天大2023年春学期考试《计算机组成原理》离线作业考核试题答案包通过100分

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题目如下：

第一组：

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，IM_0,IM_1,IM_2的状态是什么？如果CPU的执行设备D的中断服务程序，IM_0,IM_1,IM_2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？

第二组：

一、论述题（20分）

简述计算机运算器部件的主要功能。

二、计算题（共80分）

1、CPU执行一段时间后，Cache完成存取的次数为3900次，主存完成的存取次数为100次，已知Cache的存取周期为40ns，主存的存取周期为240ns。试求Cache/主存系统的效率，平均访问时间以及命中率。（30分）

2、有一个64K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内是128×128结构），够成，存储器读/写周期为500ns。试问：（20分）

（1）需要多少DRAM芯片？ 

（2）采用异步刷新方式，如果单元刷新间隔不超过2mn，则刷新信号周期是多少？

（3）如果采用集中式刷新，存储器刷新一遍最少需要多少时间？

3、主存容量为4MB,虚存容量为1GB，则虚存地址和物理地址各为多少位？如页面大小为4KB，则页表长度是多少？（30分）

第三组：

一、论述题（共50分）

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） 

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）

第四组：

一、分析题（每题30分，共60分）

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： 

CPU按虚地址1去访问主存时主存的实地址码是多少？

当CPU按虚地址2去访问主存时主存的实地址码是多少？

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%）

第五组：

论述题（20分）

什么是高速缓冲存储器？在计算机系统中它是如何发挥作用的？

分析题（每小题30分，共60分） 

1、指令格式结构如下，试分析指令格式以及寻址方式特点。

15   10         7        4 3          0

OP ---- 源寄存器 变址寄存器

位移量（16位）

试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间的公式。

三、计算题（20分）

假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。