天大2018年12月考试《计算机组成原理》离线作业考核试题【标准答案】.doc

计算机组成原理要求：一、 独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定的做题组数作答，每人只答一组题目，多答无效，满分100分； 平台查看做题组数操作：学生登录学院平台系统登录学生登录课程考试离线考核离线考核课程查看做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识； 例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题； 二、答题步骤：1. 使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）；2. 在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答；答题纸上全部信息要求手写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号；三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word 文档中上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰；1. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc” 2. 文件容量大小：不得超过20MB。提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以0分记！题目如下：第一组：一、论述题（20分）1、解释术语：总线周期。二、分析题（30分）1、CPU结构图如下图所示，其中有一个累加寄存器AC，各部分之间的连线表示数据通路，剪头表示信息传送方向。（1） 标明图中四个存储器的名称。（2） 简述指令从主存取到控制器的数据通路。（3） 简述数据在运算器和主存之间进行存/取访问的数据通路。三、计算题（共50分）1、已知某磁盘存储器转速为2400转/分，每个记录面道数为200道，平均查找时间为60ms，每道存储容量为96Kbit，求磁盘的存取时间与数据传播率。（20分）2、今有4级流水线分别完成取值、指令译码并取数、运算、送结果四步操作，近假设完成各部操作的时间依次为100ns，100ns，80ns，50ns。请问：（30分）（1） 流水线的操作周期应设计为多少？（2） 若相邻两条指令发生数据相关，并且在硬件上不采取措施，那么第二条指令推迟多少时间进行？（3） 若果在硬件设计上加以改进，至少推迟多少时间？第二组：一、计算题（共50分）1、将十进制数20.59375转换成32位浮点数的二进制格式来存储。（20分）2、CPU执行一段程序时，Cache完成存取的次数为3800次，主存完成存取的次数为200次，已知Cache存取周期为50ns，主存是250ns，求Cache/主存系统的效率和平均访问时间。（30分）二、论述题（30分）1、简要说明程序中断方式中，（中断屏蔽触发器）IM,（中断请求触发器）IR,（允许中断触发器）EI,（准备就绪触发器）RD,（工作触发器）BS五个触发器的作用。三、 分析题（20分）1、流水线中有三类数据相关冲突：写后读（RAW）相关；读后写（WAR）相关；写后写（WAW）相关。判断以下三组指令各存在哪种数据类型的相关。（1）11 LAD R1,A;M(A)R1,M(A)是存储器单元12ADD R2,R1;(R2)+(R1)R2（2）13Add R3,R4;(R3)+(R4)R314MUL R4,R5;(R4)(R5)R4（3）15LAD R6,B;M(B)R6,M(B)是存储器单元16MUL R6,R7;(R6)(R7)R6第三组：一、论述题（共50分）1、 存储系统中加入cache存储器的目的是什么？有哪些地址映射方式，各有什么特点？（30分） 2、 PCI总线周期类型可指定多少种总线指令？实际给出多少种？请说明存储器读/写总线周期的功能。（20分）二、计算题（共50分）1、刷新存储器的重要性能是它的带宽。实际工作时，显示适配器的几个功能部件要采用刷新存储器的带宽。假定总带宽60%用于刷新屏幕，保留40%带宽用于其他非刷新功能。若显示工作方式采用分辨率为10241024，颜色深度为3B，刷新速率为72Hz，计算刷新存储器总带宽是多少？（20分）2、软盘驱动器使用双面双密度软盘，每面有80道，每道15扇区，每个扇区存储512B。已知磁盘转速为360转/分，假设找道时间为10到40ms，今写入38040B，平均需要多少时间？最长时间是多少？（30分）第四组：一、计算题（共50分）1、 某计算机系统的内存储器由Cache和主存构成，Cache的存取周期为45ns，主存的存取周期为200ns，已知在一段给定的时间内，CPU共访问内存4500次，其中访问340次内存。问：（30分）（1） Cache的命中率是多少？（2） CPU访问内存的平均时间是多少ns?（3） Cache/主存系统的效率是多少？2、某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为70MHZ，求总线带宽是多少？（20分）二、分析题（30分）1、某机器的中断系统采用一级链路排队，优先级别由设备距CPU的物理位置决定（近高远低），如图所示。DVC0是扫描仪，DVC1是打印机。如在某一时刻，扫描仪和打印机均产生一个事件，试问IRQ线上的请求是由谁发出的？为什么？这个结论成立吗？ 三、论述题（20分）1、什么是闪速存储器？它有哪些特点？ 第五组：一、分析题（20分）1、 指令格式如下所示，OP为操作字段，试分析指令格式特点。3126 2218 17 16 15 0OP-源寄存器变址寄存器偏移量二、计算题（共80分）1、已知某8位机的主存采用半导体存储器，地址码为18位，若使用4K4位RAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块条的形式，试问：（30分）（1）若每个模块条为32K8位，共需几个模块条？（2）每个模块条内有多少片RAM芯片？（3）主存共需多少RAM芯片？CPU如何选择各模块条？2、（1）某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz，求总线带宽是多少？（2）如果一个总线中并行传送64位数据，总线频率升为66MHz，求总线带宽是多少？（20分）3、某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录面，每毫米5道，每道记录信息为12288字节，最小磁道直径为230mm，共有275道。问：（30分）（1）磁盘存储器的容量是多少？（2）最高位密度和最低位密度是多少？（3）磁盘数据传输率是多少？（4）平均等待时间是多少？