相连存储器的设计与实现

合集下载

第四章-存储器04-高速缓冲存储器

Cache 000 001 010 011 100 101 110 111 000 001 010 011 100 101 110 111
调入
4.1、地址映象——直接映像
例2：设一个Cache中有8块，访问主存进行读操作的块地址依次为： 10110、11010、10110、11010、10000、00100、10010，求每次访问时Cache的内容。
硬件完成功能：访存地址转成 Cache地址辅助存储器
Cache 的全部功能都是由硬件完成的，对程序员来说是透明的。
4.1、地址映象
映象：其物理意义就是位置的对应关系，将主存地址变成Cache地址。
常见的映象方式主要有三种： 1）直接映象 2）全相联映象 3）组相联映象
CPU Cache 字数据总线字
2位主存区号标记 00 主存块号比较 3位区内块号 100 Cache块号未命中访问内存 000 001 010 011 100 101 110 111 块内地址块内地址
Cache
000 001 010 011 100 101 110 111
调入
块表 000 001 010 011 100 101 110 111
4、高速缓冲存储器（Cache）
考研试题精选：
假设：CPU执行某段程序时，共访问Cache 3800 次，访问主存200 次，已知Cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns。
求：Cache—主存系统的平均存取时间和效率。解：系统命中率 h = 3800 / 3800 + 200 = 0.95
Cache
000 001 010 011 100 101 110 111 调入
块表 000 10 001 010 11 011 100 101 110 10 111

2021年桂林理工大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A(有答案)

2021年桂林理工大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、采用八体并行低位交叉存储器，设每个体的存储容量为32K×16位，存储周期为400ns，下述说法中正确的是（）。

A.在400ns内，存储器可向CPU提供2位二进制信息B.在l00ns内，每个体可向CPU提供27位二进制信息C.在400ns内，存储器可向CPU提供2位二进制信息D.在100ns内，每个体可向CPU提供2位二进制信息2、某机器的主存储器共32KB，由16片16K×l位（内部采用128×128存储阵列）的DRAM芯片字和位同时扩展构成。

若采用集中式刷新方式，且刷新周期为2ms，那么所有存储单元刷新一遍需要（）个存储周期。

A.128B.256C.1024D.163843、假设寄存器的内容为00000000，若它等于-128，则该机器采用了（）。

A.原码B.补码C.反码D.移码4、下列关于定点数原码一位乘算法的描述正确的是（）。

I.符号位不参加运算，根据数值位的乘法运算结果确定结果的符号位II.在原码一位乘算法过程中，所有移位均是算术移位操作Ⅲ.假设两个n位数进行原码一位乘，部分积至少需要使用n位奇存器A.II，III C.只有IIIB.只有Ⅲ D.全错5、信息序列16位，若想构成能纠正一位错、发现两位错的海明码，至少需要加（）位校验位。

A.4B.5C.6D.76、关于同步控制说法正确的是（）。

A.采用握手信号B.由统一时序电路控制的方式C.允许速度差别较大的设备一起接入工作D.B和C7、总线按连接部件不同可分为（）。

A.片内总线、系统总线、通信总线B.数据总线、地址总线、控制总线C.主存总线I/O总线、DMA总线D.ISA总线、VESA总线、PCI总线8、只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为（）。

相联存储器的设计与实现

沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：相联存储器的设计与实现院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：沈阳航空航天大学课程设计报告目录第1章总体设计方案 (2)1.1设计原理 (2)1.2设计思路 (2)1.3设计环境 (3)第2章详细设计方案 (5)2.1总体方案的设计与实现 (5)2.1.1创建顶层图形设计文件 (5)2.1.2器件的选择与引脚锁定 (5)2.1.3编译、综合、适配 (6)2.2功能模块的设计与实现 (6)2.2.1 输入寄存器的设计与实现 (7)2.2.2 存储体的设计与实现 (8)2.2.3检索寄存器的设计与实现 (9)2.3仿真调试 (11)2.3.1建立仿真波形文件及仿真信号选择 (12)2.3.2功能仿真结果与分析 (12)第3章编程下载与硬件测试 (13)3.1编程下载 (13)3.2硬件测试及结果分析 (13)参考文献 (16)附录 (17)第1章总体设计方案1.1 设计原理相联存储器(C ontent Addressed Memory)即可按地址寻址，又可按内容（通常是某些字段）寻址，为与传统存储器区别，又称为按内容寻址的的存储器。

相联存储器的每个字由若干字段组成，每个字段描述了一个对象的属性，也称为一个内容。

相联存储器的结构框图如图1.1所示。

它主要实现将输入寄存器的信息与存储体的信息作比较，相匹配的置为“1”，不匹配的置为“0”，并输出结果。

图1.1 相联存储器原理框图1.2 设计思路根据相联存储器的原理特点，即按照内容寻址，因此可以将相联存储器分为以下几个部分：输入寄存器，译码选择电路，存储体，检索寄存器。

