算機(jī)組成原理
要求：
一、        獨立完成，下面已將五組題目列出，請按照學(xué)院平臺指定的做題組數(shù)作答，每人只答一組題目，多答無效，滿分100分；
    平臺查看做題組數(shù)操作：學(xué)生登錄學(xué)院平臺→系統(tǒng)登錄→學(xué)生登錄→課程考試→離線考核→離線考核課程查看→做題組數(shù)，顯示的數(shù)字為此次離線考核所應(yīng)做哪一組題的標(biāo)識；
    例如：“做題組數(shù)”標(biāo)為1，代表學(xué)生應(yīng)作答“第一組”試題；
二、答題步驟：
1.        使用A4紙打印學(xué)院指定答題紙（答題紙請詳見附件）；
2.        在答題紙上使用黑色水筆按題目要求手寫作答；答題紙上全部信息要求手寫，包括學(xué)號、姓名等基本信息和答題內(nèi)容，請寫明題型、題號；
三、提交方式：請將作答完成后的整頁答題紙以圖片形式依次粘貼在一個Word
    文檔中上傳（只粘貼部分內(nèi)容的圖片不給分），圖片請保持正向、清晰；
1.        完成的作業(yè)應(yīng)另存為保存類型是“Word97-2003”提交;
2.        上傳文件命名為“中心-學(xué)號-姓名-科目.doc”;
3.        文件容量大?。翰坏贸^20MB。
提示：未按要求作答題目的作業(yè)及雷同作業(yè)，成績以0分記！

題目如下：
第一組：
一、論述題（20分）
1、        簡述計算機(jī)運算器部件的主要功能。
二、計算題（共80分）
1、CPU執(zhí)行一段時間后，Cache完成存取的次數(shù)為3900次，主存完成的存取次數(shù)為100次，已知Cache的存取周期為40ns，主存的存取周期為240ns。試求Cache/主存系統(tǒng)的效率，平均訪問時間以及命中率。（30分）
2、有一個64K×16位的存儲器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片內(nèi)是128×128結(jié)構(gòu)），夠成，存儲器讀/寫周期為500ns。試問：（20分）
        （1）需要多少DRAM芯片？
        （2）采用異步刷新方式，如果單元刷新間隔不超過2mn，則刷新信號周期是多少？
        （3）如果采用集中式刷新，存儲器刷新一遍最少需要多少時間？
3、主存容量為4MB,虛存容量為1GB，則虛存地址和物理地址各為多少位？如頁面大小為4KB，則頁表長度是多少？（30分）





第二組：
一、論述題（20分）
1、        簡述：一條指令通常由哪些部分組成？簡述各部分的功能。
二、        分析題（30分）
1、指令格式結(jié)構(gòu)如下所示，使分析指令格式以及尋址方式特點。
15                10 9                      5 4                0
OP        目標(biāo)寄存器        源寄存器
三、計算題（共50分）
1. 有一臺磁盤機(jī)器，平均尋道時間為30ms，平均旋轉(zhuǎn)等待時間為120ms，數(shù)據(jù)傳輸速率為500B/ms，磁盤機(jī)桑存放著1000件每件3000B的數(shù)據(jù)。現(xiàn)欲把一件數(shù)據(jù)取走，更新后放回原地，假設(shè)一次取出或?qū)懭胨钑r間為：平均尋道時間+平均等待時間+數(shù)據(jù)傳送時間。另外，使用CPU更新信息所需時間為4ms，并且更新時間同輸入輸出操作不相重疊。試問：（20分）
（1）        更新磁盤上全部數(shù)據(jù)需要多少時間？
（2）        若磁盤以及旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)傳輸率都提高一倍，更新全部數(shù)據(jù)需要多少時間？
2、有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問：（30分）
        （1）該存儲器能存儲多少個字節(jié)的信息？
        （2）如果存儲器由512K×8位SRAM芯片組成，需要多少芯片？
（3）        需要多少位地址作為芯片選擇？





