北航计算机组成题目汇总

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3821 计算机组成与体系结构题目汇总
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存储的信息是相同的，而最内圈磁道的长度最小，所以该磁道的位密度最大。 【答案】：C （sb 王通）选择题： 目前大部分人都认为 DVD 最终会取代 CD，以下哪一项不属于原因： A：DVD 可以刻录，而 CD 不可以 B：DVD 有双面，双层等格式，存储容量比 CD 大 C：DVD 的旋转速度高于 CD，读取速度快 D：DVD 的存储密度大，存储等量信息 DVD 更便宜 正确答案：A （吕敏、杨晓）第六章第 15 题 已知一个虚拟存储器有一个 TLB， 一个高速缓存和一个页表。 并作出如下假设： 一次 TLB 命中需要 5ns，一次高速缓存命中需要 12ns，一次存储器的调用需要 25ns，一次磁盘 的调用需要 200ns（此时间包括更新页表，高速缓存和 TLB 的时间），TLB 的命中率为 90%，高速缓存命中率为 98%，页出错率为 0.001%，对于一次 TLB 或者高速缓存的缺失 事件， 访问存储器需要的时间包括了 TLB 和或者高速缓存的更新时间， 但是不会重启访 问过程。对于一次页错误，缺页需要从磁盘提取，并执行所有的更新过程，需重启访问 进程。所有的引用过程都按顺序进行（没有重叠发生，也没有并行过程）。试指出下面 的各种情况是否可能发生，如果可能发生谋求出访问指定数据所需要的时间 a）TLB 命中，高速缓存命中 b）TLB 缺失，页表命中，高速缓存命中 c）TLB 缺失，页表命中，高速缓存缺失 d）TLB 缺失，页表缺失，高速缓存命中 e）TLB 缺失，页表命中 （38211313）课本中的复习题: 可屏蔽中断和不可屏蔽中断之间有何区别? 并举例. 答: 可屏蔽中断是可以被禁止或者忽略的, 而不可屏蔽中断是高优先级别的中断, 是 不能被禁止的, 必须响应的.其中, 可屏蔽中断可以通过在中断屏蔽寄存器中设定位掩 码来关闭. 比如, 在系统启动执行初始化程序时, 就屏蔽键盘中断,使初始化程序能够 顺利进行.这时, 敲任何键, 都不会响应。而不可屏蔽中断无法通过在中断屏蔽寄存器 中设定位掩码来关闭. 比如, 重新启动, 电源故障, 内存出错, 总线出错等重要中断 无法被屏蔽.(参考了课本, wikipedia 和百度百科) （38211313）响应中断的主要步骤是? 1. 保护断点, 即保存下一将要执行的指令的地址, 就是把这个地址送入堆栈. 2. 寻找中断入口. 3. 执行中断处理程序. 4. 中断返回: 执行完中断指令后, 就从中断处返回到主程序, 继续执行. (继续参考了百度百科和 wikipedia 相关知识) (殷飞宇)“通过使用一条‘让出总线’的控制线， 将总线使用权依次从最高优先级别向 最低优先级别传递。”该描述是以下哪一种总线仲裁方式（） A 菊花链仲裁方式 B 集中式平行仲裁方式 C 自选择分配仲裁方式 D 冲突检测分配仲裁 方式（答案 A，P100） (叶博)请列举出系统中断的可能原因（至少 4 个） I/O 请求、算术上溢或者下溢、硬件故障、页面错误、非法指令、用户自定义的中断点
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6. 7.பைடு நூலகம்8. 9.
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（1）主存储器可以划分为多少个信息块？ （2） 从高速缓存的角度看， 存储器地址采用的是什么格式？即分别说明地址中标记域、 块域和字域的大小。 答案：（1）2^24 / 16 = 2^20 (2)标记域 14 位, 块域 6 位, 字域 4 位 (刘檩)计算机操作的最小单位时间是（A ） A．时钟周期；B．指令周期；C．CPU 周期；D．执行周期 (刘檩)指令寻址的基本方式有两种，一种是（ 顺序 ）寻址方式，其指令地址由（ 程 序计数器）给出，另一种是（ 跳跃 ）寻址方式，其指令地址由（ 指令 本身 ）给出。 (刘檩)完成一条指令一般分为 （取指） 周期和 （执行） 周期， 前者完成 （取指分析指令） 操作，后者完成（执行指令）操作。 (刘檩)按照顺序写出多重中断的中断服务程序包括（保护现场），（开中断），（设备 服务），（恢复现场）和中断返回几部分。 (刘檩)在指令中常用那些办法来表明其寻址方式？各有何有缺点？ 在指令中常用立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、间接寻址、相对寻址等。 (刘檩)动态储存器(DRAM)依靠什么储存信息？为何存“1” ？为何存“0” ？为什么称为 “动态”储存器？ 动态存储器是用电容来存储信息的， 因为电容有充电和放电过程， 存储的信息会被丢失， 所以要每隔一段时间重写一次，即所谓的刷新。 (刘檩)系统总线中地址线的功能是用于指定__存储器__和 I/O 设备__单元或端口__的 地址。 (刘檩)请说明指令周期、机器周期、时钟周期之间的关系。 指令周期包含 2 个机器周期，机器周期包含 4 个时钟周期 (刘檩)用 16k×8 位的 SRAM 芯片构成 64K×16 位的存储器， 请计算出该存储器需要多少 片 SRAM 芯片？多少根地址线接入芯片内部译码？多少根地址线作为片选译码？ 该存储器需要 8 片 SRAM 芯片,14 根地址线接入芯片内部译码,2 根地址线作为片选译码. (吴锡欣)假设系统的存储器有 128MB 字，块长度为 64 个字，高速缓存由 32KB 块组成， 如果用 2 路的组关联高速缓存的映射方式， 说明主存储器地址的格式， 并确定各个域的 大小。 （王怀州）问：如果总线过长（相对于其自身频率）会有怎样的后果？ 答： 对于同步总线来说， 它是由时钟控制的， 各种事件只有在时钟脉冲到来时才会发生。 正因如此任何时钟脉冲产生相位误差或称时钟脉冲的漂移都可能带来很严重的问题。 而 总线越长，其发生的可能性或者说产生误差的大小就会越大。另外，总线周期时间不能 短于信息在总线上传送所需要的时间。 如果总线过长， 那么在信息传输过程中就会出现 冲突，而这种冲突是致命的，是在更高的层面无法解决的。所以，总线的长度对总线的 时钟频率和周期时间会有一定的限制。 （吕敏、曹铃）如何应用时钟来增加系统性能？采用这种方式的缺点是什么？ 答：采用超频运行。将 CPU 超频运行，可能会造成定时同步方面的故障，或者使 CPU 过热，影响系统整体运行；还可将系统总线超频运行，但可能损害与总线相连的各种部 件，或可能会造成部件工作不稳定。 （吕敏、曹铃）为什么系统部件能够超频运行？CPU 超频运行的思想和缺陷？ 答： 系统能够超频是因为制造商为了保证 CPU 的性能， 在标记 CPU 工作频率时都留出了 富裕额度，保证在超出最高频率时也能正常工作，正是出于这一点，才能够利用部件超
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计算机组成与体系结构题目汇总
——3821 全体同学 写在前面： 这里是热心的同学提供的计算机组成与体系结构的题目， 可能期末有 大约不到 50%的题目从这里面出。每道题目前都标注了提供的同学， 请参考题目的同时，别忘了对他们表示感谢。 此外，由于题目的提供有些仓促，不免存在或多或少的问题。如有问 题，请联系出题人，并发邮件到 jisuanjizucheng@gmail.com,好让 更多的人知道。
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频来增加系统性能。 CPU 超频的思想是让 CPU 运行在制造商规定给出的时钟频率或总线速度的上限之外， 但 可能会造成定时同步方面的故障，或者是造成 CPU 过热。（答案出自教材 P101） (朱涛)题目：对于一个二进制数 1000 1001 1011 0101 1 作为信息字时，用多项式 X5+X2+1 进行 CRC 计算，求要发送的信息 M，并对 M 进行解 码和校验。 2 作为 MARIE 的 16 位指令时，试分析其意义。 3 作为组关联映射的地址时，试分析其分块方式。（2 的 16 次方字的主存储器，2 路组 关联，高速缓存 16 块组成，每个高速缓存块包含 8 个字） 答： 1）：p=100101 M=100010011011010100000+11111=100010011011010111111 校验时，M 对 P 进行模 2 运算得余数为 0 时成功。 2）：作为指令，15-12 位是 1000，表示 Skipcond 指令，11-10 位是 10，表示当 AC>0 时，PC=PC+1; 3）：作为映射地址时，16 个高速缓存块分成两路，则共有 8 组，所以组地址要 3 位， 字域也是 3 位，剩下的 10 位是标记位。所以标记为 1000100110，组地址位 110，字域 位 101。 (佚名)某双面磁盘，每面有 220 道，内层磁道周长为 70cm，内层位密度 400 位/cm，转 速 3000 转/分，请计算：(1)磁盘存储容量是多少？(2)数据传输率是多少？ 解：（1）每道信息量=400 位/cm×70cm=28000 位=3500B 每面信息量=3500B×220=770000B 磁盘总容量=770000B×2=1540000B （2）磁盘数据传输率（也即磁盘的带宽）Dr=r•N N 为每条磁道容量，N=3500B r 为磁盘转速，r=3000 转/60s=50 转/s 所以 Dr=r×N=50/s×3500B=175000B/S （tlnrf@sina.com）一个使用直接映射的高速缓存由 8 个存储空间块组成，每块包换 8 个数据字。 （1） 如果一个程序执行从主存储器单元 0 到 67 的 4 次循环操作， 共发生多少次缺失？ 分别是哪几次？ （2）在进行（1）循环操作后请给出 5 个主存储器单元的地址使其能够连续命中。 （2）在进行（1）循环操作后请给出 5 个主存储器单元的地址使其能够连续缺失。 答案： （1）共 15 次缺失，分别是第 1、9、17、25、33、41、49、57、65、69、133、137、 201、205、269 次 （2）例如依次访问 8、9、10、11、12 （3）例如依次访问 0、64、0、64、0 （ricekeller@163.com）在大多数磁盘中（ ）。 A．各磁道的位密度相同 B．最外圈磁道的位密度最大 C．最内圈磁道的位密度最大 D．写入时选择较高的位密度，以增加记录信息；读出时选择低的位密度，以提高可靠 性 【分析】：位密度是指磁道中单位长度所存储的信息量。在磁盘存储器中，每个磁道所
1. （于立群）在用________表示的机器中，零的表示是唯一的。 A 原码 B 反码 C 补码 D 阶码 答案 C 解析：原 +0 = 00000000 -0 = 10000000 补 +0 = 00000000 -0 = 00000000 反 +0 = 00000000 -0 = 11111111 2. (洪婉玲)一台计算机的日常工作量由 70% CPU 和 30% 磁盘活动率组成。客户正字抱怨 计算机系统太慢了，经过一番研究以后，你发现可以用 10000 美元来升级磁盘，升级后 的磁盘速度比目前正在使用的磁盘块 2.5 倍。同时，也可以用 8000 美元来对 CPU 进行 升级，升级后 CPU 的速度比现在的 CPU 快 1.4 倍。 （编者注：这里的快 2.5 倍为是原来 的 2.5 倍的意思，外国人说话不像咱们那样绕弯） （1）如果想用最少的钱，获得最好的系统性能改善，你会选择那一种方案？ （2） 如果你并不在乎钱的因素， 只要求系统的速度快些， 那你又会选择那一种建议呢？ 解答： （1）s = 1 / ((1-f)+f/k); （编者注：f 为待更换部件的活动率，k 为更换部件与原部件的速度比，s 为整台机器 与原来的速度比） 方案一，升级磁盘：s1 = 1 / (1-0.3+0.3/2.5)=1.22 10000 / 0.22 = 45454.5 方案二，升级 CPU： s2 = 1 / (1-0.7+0.7/1.4)=1.25 8000 / 0.25 = 32000 系统升级 1% 方案一比方案二贵。应选择方案二（这里原文为方案一）。 （2） 若不计价钱应选择方案二，因为 s2 > s1; 3. (qq592147815@163.com)假设某台计算机使用直接映射高速缓存。计算机的主存储器的 容量为 2^24 字，高速缓存有 64 个存储空间块，且每个高速缓存块包含 16 个字。问：