計算機組成原理（白中英）~~期末考試複習

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第一至第三章

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Q1. 若存儲器的資料總線寬度為32位，存取周期為200ns，則存儲器的帶寬是多少？

存儲器的帶寬指機關時間内從存儲器進出資訊的最大數量。

存儲器帶寬 = 1/200ns ×32位 = 160M位/秒 = 20MB/秒 = 5M字/秒

注意：字長32位，不是16位。（注：1ns=10-9s）

Q2. 說明重新整理有幾種方法?

常用的重新整理方法有三種：集中式、分散式、異步式。

集中式：在最大重新整理間隔時間内，集中安排一段時間進行重新整理，存在CPU訪存死時間。

分散式：在每個讀/寫周期之後插入一個重新整理周期，無CPU訪存死時間。

異步式：是集中式和分散式的折衷

Q3. 一個4體低位交叉的存儲器，假設存儲周期為T，CPU每隔1/4存取周期啟動一個存儲體，試問依次通路64個字需多少個存取周期？

4體低位交叉的存儲器的總線傳輸周期為t，t=T/4，依次通路64個字所需時間為t=T+(64-1) t=T+63T/4=16.75T

Q4. 設主存容量為256K字，Cache容量為2K字，塊長為4, 設計Cache位址格式，Cache中可裝入多少塊資料？

Cache容量為2K字，塊長為4，Cache共有2K/4=211/22=29=512塊

Q5. 設主存容量為256K字，Cache容量為2K字，塊長為4,在直接映射方式下，設計主存位址格式

主存容量為256K字=218字，主存位址共18位，共分256K/4=216塊，

主存字塊标記為18-9-2=7位。

Q6. 設主存容量為256K字，Cache容量為2K字，塊長為4, 在四路組相聯映射方式下，設計主存位址格式

根據四路組相聯的條件，一組内共有4塊，得Cache共分為512/4=128=27組，

主存字塊标記為18-7-2=9位

Q7. 設主存容量為256K字，Cache容量為2K字，塊長為4, 在全相聯映射方式下，設計主存位址格式

在全相聯映射方式下，主存字塊标記為18-2=16位

Q8. 馮·諾依曼計算機中指令和資料均以二進制形式存放在存儲器中，CPU區分它們的依據是

取指階段擷取的是指令、執行階段擷取的是資料

Q9. 馮諾依曼計算機的主要設計思想

存儲程式并按位址順序執行

Q10. 指令是指？

由操作碼和操作數兩部分構成

能夠表示計算機中的一個基本操作的代碼或二進制串

Q11. 什麼是記憶體？

記憶體：用于存放系統目前運作所需要的程式和資料的半導體存儲器，

擴充卡：用于存放程式和資料，但不能被CPU直接通路的大容量存儲器，

外存：主機和不同速度的外設之間的一種部件，用于主機和外設之間的資訊轉換

Q12. 用8位編碼表示-35的補碼。

1101 1101

Q13. 用8位編碼表示127的補碼。

0111 1111

Q14. 有一個字長為32位的浮點數，符号位1位；

階碼8位，用移碼表示；

尾數23位，用補碼表示；

基數為2。

請寫出最大數的二進制表示

(1-0.0000 0000 0000 0000 0000 001) * 2E111 1111

Q15. 有一個字長為32位的浮點數，符号位1位；

階碼8位，用移碼表示；

尾數23位，用補碼表示；

基數為2。

請寫出最小數的二進制表示

－1 * 2E1111111

Q16. 将27/64十進制數表示成IEEE754标準的32位浮點規格化數。

0 0111 1101 1011 0000 0000 0000 0000 000

27/64 = 0.011011B = 1.1011 * 2-2

Q17. x=11011 y=00011，用變形補碼計算x＋y，同時指出結果是否溢出。

[x+y]補＝0111110，未溢出

[x]補＝0011011 ，[y]補＝0000011

Q18. x=0.10111 y=0.11011 用變形補碼計算【x－y】補，同時指出結果是否溢出。

[x-y]補＝ 11.11100 ，未溢出

[x]補＝00.10111，[－y]補＝ 11.00101

Q19. 已知下列數的原碼表示，分别寫出它們的補碼表示：[X1]原=O.10100，[X2]原=l.10111。

[X1]補=0.10100，[X2]補=1.01001。

Q20. 設一個二進制小數X≥1/2，表示成X=0.a1a2a3a4a5a6，其中a1～a6取“1”或“O”,a1～a6要滿足什麼條件?

a1=1

滿足條件代碼為：

0.100000～0.111111。

Q21. 某機字長32位，試分别寫出帶符号整數(補碼)的表示範圍(用十進制數表示)。

-2E31≤X≤(2E31-1)。

Q22. 将下列十進制數624轉換為IEEE短浮點數?