第三組：
一、        論述題（20分）
1、        什么是高速緩沖存儲器？在計算機(jī)系統(tǒng)中它是如何發(fā)揮作用的？
二、        分析題（每小題30分，共60分）
1、指令格式結(jié)構(gòu)如下，試分析指令格式以及尋址方式特點。
15                   10         7        4 3          0
OP        ----        源寄存器        變址寄存器
位移量（16位）

2、        試推導(dǎo)磁盤存儲器讀寫一塊信息所需總時間的公式。
三、計算題（20分）
假設(shè)某機(jī)器有80條指令，平均每條指令由4條微指令組成，其中有一條取指微指令是所有指令公用的。已知微指令長度為32位，請估算控制存儲器容量。






第四組：
一、計算題（共70分）
        1、CD-ROM光盤的外緣有5mm寬的范圍因記錄數(shù)據(jù)困難，一般不用。故標(biāo)準(zhǔn)的播放時間為60分鐘。請計算模式1和模式2情況下，光盤存儲容量是多少？（注：模式1是存放計算機(jī)程序和數(shù)據(jù)；模式2是存放聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)。）（20分）
        2、已知Cache的命中綠H=0.98,主存比Cache慢四倍，已知主存存取周期為200ns，求Cache/系統(tǒng)的效率和平均訪問時間。（30分）
3、刷新存儲器的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。若顯示工作方式采用分辨率為1024×768，顏色深度為24位，幀頻（刷新頻率）為72HZ，求：（20分）
（1）刷新存儲器的存儲容量是多少？
（2）刷新存儲器的帶寬是多少？
二、論述題（30分）
1、參見下圖，這是一個二維中斷系統(tǒng)，請問：
1）在中斷情況下，CPU和設(shè)備的優(yōu)先級如何考慮？請按降序排列個設(shè)備的中斷優(yōu)先級。
2）若CPU現(xiàn)行執(zhí)行設(shè)備B中的中斷服務(wù)成， 的狀態(tài)是什么？如果CPU的執(zhí)行設(shè)備D的中斷服務(wù)程序， 狀態(tài)又是什么？
3）每一級的IM能否對某個優(yōu)先級的個別設(shè)備單獨進(jìn)行屏蔽？如果不能，采取什么方法可以達(dá)到目的？
4）若設(shè)備C一提出中斷請求，CPU立即進(jìn)行響應(yīng)，如何調(diào)整才能滿足次要求？






第五組：
一、分析題（每題30分，共60分）
1、        如圖所示，用快表（頁表）的徐地址轉(zhuǎn)換條件，快表放在相聯(lián)存儲器中，其容量為8個存儲單元，問：
1)        CPU按虛地址1去訪問主存時主存的實地址碼是多少？
2)        當(dāng)CPU按虛地址2去訪問主存時主存的實地址碼是多少？
3)        當(dāng)CPU按虛地址3去訪問主存時主存的實地址碼是多少？
頁號        頁在主存中的起始地址
33        42000
25        34000
7        96000
6        60000
4        40000
15        80000
5        50000
30        70000
        虛擬地址    頁號   頁內(nèi)地址
1        15        0324

2        7        0128

3        48        0516

2、某計算機(jī)字長16位，主存容量為64K字，采用單字長單地址指令，共有64條指令，采用四種尋址方式（立即、直接、基址、相對）設(shè)計指令格式。
二、論述題（20分）
1、總線的一次信息傳遞過程大致分為哪幾個階段？若采用同步定時協(xié)議，請畫出讀數(shù)據(jù)的時序圖來說明。
三、計算題（20分）
1、假設(shè)主存只有a,b,c三個頁框，組成a進(jìn)c出的FIFO隊列，進(jìn)程訪問頁面的序列是0，1，2，4，2，3，0，2，1，3，2。用列表法求采用LRU替換策略時的命中率。（計算題；分值：20%）