2023-2024-2 山东大学《计算机组成与设计》期末(回忆版)

2023-2024-2 山东大学《计算机组成与设计》期末(回忆版)

计算机科学与技术学院:张瑞华老师

单选题

  • 给指令使用频度及各指令执行时间,求 MIPS
    • 类似给指令 A、B、C、D,使用频度分别为 50%、30%、10%、10%,执行时间分别为 0.25 μs、0.1 μs、0.2 μs、0.3 μs,求 MIPS
  • 给主频 8MHz、一个指令周期有两个机器周期,第一个机器周期有两个时钟周期,第二个机器周期有一个时钟周期,求指令周期
    • 本题选项里没有 0.375 μs
  • 中断屏蔽技术
    • 类似给定响应优先级 L0→L1→L2→L3→L4L_0 \rightarrow L_1 \rightarrow L_2 \rightarrow L_3 \rightarrow L_4L0L1L2L3L4,屏蔽字为 M4M3M2M1M0M_4M_3M_2M_1M_0M4M3M2M1M0,现要求处理优先级为 L3→L0→L2→L4→L1L_3 \rightarrow L_0 \rightarrow L_2 \rightarrow L_4 \rightarrow L_1L3L0L2L4L1,求 L2L_2L2 的屏蔽字
  • 下列哪些是计算机能直接执行的
    • 机器指令、硬件描述语言、汇编语言
  • 给数据求总线传输带宽
  • 计算机如何区分指令和数据
  • 多重中断的服务程序流程
    • 保护现场 →\rightarrow 开中断 →\rightarrow 设备服务 →\rightarrow 恢复现场 →\rightarrow 中断返回
    • 注意和单重中断的区别( 即开中断位置不同 )
  • 字段直接编码
  • 给定一个按奇校验配置的海明码,问欲传送的数据

大题

定点小数补码加减运算

有 1 位符号位,7 位数符,A=17128A = \frac{ 17 }{ 128 }A=12817B=−532B = -\frac{ 5 }{ 32 }B=325,求 [A+B]补[ A + B ]_补[A+B][A−B]补[ A - B ]_补[AB],并将结果恢复为真值

中断隐指令

中断隐指令的执行周期?完成的功能?

机器指令

某机器指令格式为:∣OP(6位)∣X(2位)∣A(8位)∣| OP( 6 位 ) | X( 2 位 ) | A( 8 位 ) |OP(6)X(2)A(8)
其中 OPOPOP 为操作码字段,XXX 为寻址方式字段,AAA 为形式地址字段。

X寻址方式
00直接寻址
01一次间接寻址
10寄存器寻址,其中 A = 01H 表示用 R1 寄存器,A = 02H 表示用 R2 寄存器
11相对寻址

假设取指后 (PC)=A001H(PC) = A001H(PC)=A001H(R1)=300AH(R1) = 300AH(R1)=300AH(R2)=0100H(R2) = 0100H(R2)=0100H(300AH)=AB00H(300AH) = AB00H(300AH)=AB00H,然后给出若干条指令( 如 C304HC304HC304H ),分析每条指令的寻址方式以及有效地址

指令设计

主存为 1M × 16 位,机器字长与存储字长相等,指令系统能支持 60 种操作、4 种寻址方式

  • 设计指令格式,适合寄存器-存储器寻址,或寄存器-立即数寻址
  • 直接寻址的寻址空间?一次间接寻址的寻址空间?
  • 立即数的范围?

Cache-主存

给定主存空间 1 MB、Cache 空间 16 KB、4 字 / 块,32 位 / 字,按字节寻址,采用 4 路组相联映射。

  • 给出 Cache 地址分配以及主存地址分配,并说明各字段的长度,计算过程
  • 给定一个主存地址,问该地址可能映射到的 Cache 块地址

数据存储方式

给定一个 C 语言结构体

struct t {

    short a;
    char b;
    int c;
} record;
record.a = 703;

采用大端方式存储、边界对齐,给出了 record 的首地址,如 0xC001H,问 0xC001H 中的内容是什么?record.c 的地址是多少?

CPU 与存储器连线设计

CPU 有 16 根地址线、8 根数据线;有 2K × 8 位、4K × 8 位 ROM 和 RAM;以 4000H 为首的 4K 地址空间为系统程序区,相邻的 6K 地址空间为用户程序区

  • 给出系统程序区和用户程序区的地址范围,以及所选用的芯片
  • 画出 CPU 与存储器的连线

微操作流程及节拍安排

指令 SUB R1 @R0SUB\ R1\ @R0SUB R1 @R0 完成的操作为:(R1)−((R0))→R1(R1) - ((R0)) \rightarrow R1(R1)((R0))R1,其中 @@@ 为间接寻址标志,给出该指令从取指周期开始的微操作流程以及节拍安排

以上回忆版仅供参考,预祝各位都能取得自己理想的成绩!

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