北师范17春《计算机组成原理》 离线作业

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《计算机组成原理》作业（一）
学完1-2章后可以完成作业（一）。作业总分100分，将作为平时成绩记入课程总成绩。
一、        解释下列英文缩写的中文含义（包括英文全称、中文名、功能三部分）：（每题3分，共30分）
CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MAR、MDR、I/O、MIPS
二、        谋学网（www.mouxue.com）（每题5分，共30分）
1、        什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？
2、        数字计算机如何分类？分类的依据是什么？
3、        冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？
4、        什么是指令？什么是程序？
5、        指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？
6、        计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途。
三、        计算题（每小题5分，共40题）
1. 写出下列各数的原码、反码、补码表示（用8位二进制数）。其中MSB是最高位（又是符号位）LSB是最低位。如果是小数，小数点在MSB之后；如果是整数，小数点在LSB之后。（共25分）
(1) -35/64
(2) 23/128
(3) -127
(4) 用小数表示-1
(5) 用整数表示-1
2. 已知X和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。（共15分）
(1) X=0.11011 Y= -0.11111
(2) X=0.10111 Y=0.11011
(3) X=0.11011 Y=-0.10011

《计算机组成原理》作业（二）
学完3-5章后可以完成作业（二）。作业总分100分，将作为平时成绩记入课程总成绩。
一、        谋学网（www.mouxue.com）（每题5分，共20分）
1、        存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？
2、        说明存取周期和存取时间的区别？
3、        什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？
4、        什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法？
二、        应用题（共80题）
1．（15分）有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：
（1） 该存储器能存储多少个字节的信息？
（2） 如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？
（3） 需要多少位地址作芯片选择？
2． （20分）用16K×8位的DRAM芯片组成64K×32位存储器，要求：
(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？
3． （15分）CPU执行一段程序时, cache完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，已知cache存储周期为40ns，主存存储周期为240ns，求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
4．（10分）指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。

5．（20分）今有4级流水线分别完成取值、指令译码并取数、运算、送结果四步操作，今假设完成各步操作的时间依次为100ns,100ns,80ns,50ns。
请问：（1）流水线的操作周期应设计为多少？
（2）若相邻两条指令发生数据相关，而且在硬件上不采取措施，那么第二条指令要推迟多少时间进行。
　　　（3）如果在硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？
《计算机组成原理》作业（三）
学完6-7章后可以完成作业（二）。作业总分100分，将作为平时成绩记入课程总成绩。
一、        谋学网（www.mouxue.com）（每题6分，共30分）
1、        什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载，总线上的部件应具备什么特点？
2、        为什么要设置总线判优控制？常见的集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
3、        简要说明程序中断接口中IM、IR、EI、RD、BS五个触发器的作用。
4、        中断处理过程包括哪些操作步骤？
5、        什么是闪速存储器？它有哪些特点？
二、        应用题（共70题）
1．        （10分）用异步通信方式传送字符"A"和"8"，数据有7位，偶校验1 位。起始位1位,
停止位l位，请分别画出波形图。
2．        （10分）某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为70MHZ ，求总线带宽是多少？
3．        （10分）异步通信方式传送ASCII码，数据位8位，奇校验1位，停止位1位。计算当波特率为4800时，字符传送的速率是多少？每个数据位的时间长度是多少？数据位的传送速率是多少？
4．        （10分）CD－ROM光盘的外缘有5mm的范围因记录数据困难，一般不使用，故标准的播放时间为60分钟。请计算模式2情况下光盘存储容量是多少？
5．        （20分）画出单机系统中采用的三种总线结构
6．        （10分）用多路DMA控制器控制磁盘、磁带、打印机三个设备同时工作。磁盘以30μs的间隔向控制器发DMA请求，磁带以45μs的间隔向控制器发DMA请求，打印机以150μs的间隔发DMA请求。请画出多路DMA控制器的工作时空图。

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