计算机组成原理押题卷——冰go版 ⼀一、计算题 1.进制之间的转换 将⼗十进制数123.6875转换成⼆二进制数、⼋八进制数和⼗十六进制数。（⺩王道，P25） 2.定点数和浮点数的运算以及溢出判断 1）已知X=-0.1011，Y=-0.0111，求[X+Y]的补码。（天勤，P41） 2）设机器字⻓长为5位（含1位符号位，n=4）,X=-0.1101，Y=0.1011，采⽤用原码⼀一位乘法求X*Y。 3）已知⼗十进制数X=-5/256，Y=+59/1024，按机器补码浮点运算规则计算X-Y，结果⽤用⼆二进制表 ⽰示，浮点数格式如下：阶符取2位，阶码取3位，数符取2位，尾数取9位。（⺩王道，P66） 3.Cache——主存地址映射，三种映射⽅方式的计算 1）设主存容量为1MB，Cache的容量为16KB，每字块有16个字，每字32位，且按字节编址。 ①若Cache采⽤用直接映射，试求主存地址字段中各段的位数。 ②若Cache采⽤用四路组相联映射，试求主存地址字段中各段的位数。（天勤，P123） 2）设某机器主存容量为16MB，Cache容量为8KB，且按字节编址。每字块8个字，每字32位。设 计⼀一个四路组相联映射的Cache组织。 ①画出主存地址字段中各段的位数。 ②设Cache初态为空，CPU依次从主存0，1，2，…，99号单位中读出100个字（主存⼀一次读出 ⼀一个字），并重复此次序10次，问命中率是多少？ ③若Cache速度是主存速度的5陪，试问有Cache和⽆无Cache相⽐比，速度提⾼高了多少倍？ ④系统的效率是多少？（天勤，P123） 4.指令流⽔水的三项指标的计算以及画指令流⽔水线。 ⼆二、简答题 1.CPU响应中断的条件是什么？（课本，P362） 2.如何处理Cache块内信息与对应主存块内的信息的不⼀一致，并作简要分析？（课本，P113） 3.简述各常⻅见指令寻址⽅方式的特点和适⽤用情况。（⺩王道，P165） 4.计算机有哪两种不同的地址指定⽅方式，试画出（0x20000）= 0x12345678在这两种不同的表⽰示⽅方 式下在内存中的存储情况。（课本P73，P306） 5.试述I/O设备与主机交换信息的程序中断⽅方式和DMA⽅方式的特点，并分析⼆二者之间的区别。（课本 P163~165、P194~209） 6.什么是周期挪⽤用？（课本，P203） 7.分析基址寻址和变址寻址的区别。（课本，P314~316） 8.什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？（课本，P385~387） 三、应⽤用设计题 1.指令格式设计（课本例题7.4、7.5、7.6、7.7） 2.中断屏蔽技术的使⽤用（课本课后题8.24~28） 3.流⽔水线、影响流⽔水线性能的因素（选做，不知道是不是考点） 现有4级流⽔水线，分别完成取值、指令译码并取数、运算、回写4步操作，假设完成各步操作的时 间依次是100ns、100ns、80ns、50ns。试问： 1）流⽔水线的操作周期应设计为多少？ 2）试给出相邻两条指令发⽣生数据相关的例⼦子（假设在硬件上不采取措施），试分析第2条指令要 推迟多少时间进⾏行才不会出错？ 3）如果在硬件设计上加以改进，⾄至少需要推迟多少时间？ 4.存储器与CPU的连接，直接看课本吧，找不到题了，做题时看清楚所给出地址是⼗十进制还是以⼗十 六进制给出。（课本，P94，例题4.1、4.2，下⾯面为课后题P151） 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并⽤用MREQ（低电平有效）作访存控制信号，R/W作读/写 命令信号（⾼高电平为读，低电平为写）。现有这些存储芯⽚片：ROM（2K x 8位、4K x 4位、8K x 8 位），RAM（1K x 4位、2K x 8位、4K x 8位）及74138译码器和其他⻔门电路（⻔门电路⾃自定）。 试从上述规格中选⽤用合适的芯⽚片，画出CPU和存储芯⽚片的连接图。要求如下： 1）最⼩小4K地址为系统程序区，4096~16383地址范围为⽤用户程序区。 2）指出选⽤用的存储芯⽚片类型及数量。 3）详细画出⽚片选逻辑。 5.指令的执⾏行过程。（课本P382，例题9.1、9.2）