输入寄存器：用来存放检索字，其位数与相联存储器的字长相等。

译码选择电路：用3－8译码器进行译码电路选择，如当置输入端A2A1A0为“000”，译码器，可以向存储体第一个单元地址输入八位二进制的字信息；同时其他的存储单元的信息被屏蔽掉。

2022年吉林工程技术师范学院计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2022年吉林工程技术师范学院计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、假定编译器将赋值语句“x=x+3；”转换为指令“add xaddr，3”，其中xaddr是x 对应的存储单元地址。

若执行该指令的计算机采用页式虚拟存储管理方式，并配有相应的TLB，且Cache使用直写（Write Trough）方式，则完成该指令功能需要访问主存的次数至少是（）。

A.0B.1C.2D.342、对36位虚拟地址的页式虚拟存储系统，每页8KB，每个页表项为32位，页表的总容量为（）。

A.1MBB.4MBC.8MBD.32MB3、加法器采用先行进位的根本目的是（）。

A.优化加法器的结构B.快速传递进位信号C.增强加法器的功能D.以上都不是4、某数采用IEEE754标准中的单精度浮点数格式表示为C6400000H，则该数的值是（）。

A.-1.5×213B.-1.5×212C.-0.5×213D.-0.5×2125、组成一个运算器需要多个部件，但下面所列（）不是组成运算器的部件。

A.通用寄存器组B.数据总线C.ALUD.地址寄存器6、总线的半同步通信方式是（）。

A.既不采用时钟信号，也不采用握手信号B.只采用时钟信号，不采用握手信号C.不采用时钟信号，只采用握手信号D.既采用时钟信号，又采用握手信号7、按数据传送格式，总线常被划分为（）。

A.并行总线与串行总线B.同步总线与异步总线C.系统总线与外总线D.存储总线与I /O总线8、某计算机主频为1.2GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及CPI如下表所示。

该机的MIPS数是（）。

A.100B.200C.400D.6009、程序P在机器M上的执行时间是20s，编译优化后，P执行的指令数减少到原来的70%，而CPl增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是（）。

A.8.4sB.11.7sC.14sD.16.8s10、下列选项中，能引起外部中断的事件是（）。

福师《计算机组成原理》在线作业一

一、单选题（共 20 道试题，共 40 分。

）V1. 总线中地址线的作用是___C___。

A. 只用于选择存储器单元；B. 由设备向主机提供地址；C. 用于选择指定存储器单元和I/O设备接口电路的地址；D. 即传送地址又传送数据。

满分：2 分2. 某机字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数。

若用定点小数表示，则最大正小数为___B___。

A. +（1 – 2-32）B. +（1 – 2-31）C. 2-32D. 2-31满分：2 分3. 设X= —0.1011，则[X]补为___C___。

A. 1.1011B. 1.0100C. 1.0101D. 1.1001满分：2 分4. 所谓三总线结构的计算机是指____B__。

A. 地址线、数据线和控制线三组传输线。

B. I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线；C. I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线；D. 以上都不对。

满分：2 分5. 总线的异步通信方式____A__。

A. 不采用时钟信号，只采用握手信号；B. 既采用时钟信号，又采用握手信号；C. 既不采用时钟信号，又不采用握手信号；D. 既采用时钟信号，又采用握手信号。

满分：2 分6. 计算机的外围设备是指____D__。

A. 输入/输出设备B. 外存储器C. 远程通信设备D. 除了CPU 和内存以外的其它设备满分：2 分7. 当采用_____A_______对设备进行编址情况下，不需要专门的I/O指令组。

A. 统一编址法B. 单独编址法C. 两者都是D. 两者都不是满分：2 分8. 设X=－0.1011，则〔Ｘ〕补为_C_____。

A. 1.1011B. 1.0100C. 1.0101D. 1.1001满分：2 分9. CPU响应中断的时间是___C___。

A. 中断源提出请求；B. 取指周期结束；C. 执行周期结束；D. 间址周期结束。

满分：2 分10. 带有处理器的设备一般称为___A___设备。

2022年浙江农林大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A(有答案)

2022年浙江农林大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、某计算机主存按字节编址，由4个64M×8位的DRAM芯片采用交叉编址方式构成，并与宽度为32位的存储器总线相连，主存每次最多读写32位数据。

若double型变量x 的主存地址为80400lAH，则读取x需要的存储周期数是（）。

A.1B.2C.3D.42、采用指令Cache与数据Cache分离的主要目的是（）。

A.降低Cache的缺失损失B.提高Cache的命中率C.降低CPU平均访存时间D.减少指令流水线资源冲突3、关于浮点数在IEEE754标准中的规定，下列说法中错误的是（）。

