【考研题库】2020年南开大学软件学院计算机技术、软件工程专业综合基础微机测试之计算机组成原理
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一、综合应用题
1．已知Pentium处理器的基本总线周期利用两个时钟周期可以传送8个字节数据，如果其总线时钟频率是100MHz,则总线带宽是多少？
【答案】依题意，一个总线周期包括两个时钟周期。时钟频率为100MHz，每秒钟可以100M个时钟周期，即50个总线周期。每个总线周期传送8个字节，故而总线带宽为：
。
2．指出下面程序中是否有数据相关？如果有请指出是何种数据相关，并作简要说明。
(1)
(2)
(3)
(4)
【答案】第(1)组指令中，指令运算结果应先写入，然后在指令中读出内容。由于指令进入流水线，变成指令在指令写入前就读出内容，发生写后读(RAW)相关。
第(2)组指令中，如果指令的加法运算完成时间早于指令的乘法运算时间，变成指令在指令写
入前就写入，导致的内容错误，发生写后写(W AW)相关。
第(3)组指令中，指令和指令没有涉及相同的寄存器，所以没有发生数据相关。
第(4)组指令中，指令和指令都要写入，发生了写后写(WAW)相关。只要的完成在之后，就不会出错
3．设生成多项式为，
(1)求数据信息1011的CRC编码、循环余数和出错模式；
(2)如果在接收端收到的信息是1100000，该信息有没有错误？传送的正确信息是什么？
【答案】(1)多项式为，对应的二进制码为1101B，r=3，可计算如下：
从计算过程可以看出，CRC码为1011100，前面4位为数据位，后面3位为校验位，传送的数据长度是数据位和校验位之和。
如果循环码有1位出错，用作模2除将得到一个不为0的余数。如果对余数补0继续除下去，我们将发现一个有趣的结果；各次余数将按如下的顺序循环。
例如，第一位出错，循环余数将为001，补0后再除，第二次余数为010，以后依次为100，101，…，反复循环，这就是“循环码”名称的由来。
故而，出错模式如下表所示。
表出错横式
(2)1100000除以1101的余数是101，即循环余数为101，显然第4位出错了。于是，将第4位的0变为1，传送的正确信息为：1101。
4．有一主存/Cache层次的存储器，其主存容量1MB，Cache容量64KB，每个数据块(块或行)的大小为16B，若采用两路组相联映射方式，请问:
(1)内存地址是多少位？内存空间可以划分为多少块？
(2)Cache可以划分为多少行？
(3)内存地址的标志字段组号字段和字字段各是多少位？
(4)主存地址为10161H,问它在主存的哪一块？
(5)按照这种组相联映射方式，主存地址10161H被映射到Cache的哪一组？
【答案】(1)主存容量为，所以内存地址为20位。因为每一块的大小是16B，1MB的内存可以划分块。
(2)Cache的大小是64KB，划分成大小为16B的块时，可以划分为块。
(3)块大小是16B，所以块内地址是4位。64KB的Cache需要16位的地址，除了4位的块内地址，其
余12位为组号。内存大小是1MB，Cache大小是64KB，所以标记tag共有个，需4位二进制数来表示。所以，内存地址格式如下:
(4)主存地址为10161H在主存的第1016H块。
(5)主存地址10161H被映射到Cache的第16H组(或第22组)。
5．设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用作访存控制信号，用作读写控制信号，现有下列存储芯片:
以及74138译码器和各种门电路(自定)，画出CPU与存储器连接图。要求:
(1)最大4K地址空间为系统程序区，与其相邻2K地址空间为用户程序区。
(2)合理选用上述存储芯片，说明各选几片？写出每片存储芯片的地址范围。
(3)详细画出存储芯片的片选逻辑。
图1相关的芯片和信号
【答案】ROM的大小为4KB，设对应的空间范围是:1111000000000000到1111111111111111。RAM的大小为2KB，对应的空间范围为:1110100000000000到1110111111111111。根据题意，我们可以选择2片2K×8位的ROM芯片，2片2K×4位的RAM芯片。
我们取ROM芯片1的地址范围为，ROM芯片2的地址范围为。
RAM
芯片1、2用来实现位扩展，对应的地址空间范围为。
CPU与存储器连接图如图2所示。