计算机组成原理常见题(三)

1.某计算机的主存地址空间大小为64KB,按字节编址,已配有0000H-7FFFH的ROM区,若再用4Kx4位的RAM芯片形成其余的RAM区,则需要多少个这样的RAM芯片,写出分析过程、
分析:因为主存地址空间大小为64KB,所以,主存地址范围为0000H-FFFFH,因为已配有0000H-7FFFFH的ROM区,所以,有另外的32KB为RAM区。所以,需要RAM芯片 32KB/4Kx4=32KBx8位/4Kx4位=16片


2.某机字长为32位,控制器采用微程序控制方式,微指令字长32位,采用水平型直接控制与字段编码控制相结合的微指令格式,共有微命令40个,其中9个微命令采用直接控制方式,31个微命令采用字段编码控制方式,共构成4个相斥类(共包含7个,16个,3个,5个微命令),可测试的外部条件有2个:设计该微指令的具体格式,控制存储器容量是多少?微程序控制器和硬布线控制器的不同?)
(1)微指令格式如下:
计算机组成原理常见题(三)_第1张图片
下址字段有8位(32-(9+3+5+2+3+2)-2=8 ),控制存储器容量为2的8次方=258
判别字段:可测试的外部条件有2个(CY和ZF)

在微指令的控制字段,每一位代表一个微命令,在设计微指令时,是否发出某个微命令,只要将控制字段中相应位置成“1”或“0”,这样就可以打开或关闭某个控制门,这就是直接控制法。
为了改进设计出现了以下编译法:
字段直接编译:
在计算机中的各个控制门,在任一微周期内,不可能同时被打开,而且大部分是关闭的(相应的控制位为"0").所谓微周期,指的是一条微指令所需的执行时间.如果有若干个(一组)微命令,在每次选择使用它们的微周期内,只有一个微命令起作用,那么这若干个微命令是互斥的.
选出互斥的微命令,并将这些微命令编成一组,成为微指令字的一个字段,用二进制编码来表示, 就是字段直接编译法.
一般每个字段要留出一个代码,表示本段不发出任何微命令,因此当字段长度为3位的时候,最多只能表示7个互斥的微命令,通过代码000表示不发微命令。
字段间接编译法:
字段间接编译法是在字段直接编译法的基础上,进一步缩短微指令字长的一种编译法.
如果在字段直接编译法中,还规定一个字段的某些微命令,要兼由另一字段中的某些微命令来解释,称为字段间接编译法。

微指令可分为哪两部分?各自作用是什么?
微指令可分为微命令字段(或微操作控制字段)和微地址字段(或顺序控制字段)
微命令字段:提供一步操作所需的微命令
微地址字段:指明后续微地址的形成方式提供给微地址的给定部分


3.某计算机的Cache共有16块,采用2路组相联映射方式,每个主存块大小为32字节,按字节编址。主存号129号单元所在主存块应装入到Cache的组号是多少?给出分析过程。(Cache的起始是0行,答案用十进制表示)
每字块大小为32字节,按字节编址,所以块内地址为5,因为Cache共有16块,采用2路组相联映射方式,所以共有8组,那么,129所在的组号是4号。
(129-80)=49 49/10=4余数9。因为是从0开始,所以在第4组。


4.某16位机的指令格式和寻址方式如下图所示,设该机有8个16位通用寄存器,加法指令ADD的操作码为234H,写出以下指令的机器码(要求用十六进制表示)
ADD R7,R5
计算机组成原理常见题(三)_第2张图片
ADD D,S
答: ADD机器码:1000110100(因为ADD的操作码为234H,所以234H=1000110100B) R7机器码:111 R5机器码:101
所以:指令语句机器码:1000110100 111 101,用16进制表示为8D3DH


5.I/O设备与主机进行数据交换有哪几种基本方式?每种方式下,数据是否直接和CPU进行交换?
三种:程序查询方式、中断方式、DMA方式(直接存储器查询方式)
其中,程序查询方式和中断方式都是直接和CPU进行交换的,但是,DMA方式是直接和主存进行数据交换的。


6.一个完整的中断过程分为哪几个步骤?
中断请求-中断判优-中断响应-中断处理-返回

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