I.浮点数可以表示正无穷大和负无穷大两个值Ⅱ.如果需要，也允许使用非格式化的浮点数Ⅲ.对任何形式的浮点数都要求使用隐藏位技术IⅣ.对32位浮点数的阶码采用了偏移值为l27的移码表示，尾数用原码表示4、某机字长8位，含一位数符，采用原码表示，则定点小数所能表示的非零最小正数为（）A.2-9B.2-8C.2-7D.2-65、在C语言程序中，以下程序段最终的f值为（）。

Float f=2.5+1e10；f=f-1e10；A.2.5B.250C.0D.3.56、内部总线（又称片内总线）是指（）。

A.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线B.CPU和计算机系统的其他高速功能部件之间互相连接的总线C.多个计算机系统之间互相连接的总线D.计算机系统和其他系统之间互相连接的总线7、总线的通信控制主要解决（）问题。

A.由哪个主设备占用总线B.通信双方如何获知传输开始和结束C.通信过程中双方如何协调配合D.B和C8、在计算机系统中，表明系统运行状态的部件是（）。

A.程序计数器B.指令寄存器C.程序状态字D.累加寄存器9、在计算机系统中，作为硬件与应用软件之间的界面是（）。

A.操作系统B.编译程序C.指令系统D.以上都不是10、CPU在中断周期中（）A.执行中断服务程序B.执行中断隐指令C.与I/O设备传送数据D.处理异常情况11、为提高存储器的存取效率，在安排磁盘上信息分布时，通常是（）.A.存满一面，再存另一面B.尽量将同一文件存放在一个扇区或相邻崩区的各磁道上C.尽量将同一文件存放在不同面的同一磁道上D.上述方法均有效12、采用同步控制的目的是（）。

计算机组成原理_洛阳师范学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

计算机组成原理_洛阳师范学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.相联存储器是按( )进行寻址的存储器。

