021006[计算机组成原理]第一组：一、论述题1、存储系统中...

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天大期末考试计算机组成原理考核作业答案

请在以下五组题目中任选一组作答，满分100分。
第一组：
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1024×1024，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）




第二组：
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？





第三组：
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。
31                        26                         22                        18 17                  16 15                                         0
OP        --        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4K×4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32K×8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？




第四组：
一、计算题（共70分）
        1、CD-ROM光盘的外缘有5mm宽的范围因记录数据困难，一般不用。故标准的播放时间为60分钟。请计算模式1和模式2情况下，光盘存储容量是多少？（注：模式1是存放计算机程序和数据；模式2是存放声音、图像等多媒体数据。）（20分）
        2、已知Cache的命中绿H=0.98,主存比Cache慢四倍，已知主存存取周期为200ns，求Cache/系统的效率和平均访问时间。（30分）
3、刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024×768，颜色深度为24位，帧频（刷新频率）为72HZ，求：（20分）
（1）刷新存储器的存储容量是多少？
（2）刷新存储器的带宽是多少？
二、论述题（30分）
1、参见下图，这是一个二维中断系统，请问：
1）在中断情况下，CPU和设备的优先级如何考虑？请按降序排列个设备的中断优先级。
2）若CPU现行执行设备B中的中断服务成， 的状态是什么？如果CPU的执行设备D的中断服务程序， 状态又是什么？
3）每一级的IM能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？如果不能，采取什么方法可以达到目的？
4）若设备C一提出中断请求，CPU立即进行响应，如何调整才能满足次要求？





第五组：
一、分析题（每题30分，共60分）
1、        如图所示，用快表（页表）的徐地址转换条件，快表放在相联存储器中，其容量为8个存储单元，问：
1)        CPU按虚地址1去访问主存时主存的实地址码是多少？
2)        当CPU按虚地址2去访问主存时主存的实地址码是多少？
3)        当CPU按虚地址3去访问主存时主存的实地址码是多少？
页号        页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
        虚拟地址    页号   页内地址
1        15        0324

2        7        0128

3        48        0516

2、某计算机字长16位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有64条指令，采用四种寻址方式（立即、直接、基址、相对）设计指令格式。
二、论述题（20分）
1、总线的一次信息传递过程大致分为哪几个阶段？若采用同步定时协议，请画出读数据的时序图来说明。
三、计算题（20分）
1、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0，1，2，4，2，3，0，2，1，3，2。用列表法求采用LRU替换策略时的命中率。（计算题；分值：20%）










要求：
1.         独立完成，作答时要写明题型、题号；
2.        作答方式：手写作答或电脑录入，使用A4格式白纸；
3.        提交方式：以下两种方式任选其一，
1)        手写作答的同学可以将作业以图片形式打包压缩上传；
2)        提交电子文档的同学可以将作业以word文档格式上传；
4.         上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.rar” 或“中心-学号-姓名-科目.doc”；
5.        文件容量大小：不得超过20MB。