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 $L_0\to L_1\to L_2\to L_3\to L_4$，屏蔽字为 $M_4{M}_3{M}_2{M}_1{M}_0$，现要求处理优先级为 $L_3\to L_0\to L_2\to L_4\to L_1$，求 $L_2$ 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 $\to$ 开中断 $\to$ 设备服务 $\to$ 恢复现场 $\to$ 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，$A=\frac{17}{128}$，$B=-\frac{5}{32}$，求 $[A+B{]}_{补}$，$[A-B{]}_{补}$，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：$|OP(6位)|X(2位)|A(8位)|$
其中 $OP$ 为操作码字段，$X$ 为寻址方式字段，$A$ 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 $(PC)=A001H$，$(R1)=300AH$，$(R2)=0100H$，$(300AH)=AB00H$，然后给出若干条指令( 如 $C304H$ )，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 $SUBR1@R0$ 完成的操作为：$(R1)-((R0))\to R1$，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！