答案:内容指定方式2.计算机的存储器采用分级存储体系的目的是( )。

答案:解决存储容量、价格与存取速度间的矛盾3.在主存和CPU之间增加Cache的目的是( )。

答案:解决CPU和主存之间的速度匹配4.下列部件（设备）中，存取速度最快的是( )。

答案:CPU的寄存器5.某一SRAM芯片，容量为16K×1位，则其地址线有( )。

答案:14根6.下列存储器中，速度最慢的是( ）。

答案:磁带存储器7.完整的计算机系统应包括（）。

答案:8.补码整数1001 0101算术右移一位后的值为（）。

答案:1100 10109.一个五级流水线，当任务饱满时，它处理10条指令的加速比是（）。

答案:3.610.在微程序控制方式中，机器指令和微指令的关系是（）。

答案:每一条机器指令由一段（或一个）微程序来解释执行11.微程序存放在（）。

答案:只读存储器中12.长度相同但格式不同的2种浮点数，假设前者阶码长、尾数短，后者阶码短、尾数长，其它规定均相同，则它们可表示的数的范围和精度为（）。

答案:前者可表示的数的范围大但精度低13.下列各类存储器中，不采用随机存取方式的是（）。

答案:CDROM14.将十进制数15/2表示成二进制浮点规格化数（阶符1位，阶码2位，数符1位，尾数4位）是（）。

答案:0110111115.设机器数字长8位（含1位符号位），若机器数BAH为原码，则算术左移一位得（）。

答案:F4H16.在取指周期中，是按照（）的内容访问主存，以读取指令。

答案:程序计数器PC17.在机器数的三种表示形式中，符号位可以和数值位一起参与运算的是（）。

答案:补码18.在计算机运行过程中，当浮点数发生溢出时，通常情况下计算机仍可以继续运行是（）。

答案:下溢19.下列设备中属于只读存储器（ROM）的是（）。

第四章CPU与存储器相联

1.求:下列2进制数的汉明码: 1011,0101,1001,1110,1111 2.验证下面汉明码是否出错,哪位错: 1100100,1100111,1100000,1100001 3.设生成多项式是:G(X)=X3+X+1 求有效信息1010,1101,0111,1011的CRC校验码,并求循环余数,说明校验原理 4.G(X)同上,若接收到的CRC码为:1101010,试验证其是否出错,若有错,加以校正
设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ 作访存控制信号（低电平有效），用WR作读写控制信号（高电平为读，低电平为写），现有下列存储芯片：1K×4位RAM，4K×8位RAM，2K×8位 ROM，以及74138译码器和各种门电路，画出CPU 与存储器连接图，要求：主存地址空间分配:8000H~87FFH为系统程序区,8800H~8BFFH为用户程序区合理选用上述存储芯片,说明各选几片详细画出存储芯片的片选逻辑
0000h3fffh为系统程序区4000h4fffh为系统程序工作区6000h9fffh为用户程序区请从上述芯片中选择适合芯片设计该计算机主存储器相联的设计图设cpu共有16根地址线8根数据线并用mreq作访存控制信号低电平有效用wr作读写控制信号高电平为读低电平为写现有下列存储芯片
设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ作访存控制信号（低电平有效），用WR作读写控制信号（高电平为读，低电平为写），现有下列存储芯片： 1K×4位RAM，4K×8位RAM，2K×8位ROM，以及 74138译码器和各种门电路，画出CPU与存储器连接图，要求：主存地址空间分配：最小2K地址空间为系统程序区；相邻2K地址空间为用户程序区。合理选用上述存储芯片，说明各选几片？详细画出存储芯片的片选逻辑。

Cache的原理

Cache的原理、设计及实现前言虽然CPU主频的提升会带动系统性能的改善，但系统性能的提高不仅仅取决于CPU，还与系统架构、指令结构、信息在各个部件之间的传送速度及存储部件的存取速度等因素有关，特别是与CPU/内存之间的存取速度有关。

若CPU工作速度较高，但内存存取速度相对较低，则造成CPU等待，降低处理速度，浪费CPU的能力。

如500MHz的PⅢ，一次指令执行时间为2ns,与其相配的内存（SDRAM）存取时间为10ns，比前者慢5倍，CPU和PC的性能怎么发挥出来？如何减少CPU与内存之间的速度差异？有4种办法：一种是在基本总线周期中插入等待，但这样会浪费CPU的能力。

另一种方法是采用存取时间较快的SRAM作存储器，这样虽然解决了CPU与存储器间速度不匹配的问题，但却大幅提升了系统成本。

第3种方法是在慢速的DRAM和快速CPU之间插入一速度较快、容量较小的SRAM，起到缓冲作用；使CPU既可以以较快速度存取SRAM中的数据，又不使系统成本上升过高，这就是Cache法。

还有一种方法，采用新型存储器。

目前，一般采用第3种方法。

它是PC系统在不大增加成本的前提下，使性能提升的一个非常有效的技术。

本文简介了Cache的概念、原理、结构设计以及在PC及CPU中的实现。

Cache的工作原理Cache的工作原理是基于程序访问的局部性。

对大量典型程序运行情况的分析结果表明，在一个较短的时间间隔内，由程序产生的地址往往集中在存储器逻辑地址空间的很小范围内。

指令地址的分布本来就是连续的，再加上循环程序段和子程序段要重复执行多次。

因此，对这些地址的访问就自然地具有时间上集中分布的倾向。

数据分布的这种集中倾向不如指令明显，但对数组的存储和访问以及工作单元的选择都可以使存储器地址相对集中。

这种对局部范围的存储器地址频繁访问，而对此范围以外的地址则访问甚少的现象，就称为程序访问的局部性。

根据程序的局部性原理，可以在主存和CPU通用寄存器之间设置一个高速的容量相对较小的存储器，把正在执行的指令地址附近的一部分指令或数据从主存调入这个存储器，供CPU在一段时间内使用。

计算机系统结构相联存储器名词解释

一、相联存储器概述相联存储器（Associative Memory）是计算机系统中重要的一部分，它是一种用于实现快速查找操作的存储器结构。

相联存储器通常用于高速缓存存储器（Cache Memory）中，其目的是加快数据的检索速度，提高计算机系统的整体性能。

二、相联存储器原理相联存储器采用了一种不同于常规的存储方式，其核心原理是基于内容寻址存储（Content Addressable Memory）的。

在相联存储器中，存储的数据不是按照位置区域进行访问的，而是根据数据本身的内容来进行检索和访问。

这意味着，当需要查找某一数据时，系统会同时比较所有存储单元中的数据内容，而不是根据位置区域逐个寻找。

三、相联存储器实现相联存储器通常由一组比特串构成，每个比特串称为标记（Tag）。

在相联存储器中，每个存储单元都有一个对应的标记，用于存储该存储单元所存储数据的内容。

当进行数据查找时，系统首先将要查找的数据内容转换成对应的标记，然后与相联存储器中的标记进行比较。

如果找到了匹配的标记，则系统会返回该存储单元中存储的数据内容，否则表示未找到。

四、相联存储器优势相联存储器与常规的存储器相比，具有以下几个显著的优势：1. 高速查找：相联存储器采用内容寻址的方式，使得查找数据的速度远远快于常规存储器，尤其适用于实时性要求较高的应用场景。

