的任意
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cache

代替算法中,速度最快是

____C____,命中率最高是
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____B____。
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(LFU)算法



(LRU)算法
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随机代替
在相对寻址方式中,若指令中地址码为X,则操作数的地址为
____A_____。
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A.(PC)+++段基址
×32bit,它的地址线为___A______位。

。


对于积蓄器中某个操作数的寻址称为____C_____寻址。

程序控制类指令的功能是___D______。
进行算术运算和逻辑运算
进行主存与CPU之间的数据传达
进行CPU和I/O设备之间的数据传达
改变程序执行的序次
RAM芯片串连时能够___B______。


存放器间接寻址方式中,操作数在____A_____中。




,可采用___D_____。

7FH
A
B.
A
80H
A

80H
A
D.
A
80H
A
。



,扩大寻址空间,提高编程灵便性
。


微周期指的是____D____所需要的时间。


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以下四各种类指令中,执行时间最长的是____C____。

指令周期是指____C____。
CPU从主存取出一条指令的时间
CPU执行一条指令的时间
CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间
时钟周期时间
RAM芯片并联时能够___A_____。
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同步控制是_____C___。
只适用于CPU控制的方式
只适用于外面设备控制的方式
由一致时序信号控制的方式
全部指令控制时间都相同的方式
,____C____是用户不能够使用的。
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A.
C.


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在一个微周期中,以下表达正确的选项是____B____。
,,但它们必定是相斥的
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以下指令中,____C____不能够支持数值办理。


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答:,介于主存和CPU之间,速度比主存快,容量比主存小,它的作用是填充CPU与主存之间的差异。
。
。
,各组之间是直接映像,而组内各块之间是全相联映像。
,以获取操作数在积蓄器中地址的方式。
。
。
,它由若干条微指令组成。
相对转移指令的目标指令地址是由PC存放器的值加一个偏移量形成。
CISC是指复杂指令系统计算机。
指控制器积蓄的控制代码,分为操作控制部分温序次控制部分。
指微程序型控制器中积蓄微指令的积蓄器,平时是ROM。
EPROM是可擦写可编程的ROM,能够被用户编程多次。
.问答题和计算题:
试述主存和辅存的差异?
放正在运行的程序或数据,它的速度快但成本高。
辅存—采用磁盘、磁带、光盘。它的速度较慢,但积蓄容量大,成本低。指令为给计算机的一个操作命令。
试写出主存与cache之间的地址映像方式。
有三种映像方式,直接映像,全相联映像,组相联映像。
?什么是微指令?试说明二者之间的关系。
微指令是控制部件经过控制总线向执行部件发出各种控制命令称为微指令。为一
个CPU周期中实现必定功能的微命令。一条指令对应一个微程序,微程序是由若干条微指令组成的有序列。
一个较圆满的指令系统应包括哪几类指令?
包括数据传达指令、算术运算指令、逻辑运算指令、程序控制指令、输入输出指令、货仓指令、字符串指令、特权指令等。
请用图示说明三级积蓄系统分别由那些部分组成,并比较cache—主存和主存—辅存这两个积蓄层次的相同点和不一样样点。
Cache—主存和主存—辅存两个积蓄层次相同点包括:1)二者都是为了提高积蓄系统的性能价格比而构造的。
2)都是利用了程序运行时的局部性原理把近来常用的信息块从相对慢
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速而大容量的积蓄器调入相对高速而小容量积蓄器。
两个积蓄层的不一样样点包括:
1)目的不一样样:cache主要解决主存与CPU速度差异问题。
虚存主要解决积蓄容量的问题
2)数据通路不一样样:CPU与cache和主存之间可直接接见;辅存与CPU不存在直接的数据通路;辅存的内容只能经过调整方式进入主存。CPU才能够接见。
3)透明性不一样样:cache的管理圆满由硬件完成;辅存的管原由软件(操作系统)和硬件共同完成。
简述积蓄器芯片中地址译码方式?
地址译码的方式有两种:单译码方式和双译码方式;
单译码方式—只用一个译码电路;每个字选择一个对应的积蓄单元,如积蓄单元为1024,则有1024条译码线。
双译码方式—采用两个地址译码器,分别产生行选通。
设有一个1MB容量的积蓄器,字长为32位,问:
1)按字节编址,地址存放器、数据存放器各为几位?编址范围为多大?
2)按半字编址,地址存放器、数据存放器各为几位?编址范围为多大?
3)按字编址,地址存放器、数据存放器各为几位?编址范围为多大?
解:1)按字节编址1MB=220×8,地址存放器为20位,数据存放器为8位,编址范围为00000H~FFFFFH;
2)按半字编址1MB=220×8=219×16,地址存放器为19位,数据存放器
为16位,编址范围为00000H~7FFFFH;
2018
3)按字编址1MB=2×8=2×32,地址存放器为18位,数据存放器为
机器字长是32位,要求积蓄器能存入4M个字1)积蓄容量有多少?
2)需要多少片2M×8位RAM芯片组成?
3)若积蓄器以字节编址,则地址存放器需多少位?
解:1)积蓄容量为4M×32=128M
2)4M
32
248片
2M
8
3)4M×32=222×4×8=224×8,则地址存放器需要24位
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,每个操作数地址规定用

32位,拥有二地址,一地址,零地址3种指令
8位表示,若操作码字段固定为8位,现已设计出
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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?
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解:∵操作码字段固定为8位,2=256条指令
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
一条取指微指令是全部指令公用的。设微指令长度为32位,请算出控制积蓄器容量。
解:微指令所占的单元总数=(12+79×11)×32=881×32控制积蓄器容量可选1K×332
,地址码6位,指令有一地址和二地址两种格式,设共有N条(N<16)二地址指令,试问一地址指令最多能够有多少条?
二地址指令N条,有(16-N)编码用于扩展,地址码是6位,则一地址指令最多能够有(16-N)X26条
设计算机A有60条指令,指令操作码为6位固定长度编码从000000到111011;今后继产品B需要增加32条指令,并与A保持兼容,试采用操作码扩展技术为计算机B设计指令操作码。
6位操作码保留了111100到111111四个码字,为了增加32条指令操作码,可增加3位扩展码,操作码为111100000到111111111。
×b的方式表示,其中a为字数,b为每个字的位数,问以下几种积蓄器芯片分别有多少地址线和数据线?
(1)2K×16
(2)64K×8
(3)16M×32
(4)4G×4
1)11条地址线,16条数据线。
2)16条地址线,8条数据线。
3)24条地址线,32条数据线。
4)32条地址线,4条数据线。
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