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期末项目考核计算机组成原理组长学号组长姓名

2012-2013第一学期《计算机组成原理》期末考核

职位姓名学号在项目中担任的工作成绩组长

组员

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组员

一、项目1描述：

设CPU共有16根地址线，8根数据线， R/W作读写命令信号(高电平为读，低电平为写)。现有下列存储芯片：

ROM(2K×8位，4K×4位，8K×8位)，

RAM(1K×4位，2K×8位，4K×8位)

及3 / 8译码器和其它门电路(门电路自定)

若最小4K地址为系统程序区，4096～16383地址范围为用户程序区，请确定选用的存储芯片的类型和数量，详细画出CPU和存储芯片的连接图。

若不想采用cache，要使访存速度提高到8倍，可采用什么措施，画图说明。

存储器中存储了以下C语言代码：

intx[2][256] ;

inti ;

intsum = 0 ;

for(i = 0 ; i < 256 ; i++) {

sum += x[0][i] * x[1][i] ;

}

程序说明如下：

sizeof(int) = 4

数组x从存储器地址0x0开始，按照行优先顺序存储

在下面每种情况中，高速缓存最开始时都是空的

唯一的存储器访问是对数组x的元素进行访问。其他所有的变量都存储在寄存器中

请计算下列情况中不命中率

情况1：假设高速缓存是1024字节，直接映射，高速缓存块大小为32字节。不命中率是多少？

情况2：如果我们把高速缓存的大小翻倍到2048字节，不命中率是多少？

情况3：现在假设高速缓存是1024字节，两路组相联，使用LRU替换策略，高速缓存块大小为32字节。不命中率是多少？

对于情况3，更大的高速缓存大小会帮助降低不命中率吗？为什么能或者不能？

对于情况3，更大的块大小会帮助降低不命中率吗？为什么能或者不能？

二、项目2描述：

请根据微程序控制器原理设计两条机器指令：ADD R1, R2及SUB R3, R1的微程序。

微指令的格式如下图所示：

其中各微命令的功能如下所述：

LDR1’：数据总线上的数据被加载到R1；

LDR2’：数据总线上的数据被加载到R2；

LDR3’：数据总线上的数据被加载到R3；

R1 -> X：R1里面的数据被加载到X寄存器；

R1 -> Y：R1里面的数据被加载到Y寄存器；

R2 -> X：R2里面的数据被加载到X寄存器；

R2 -> Y：R2里面的数据被加载到Y寄存器；

DR -> X：DR里面的数据被加载到X寄存器；

R3 -> Y：R3里面的数据被加载到Y寄存器；

X + Y：运算器做加法，X、Y寄存器存放被加数和加数

M：运算器传送数据

Y – X：运算器做减法，Y寄存器存放被减数，X寄存器存放减数

RD’： 读存储器， AR寄存器所指向的存储单元的数据或指令被读到数据总线上；

LDDR’：数据总线上的数据或指令被加载到DR；

LDIR’: DR里面的数据被加载到IR

LDAR’：要寻址的存储单元的地址被加载到AR

PC + 1：PC寄存器里面的值加1

两条机器指令的流程图如下所示，其中每个方框对应一条微指令，方框的右上角表示该条微指令的地址，右下角表示本条微指令顺序控制部分的直接地址值。

标注了微命令的CPU内部原理图如下图所示：

请设计两条机器指令的微程序，并对每一条微指令的功能进行说明。

二、项目实施要求：

分组采用自由组合形式，最多四个人，最少一人，一组确定一名同学为组长，在提交项目时，组长给本组各成员打分并填写其具体担负的项目任务，分数填到上面的表格中，分数不能相同。每组提交一份项目报告。项目报告在本文档中完成。

文档命名格式：期末项目考核-计算机组成原理-组长学号-组长姓名

最迟提交时间：2013年6月16日，项目提前完成的组可以在6月13日参加答辩，有获得高分的机会；

提交地址：06/项目提交，用户名：stu，密码：无

三、项目报告