2. 并行比较：相联存储器能够同时比较所有存储单元中的数据内容，因此能够实现并行化的比较操作，大大加快了数据的检索速度。

3. 适用于大规模数据：相联存储器能够处理大规模的数据检索，不受数据规模的限制，因此在处理大规模数据时依然能够保持较高的检索速度。

五、相联存储器应用相联存储器主要应用于计算机系统中的高速缓存存储器中，以提高系统的数据访问速度。

在一些实时系统、人工智能系统等对数据访问速度要求较高的场景中，也会采用相联存储器来提高系统的响应速度。

六、相联存储器的发展趋势随着计算机系统对数据访问速度要求的不断提高，相联存储器作为一种高效的数据检索方式，其应用范围将会更加广泛。

福师《计算机组成原理》在线作业二15秋答案

福师《计算机组成原理》在线作业二15秋答案(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--福师《计算机组成原理》在线作业二一、单选题（共 20 道试题，共 40 分。

）1. 以下叙述______是正确的。

A. 外部设备一旦发出中断请求，便立即得到CPU的响应；B. 外部设备一旦发出中断请求，CPU应立即响应；C. 中断方式一般用于处理随机出现的服务请求；D. 程序查询用于键盘中断。

正确答案：C2. 存储单元是指______。

A. 存放一个二进制信息位的存贮元B. 存放一个机器字的所有存贮元集合C. 存放一个字节的所有存贮元集合D. 存放两个字节的所有存贮元集合；正确答案：B3. 计算机中有关ALU的描述，________________________是正确的。

A. 只做算术运算，不做逻辑运算；B. 只做加法；C. 能存放运算结果；D. 以上答案都不对。

正确答案：D4. 下列数中最小的数为______。

A. （101001）2B. （52）8C. （2B）16D. （44）10正确答案：A5. 信息只用一条传输线，且采用脉冲传送的方式称为______。

A. 串行传送B. 并行传送C. 并串型传送D. 分时传送正确答案：A6. CPU主要包括______。

A. 控制器B. 控制器、运算器、cacheC. 运算器和主存D. 控制器、ALU和主存正确答案：B7. 算术 / 逻辑运算单元74181ALU可完成______。

A. 16种算术运算功能B. 16种逻辑运算功能C. 16种算术运算功能和16种逻辑运算功能D. 4位乘法运算和除法运算功能正确答案：C8. EPROM是指______。

A. 读写存储器B. 只读存储器C. 可编程的只读存储器D. 光擦除可编程的只读存储器正确答案：D9. 程序控制类指令的功能是______。

A. 进行算术运算和逻辑运算B. 进行主存和CPU之间的数据传送C. 进行CPU和I/O设备之间的数据传送D. 改变程序执行的顺序正确答案：D10. 微程序放在______中。

相联存储器的逻辑机理

维普资讯
第４期
蒋万君：相联存储器的逻辑机理
３５
２相联存储器的存储矩阵
图２是相联存储器的存储矩阵，每一行是一个足位的存储字，一共有ｎ个存储字．现假设屏蔽寄存器的值。， …Ｍ０１，则每个存储字的第２＝０ …１位至第足位被屏蔽，对应的各单元电路的Ｐ端输出为高阻，而检索寄存器中ＤＪ０位是检索关键字，Ｄ …Ｄ位不参与检索．若ＤＤ＝０Ｄ０，１，存储矩阵中第０字存储的数据是０１ｘ…ｘ，１第字存储的数据是１ｙ０ …ｙ，第ｎ字存储的数据是１Ｚ…ｚ．此时，０字１第
维普资讯
第２卷第４８期
２００８钲
高师理科学刊
ＪｕｎｌｆＳｉｎｅｏｅｃｅｓＣｌｇｎｉｅｓｔｏｒａｃｅｃｆａｈｒｏｌｅａｄＵｎｖｒｉｏＴｅｙ
Ｖ０．８Ｎｏ４１２．
的一位和一位的Ｐ端输出均为０线与使第０字的字匹配线Ｐ＝第１。，，ｏ０；字的一位和一的Ｐ端。，位输出均为１线与使第１，字的字匹配线Ｐ＝；…；ｎｌ１第字的－位的Ｐ端输出为１ｏ位的Ｐ端输出为０，ｗ一，０，线与使第ｎ字的字匹配线＝．由此可决定匹配寄存器各位的值 … ，其中 “”表示该字与检０１索关键字匹配，“ ”表示该字与检索关键字不匹配．显然某存储字中只要有一位比较不匹配，０则线与使该
即Ｄ触发器中，只需通过写使能信号云发一个负脉冲；若字选线Ｓ：０，则该单元既不能读也不能写．

2021年山东理工大学计算机应用技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2021年山东理工大学计算机应用技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、某机器的主存储器共32KB，由16片16K×l位（内部采用128×128存储阵列）的DRAM芯片字和位同时扩展构成。