0，10001000，00111000000000000000000。

(624)10=（1001110000）2=1.001110000×29

符号位=O

階碼=127+9=136

0，10001000，00111000000000000000000。

結果=441C0000H。

Q23. 下列IEEE短浮點數轉換為十進制數：11000000 11110000 00000000 00000000

-7.5

1，10000001，11100000000000000000000：

符号位=1

階碼=129-127=2

1.111×22=11l1.1B=7.5

是以結果=-7．5。

Q24. 以8421碼形式表示(5382)。

0101 001l 1000 0010

Q25. 填寫下列代碼的奇偶校驗位，現設為奇校驗： 1 0 1 O O 0 0 1。。 O 0 O 1 1 O O 1。。 O 1 0 O 1 1 1 0。。

0，0，1

Q26. 根據課本24頁ASCII表，對下列ASCII碼進行譯碼： 1001001。0100001。1100001。1110111

I，!，a，w

Q27. 主（内）存用來存放—— 。

程式和資料

Q28. 某一SRAM晶片，容量為16K×1位，則其位址線有

14

Q29. 某一SRAM晶片，容量為16K×1位，容量是多少?

2KB

Q30. 在主存和CPU之間增加Cache的目的是?

解決CPU和主存之間的速度比對

Q31. 計算機的存儲器采用分級存儲體系的目的是？

解決存儲容量、價格與存取速度間的沖突

Q32. 在Cache的位址映射中，若主存中的任意一塊均可映射到Cache内的任意一快的位置上，則這種方法稱為

全相聯映射

Q33. 關于主存下列叙述正确的是

CPU可直接通路主存，但不能直接通路輔存

Q34. 半導體靜态存儲器SRAM的存儲原理是

依靠雙穩态電路儲存資訊

Q35. 計算機主存由——組成

RAM和ROM

Q36. 設有一個具有24位位址和8位字長的存儲器，該存儲器能存儲多少位元組的資訊？

16MB

Q37. 設有一個具有24位位址和8位字長的存儲器，存儲器由4M×1位的RAM晶片組成，需要多少片？

32

由于存儲容量為16MB（8位字長），每4M位元組需要4片（位并聯方式），故需晶片數為16/4×8＝32片。

Q38. 計算機系統的記憶體由Cache和主存構成，Cache的存取周期為45ns，主存的存取周期為200ns。已知在一段給定的時間内，CPU共通路記憶體4500次，其中340次通路主存，求Cache的命中率是多少？

0.92

命中率H＝（4500－340）/ 4500＝0.92。

Q39. 計算機系統的記憶體由Cache和主存構成，Cache的存取周期為45ns，主存的存取周期為200ns。已知在一段給定的時間内，CPU共通路記憶體4500次，其中340次通路主存，CPU訪存的平均時間？

T＝0.92×45＋(1－0.92)×200＝57.4ns

Q40. 某計算機主存容量為64KB，其中ROM區為4KB，其餘為RAM區，按位元組編址，現要用2K×8位的ROM晶片和4K×4位的RAM晶片來設計該存儲器，則需要上述規格的ROM晶片數和RAM晶片數分别是

2, 15

Q41. 假定用若幹個2K×4位晶片組成一個8K×8位的存儲器，則位址0B1FH所在晶片的最小位址是（ ）

0800H

Q42. 從設計者角度看，硬體與軟體之間的界面是 —— 。

作業系統

Q43. 目前我們所說的個人台式商用機屬于—— 。

微型機

Q44. 計算機硬體能直接識别的語言是——。

機器語言

Q45. 定點8位字長的字，采用2的補碼表示時，一個字所表示的整數範圍是

-128–+127

Q46. 已知cache存儲周期40ns，主存存儲周期200ns．cache／主存系統平均通路時間為48ns，則cache命中率為 ．

95%

48=40r+200（1-r） r=152/160=0.95

Q47. 用32K8位的EPROM晶片組成256K16位的隻讀存儲器，資料寄存器為 位．

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Q48. 8位定點整數中，零的 表示唯一．

移碼

Q49. 連接配接CPU總線和PCI總線的橋稱為——

北橋

Q50. 常見的cache替換政策有—— 、—— ．——

最不經常使用（LFU）算法， 近期最少使用（LRU）算法，随機替換

Q51. 虛拟存儲器的實作方式有——、—— 和段頁式虛拟存儲器．

段式虛拟存儲器、頁式虛拟存儲器

Q52. 設階碼3位，尾數6位，按浮點運算方法，完成下列取值的[x-y]運算。 x=2E-011*(0.100101) y=2E-010*(-0.011110)

設兩數均以補碼表示，階碼采用雙符号位，尾數采用單符号位，則它們的浮點表示分别為：[x]浮=11 101,0.100101 [y]浮=11 110,1.100010