计算机组成第2次作业答案.docx

第2次作业：第3章3题、第4章3题、第5章4题第3章1 .虚拟存储器可看作是一个容量非常大的存储器，有了它，用户无需考虑所编程序在中是否放得下或放在什么位置等问题。IA.逻辑，辅存C.物理，辅存D.物理，主存2 .请比较虚拟存储器和CaChe这两种存储系统的相似之处和主要区别。相似之处：从原理角度，即两者所使用的地址变换及映射方法和替换策略，是相同的，都基于程序局部性原理。(1兆程序中最近常用的部分驻留在高速的存储器中；(2)一旦这部分变得不常用了，把它们送PI到低速的存储器中；(3电种换入换出是由硬件或操作系统完成的，对用户是透明的；(4)力图使存储系统的性能接近高速存储器，价格接近低速存储器。主要区别：在虚拟存储器中未命中的性能损失，要远大于Cache系统中未命中的损失。CaChe-主存层次的控制完全由硬件实现，对各类程序员是透明的；而虚拟存储器的控制是软硬相结合.3 .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8,4,5,6,4,8,6,4,8,8,2,5号。用列表法求采用FIFO+1RU替换策略时的命中率。解答：求解表格如下所示页面访问序列845648648825命中率a8456486488255/12=41.67%b84564864482C8456486648命中命中命中命中命中1 .堆栈是一种特殊的数据寻址方式，基于原理。A.FIFOD.1I1O2 .堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MW为SP指示的栈顶单元。如果进栈操作的动作顺序是(A)-MS0,(SP)TfSP,那么出栈操作的动作顺序应为JoB.(Msp)-A,(SP)TfSPA.(SP)TfSP,(Msp)-AC.(Msp)->A,(SP)+I-SP3.某微机的指令格式如下所示：15109870OPXD0P：操作码;D：位移量；X：寻址特征位,X=OO:直接寻址；X-01：用变址寄存器X1进行变址；X=IO:用变址寄存器X2进行变址；X=Ih相对寻址。设(PC);I234H,(X1)=0037H,(X2)=1122H,请确定下列指令的有效地址。(1) 1284H(2)4323H(3)6725H(4)4446H(2) 1284H=0001001010000100BVX=10,D=84H,是X2变址寻址，有效地址E=(X2)+D=1122H+84H=11A6H(3) 4323H=0100001100100011BVX=I1,D=23H,；是相对寻址，有效地址E=(PC)+D=1234H+23H=1257H(4) 6725H=O11OO11100100101BVX=I1,D=25H,是相对寻址，有效地址E=(PC)+D=1234H+25H=1259H(5) 4446H=0100010001000110BVX=OO,D=46H,是直接寻址，有效地址E=D=46H1 .中央处理器包括主存储器2 .在CPU中，指令寄存器用来保存。IB.当前指令的地址C.下一条指令D.下一条指令的地址3.参见如图所示的数据通路，IR为指令寄存器，PC为程序计数器(具有自增功能)，M为主存(受R/W信号控制)，AR为地址寄存器，DR为数据缓冲寄存器，A1U由+、-控制信号决定完成何种操作，控制信号G控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如匕表示丫寄存器的输入控制信号，。为寄存器R的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不受控制。存数指令rtSTAR1,(R2)”的含义是将寄存器R1的内容传送至(R2)为地址的主存单元中，请画出其指令周期流程图，并列出相应微操作控制信号序列。A总线B总线STAR1,(R2)(R1)(R2)PCo,G,ARiRAV=RDRo,GJRiDRIRR2ARR1DRR2o,G,ARi3R1o,G,DRiDRMRW=W4.指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写回(WB)5个过程段，共有15条指令连续输入此流水线。(1)画出流水处理的时空图。(2)假设时钟周期为150ns,求流水线的实际吞吐率(单位时间里执行完毕的指令数)。(1)iSbi1/I1121i13141/151J16Ii17Ii18，A19I1OkI11WB1234567891011MEM123456789101112EX12345678910111213ID1234567891011121314IF123456789101112131415123456789101112131415,在15个周期内，共输入15条指令，输出11条指令，则吞吐率=11(15x150ns)=11(15x150x10-9s)=4.89x10°条指令/秒=4.89M1PS