2022年上海交大计算机组成与系统结构第次作业 .pdf

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1、精选第 2 次作业：第 3 章 3 题、第 4 章 3 题、第 5 章 4 题第 3 章1. 虚拟存储器可看作是一个容量非常大的存储器，有了它，用户无需考虑所编程序在中是否放得下或放在什么位置等问题。A. 逻辑，辅存B. 逻辑，主存C. 物理，辅存 D. 物理，主存2. 请比较虚拟存储器和Cache 这两种存储系统的相似之处和主要区别。【解】相似之处：把程序中最近常用的部分驻留在高速的存储器中；一旦这部分变得不常用了，把它们送回到低速的存储器中；这种换入换出是由硬件或操作系统完成的，对用户是透明的；力图使存储系统的性能接近高速存储器，价格接近低速存储器。主要区别：在虚拟存储器中未命中的性能损失

2、要远大于Cache系统中未命中的损失。3. 假设主存只有a,b,c三个页框，组成a 进 c 出的FIFO队列，进程访问页面的序列是8,4,5,6,4,8,6,4,8,8,2,5 号。用列表法求采用 FIFO+LRU 替换策略时的命中率。【解】页面访问序列0 2 5 4 3 4 命中率FIFO 算法a 0 2 5 4 4 2 2 3 5 5 4 4/12=33.3% b 0 2 5 4 4 4 2 3 3 5 c 0 2 2 5 5 4 2 3 命中命中命中命中FIFO 算法+ LRU算法a 0 2 5 4 3 4 6/12=50% b 0 2 5 4 5 2 5 2 3 5 2 c 0 2 2

3、 4 4 4 5 2 3 5 命中命中命中命中命中命中第 4 章1. 堆栈是一种特殊的数据寻址方式，基于原理。A. FIFO B. FILO C. LIFOD. LILO 2. 堆栈寻址方式中，设 A 为累加器， SP 为堆栈指示器，MSP为 SP 指示的栈顶单元。如果进栈操作的动作顺序是(A) MSP，(SP)- 1SP ，那么出栈操作的动作顺序应为_ 。A.(SP)- 1SP ，(MSP) AB.(MSP) A ， (SP)- 1SPC.(MSP) A ，(SP)+1 SPD.(SP)+1 SP，(MSP) A 3. 某微机的指令格式如下所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

4、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 精选OP：操作码；D：位移量；X：寻址特征位，X=00 ：直接寻址；X=01 ：用变址寄存器X1 进行变址；X=10 ：用变址寄存器X2 进行变址；X=11 ：相对寻址。设(PC)=1234H ，(X1)=0037H ，(X2)=1122H ，请确定下列指令的有效地址。（1） 1284H（2） 4323H（3）6725H（4）4446H 【解】（1）6223H=0110011100100011B,X=11, 相对寻址，有效地址

5、 =PC+D=1234H+23H=1257H （2）4444H=0100010001000100B ，X=00，直接寻址，有效地址 =D=44H （3）1282H=0001001010000010B ，X=10，变址寻址，有效地址 =X2+D=1122H+82H=11A24H （4）4321H=0100001100100001B ，X=11，相对寻址，有效地址 =PC+D=1234H+21H=1255H 第 5 章1. 中央处理器包括_ 。A. 运算器B. 控制器 C. 主存储器D. Cache 2. 在 CPU 中，指令寄存器用来保存。A.当前指令B.当前指令的地址C.下一条指令D.下一条指

6、令的地址3. 参见如图所示的数据通路，IR 为指令寄存器，PC 为程序计数器 (具有自增功能)，M 为主存(受 R/W信号控制 )，AR 为地址寄存器，DR 为数据缓冲寄存器，ALU由+、-控制信号决定完成何种操作，控制信号G 控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如Yi表示 Y 寄存器的输入控制信号，R1o为寄存器R1的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。存数指令“ STA R1, (R2) ” 的含义是将寄存器R1 的内容传送至(R2)为地址的主存单元中，请画出其指令周期流程图，并列出相应微操作控制信号序列。A 总线X i + - DR名师资料总结 - - -精品资料欢

7、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 精选IRi PCi ARi R/W R0 i R3 i X A G L IR PC AR M DR R0 R1 R2 R3 U Y Y i IRo PCo DRo R0 o R3o B 总线【解】STA R1, (R2) (R1) (R2)4. 指令流水线有取指(IF) 、译码 (ID) 、执行 (EX) 、访存 (MEM) 、写回 (WB) 5 个过程段，共有 15 条指令连续输入此流水线。（1）画出流水处理的时

8、空图。（2）假设时钟周期为150ns ，求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。PC ARM DRDR IRR2 ARR1 DRDR MPCo, G, ARi R/W = R DRo, G, IRi R2o, G, ARi R1o, G, DRi R/W = W 将 PC值放到地址寄存器中将主存数据放到数据寄存器中将数据寄存器内容放到指令寄存器中将寄存器R2 的内容放到地址寄存器中将寄存器R1的内容放到数据寄存器中将数据寄存器的值放到主存单元中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -

9、- - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 精选【解】（1）IFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWB周期时间 t指令序列iIFIDEXMEM WBIFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWBIFIDEXMEMWBI1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11IFIDEXMEMIFIDEXIFIDIF（2）： 11/(15*100ns)=7.3*106条指令 /秒2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -