计算机体系结构第一次作业

问答题（共4道题）

1．什么是存储系统？

答：存储系统是指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）所组成的系统。计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求，在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器，以最优的控制调度算法和合理的成本，构成具有性能可接受的存储系统。

2．什么是高速缓冲存储器

答：指存取速度比一般随机存取记忆体（RAM）来得快的一种RAM。

一般而言它不像系统主记忆体那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术，也有快取记忆体的名称。

高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。

在计算机存储系统的层次结构中，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。

3．假设一台模型计算机共有10种不同的操作码，如果采用固定长操作码需要4

位。已知各种操作码在程序中出现的概率如下表所示，计算采用Huffman编码

法的操作码平均长度，并计算固定长操作码和Huffman操作码的信息冗余量

（假设最短平均长度H＝3.1位）。

答：构造Huffman树如下：

Huffman 编码的平均码长为：

∑=10

1

i i

i l

p =0.17*2+（0.15+0.15+0.13+0.12）*3+（0.09+0.08+0.07）*4+（0.03+0.01）*5=3.15

冗余量=（3.15-3.10）/3.15=1.59% 固定码长=log210=4

冗余量=（4-3.10）/4=22.5%

4.若某机要求有：三地址指令4条，单地址指令192条，零地址指令16条。设指令字长为12位，每个地址码长3位。问能否以扩展操作码为其编码？

答：三种指令字格式如下：