若采用集中式刷新方式，且刷新周期为2ms，那么所有存储单元刷新一遍需要（）个存储周期。

A.128B.256C.1024D.163842、Cache用组相联映射，一块大小为128B，Cache共64块，4块分一组，主存有4096块，主存地址共需（）位。

A.19B.18C.17D.163、假设机器字长为8位（含两位符号位），若机器数DA日为补码，则算术左移一位和算术右移一位分别得（）。

A.B4H EDHB.F4H 6DHC.B5H EDHD.B4H 6DH4、下列说法正确的是（）。

A.当机器采用补码表示时，0有两种编码方式B.当机器采用原码表示时，0有两种编码方式C.当机器采用反码表示时，0有一种编码方式D.无论机器数采用何种码表示，0都有两种编码方式5、某字长为8位的计算机中，已知整型变量x、y的机器数分别为[x]补=11110100，[y] 补=l0110000。

若整型变量z=2x+y/2，则z的机器数为（）。

A.11000000B.00100100C.10101010D.溢出6、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）。

A.只需一条总线请求线B.需要N条总线请求线C.视情况而定，可能一条，也可能N条D.以上说法都不对7、在计数器定时查询方式下，正确的描述是（）。

A.总线设备的优先级可变B.越靠近控制器的设备，优先级越高C.各设备的优先级相等D.对硬件电路故障敏感8、假定编译器对高级语言的某条语句可以编译生成两种不同的指令序列，A、B和C三类指令的CPl和执行两种不同序列所含的三类指令条数见下表。

则以下结论错误的是（）。

I.序列一比序列二少l条指令Ⅱ.序列一比序列二的执行速度快Ⅲ.序列一的总时钟周期数比序列二多1个Ⅳ.序列一的CPI比序列二的CPI大A.I、llB.1、ⅢC. ll、1VD.Ⅱ9、下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是（）。

2318胡越明版计算机组成原理课件第三章

字长(位)扩展（DBUS） 2Kx2 -> 2Kx8
MREQ# A10-0 R/W# CPU
WE A CS WE A CS WE A CS WE A CS
A10-0
2K ×2
D
2K ×2
D
2K ×2
D
2K ×2
D
D7D6
D5 D4
D3 D2
D1 D0
D7~D0
一个存储系统容量为 N位，若使用k位的芯片，k<N，共需要(N/k)个芯片
解：256K*8位SRAM芯片包含18根地址线 (1)采用字位扩展的方法。 (2)需要(2048/256)x(32/8）=32片SRAM芯片。 (3)2048 K x 32bit=221 x 4 byte=223 byte 故需要23根地址线
首先进行位扩展，构成32bit需要4片256K*8bit芯
二氧化硅
基片
紫外线全部擦洗
4. EEPROM (多次性编程 )
电可擦写
局部擦写
全部擦写
5. Flash Memory (闪速型存储器)
EPROM EEPROM 价格便宜集成度高电可擦洗重写
比 EEPROM快具备 RAM 功能
EPROM
高压写入
紫外线光照擦除
编程器
紫外线擦除器
3.1.2 存储器的基本组织
T2
T0 T6 T1
T3
T7
T1 T3 T5 T7
T2 工作管 T4负载管 T6 X向门控管 T8 Y向门控管
I/O
列选择线 6管双向选择MOS存储电路
I/O
静态MOS存储器
将大量这样的MOS存储单元合起来可以构成一个存储单元阵列，用来存储大量信息。在存储器芯片中包括存储体、读写电路、地址译码电路和控制电路等组成部分。存储体部分由大量的存储单元构成的阵列组成，阵列中有很多行和列，阵列中用一条行选通线和一条列选通线选择阵列中的单元。行选通线选择一行中的存储单元，列选通线对列进行选择，被行和列选择的存储单元才进行一个数据位的读写操作。列选通线是数据写入线也是数据读出线，有一个数据读写电路。地址译码器将二进制地址码转换成驱动读写操作的选通线。地址译码采用双译码方式，输入地址信号分两部分送入两个译码器，分别产生行选通信号和列选通信号。数据驱动电路对读写的数据进行读写放大，增强信号的强度。

2021年西安理工大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)

2021年西安理工大学数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、采用八体并行低位交叉存储器，设每个体的存储容量为32K×16位，存储周期为400ns，下述说法中正确的是（）。

A.在400ns内，存储器可向CPU提供2位二进制信息B.在l00ns内，每个体可向CPU提供27位二进制信息C.在400ns内，存储器可向CPU提供2位二进制信息D.在100ns内，每个体可向CPU提供2位二进制信息2、关于LRU算法，以下论述正确的是（）。

A.LRU算法替换掉那些在Cache中驻留时间最长且未被引用的块B.LRU算法替换掉那些在Cache中驻留时间最短且未被引用的块C.LRU算法替换掉那些在Cache中驻留时间最长且仍在引用的块D.LRU算法替换掉那些在Cache中驻留时间最短且仍在引用的块3、并行加法器中，每位全和的形成除与本位相加两数数值位有关外，还与（）有A.低位数值大小B.低位数的全和C.高位数值大小D.低位数送来的进位4、若x=103，y=-25，则下列表达式采用8位定点补码运算时，会发生溢出的是（）。

A.x+yB.-x+yC.x-yD.x-y5、假设编译器规定int 和shot类型长度分别为32位和16位，若有下列C语言语句：unsigned short x=65530；unsigned int y=x；得到y的机器数为（）。

A.00007FFAHB.0000 FFFAHC.FFFF 7FFAHD.FFFF FFFAH6、控制总线主要用来传送（）。

I.存储器和1/O设备的地址码II.所有存储器和I/O设备的时序信号III.所有存储器和1/O设备的控制信号IV.来自I/O设备和存储器的响应信号A.II、IIIB. I，III，IVC. III，IVD.II，III. IV7、在集中式总线控制中，响应时间最快的是（）。

A.链式查询B.计数器定时查询C.独立请求D.分组链式查询8、下列关于计算机操作的单位时间的关系中，正确的是（）。

计算机体系结构问答题第5章

第5章存储层次1. 单级存储器的主要矛盾是什么？通常采取什么方法来解决？主要矛盾：(1) 速度越快，每位价格就越高。

(2) 容量越大，每位价格就越低。

(3) 容量越大，速度越慢。

采取多级存储层次方法来解决。

2. 评价存储层次的主要参数有哪些？存储层次的平均每位价格、命中率或失效率、平均访问时间。

3. “Cache-主存”和“主存-辅存”层次的主要区别是什么？4. 在存储层次中应解决哪四个问题？（1）映像规则：当把一个块调入高一层存储器时，可以放到哪些位置上。

（2）查找算法：当所要访问的块在高一层存储器中时，如何找到该块。

（3）替换算法：当发生失效时，应替换哪一块。

（4）写策略：当进行写访问时，应进行哪些操作。

5. 地址映像方法有哪几种？它们各有什么优缺点？（1）全相联映像。

实现查找的机制复杂，代价高，速度慢。

Cache空间的利用率较高，块冲突概率较低，因而Cache的失效率也低。

（2）直接映像。

实现查找的机制简单，速度快。

Cache空间的利用率较低，块冲突概率较高，因而Cache的失效率也高。

（3）组相联映像。

组相联是直接映像和全相联的一种折中。

6. 组相联Cache比相同容量的直接映像Cache的失效率低。

由此是否可以得出结论：采用组相联Cache一定能带来性能上的提高？为什么？不一定。

因为组相联命中率的提高是以增加命中时间为代价的，组相联需要增加多路选择开关。

7. Cache中，有哪两种实现并行查找的方法？（1）用相联存储器实现。

（2）用单体多字存储器和比较器来实现。

8. 替换算法有哪几种？它们各有什么优缺点？（1）随机法：简单、易于用硬件实现，但这种方法没有考虑Cache块过去被使用的情况，反映不了程序的局部性，所以其失效率比LRU的高。

（2）先进先出法：容易实现。

它虽然利用了同一组中各块进入Cache的顺序这一“历史”信息，但还是不能正确地反映程序的局部性。

（3）最近最少使用法LRU：失效率最低。

中级网络工程师上午试题-1_真题(含答案与解析)-交互

中级网络工程师上午试题-1(总分100, 做题时间90分钟)单项选择题1.某机器字长为n，最高位是符号位，其定点整数的最大值为______。

•**•**•****SSS_SIMPLE_SINA B C D分值: 2答案:B[解析] 由于最高位是符号位，因此最大的定点整数是：最高位0表示正数，值为2 0 +2 1 +2 2+…+2 n-2 =2 n-1 -1。

2.若计算机存储数据采用的是双符号位(00表示正号、11表示负号)，两个符号相同的数相加时，如果运算结果的两个符号位经______运算得1，则可断定这两个数相加的结果产生了溢出。

SSS_SINGLE_SELA 逻辑与B 逻辑或C 逻辑同或D 逻辑异或分值: 2答案:D[解析] 计算机运算溢出检测机制，采用双符号位，00表示正号，11表示负号。

如果进位将会导致符号位不一致，从而检测出溢出。

结果的符号位为01时，称为上溢；为10时，称为下溢。

如果运算结果的两个符号位经逻辑异或运算得1，则可断定这两个数相加的结果产生了溢出。

3.以下关于数的定点表示或浮点表示的叙述中，不正确的是______。

SSS_SINGLE_SELA 定点表示法表示的数(称为定点数)常分为定点整数和定点小数两种B 定点表示法中，小数点需要占用一个存储位C 浮点表示法用阶码和尾数来表示数，称为浮点数D 在总位数相同的情况下，浮点表示法可以表示更大的数分值: 2答案:B[解析] 实际处理的数既有整数部分又有小数部分，根据小数点位置是否固定，分为两种表示格式：定点格式和浮点格式。

计算机中的小数点是虚的，所以不占用存储空间。

4.X、Y为逻辑变量，与逻辑表达式等价的是______。

A．B．C．D．X+YSSS_SIMPLE_SINA B C D分值: 2答案:D[解析] 若X为真，则的值为真，若X为假，则的值取决于Y的逻辑值；符合题意的只有X+Y。

5.在CPU中，常用来为ALU执行算术逻辑运算提供数据并暂存运算结果的寄存器是______。

计算机组成原理习题(附参考答案)

计算机组成原理习题（附参考答案）一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1、在统一编址方式下，下面的说法( )是正确的。

A、一个具体地址只能对应内存单元B、一个具体地址既可对应输入/输出设备，又可对应内存单元C、一个具体地址只能对应输入/输出设备D、只对应输入/输出设备或者只对应内存单元正确答案：D2、堆栈指针SP的内容是（）。

A、栈顶地址B、栈顶内容C、栈底内容D、栈底地址正确答案：A3、下列不属于程序控制指令的是（）。

A、循环指令B、无条件转移指令C、条件转移指令D、中断隐指令正确答案：D4、计算机的存储系统是指（）。

A、cache，主存储器和外存储器B、主存储器C、ROMD、RAM正确答案：A5、指令是指（）。

A、计算机中一个部件B、发给计算机的一个操作命令C、完成操作功能的硬件D、通常用于构成主存的集成电路正确答案：B6、相对于微程序控制器，组合逻辑控制器的特点是（）。

A、指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易B、指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难C、指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易D、指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难正确答案：D7、中断向量可提供（）。

A、主程序的断点地址B、传送数据的起始地址C、被选中设备的地址D、中断服务程序入口地址正确答案：D8、迄今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是（）。

A、信息处理方便B、物理器件性能所致C、运算速度快D、节约元件正确答案：B9、相联存储器是按（）进行寻址的存储器。

A、内容指定方式B、地址指定与堆栈存取方式结合C、堆栈存取方式D、地址指定方式正确答案：A10、若SRAM芯片的容量是2M×8位，则该芯片引脚中地址线和数据线的数目之和是（）。

A、29B、21C、18D、不可估计正确答案：A11、若x=103,y=-25,则下列表达式采用8位定点补码运算实现时，会发生溢出的是（）。

A、x+yB、-x+yC、-x-yD、x-y正确答案：D12、系统总线是指（）。

计算机组成原理第三章存储系统[四]

例:一个四体并行交叉存储器，每个模块的容量是16K×32位，存取周期为200ns，在下述说法中( )是正确的。 A. 在200ns内，该存储器能向CPU提供256位二进制信息 B. B. 在200ns内，该存储器能向CPU提供128位二进制信息 C. 在50ns内，每个存储模块能向CPU提供32位二进制信息 D. 在50ns内，该存储器能向CPU提供128位二进制信息
设每个体的存储字长和数据总线的宽度一致, 低位交叉编址的存储器模块数为n,存取周期为T,总线传输周期为,当采用流水线方式时, 应满足T= n. n=T/称为交叉存取度,要求模块数>=n, 以保证启动某模块后经n时间再启动该模块时, 它的上一次存取操作已经完成.
W0 W3 W2 W1
M0 M3 M2 M1
(3)多体交叉存储体分时工作原理无论多体存储器中有几个分体,CPU与主存之间数据通路仍是一个W位(同时读出的n个字在总线上需要分时传送).n个W位如何在一个存储周期Tm中读出? 分时启动多个分体,使得每个Tm周期内得到多个单体字宽的数据. 设主存有n个分体(模块),各自的存取周期都是 Tm；则第一个分体启动后,每隔1/n个Tm再启动下一个分体.
存控部件：接收系统中各部件或设备的访总线控制存请求，按预数据定的优先顺序 0 1 2 3 进行排队，响 4 5 6 7 应其访存请求； M1 M0 M2 M3 分时接收各请求源发来的访地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址寄存器存地址，转送至相应存储体等等。 CPU …
16位
数据寄存器MDR（16位）
DB(16位)

低位交叉编址:同一存储体中的地址是不连续的,程序连续存放在相邻体中.存储器地址寄存器的低位部分选择不同的存储体,而高位部分则指向存储体内的存储字.