吉林大学15级计算机组成原理复习题二.docx
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吉林大学15级计算机组成原理复习题二
吉林大学2015级计算机组成原理复习题二
二班计组题 选择题 1.某程序在处理器上运行时长为20秒，经过优化之后，使其编译产生的指令数量是以前的50%，同时使CPI增加为原来的倍，请问此程序在之后的编译程序中运行速度是多少（B）×/50%×50%××50%/× 2.如果计算机A运行一个程序只需要5秒B需要10秒，求A比B快多少倍倍倍D.无法计算 3.计算机操作的最小单位是A.时钟周期 B.指令周期 周期 D.微指令周期 4.下面哪个不是寻址方式A寄存器寻址B立即数寻址C基址寻址D机械寻址 5.下面这个32位二进制补码数对应的十进制数是多少11111111111111111111111111010010 A.-46 B.-210 C.-45 6.将oxab20转成十进制 7.下列哪条指令在发生溢出时不会产生异常A.加法 B.无符号加法C.减法 D.立即数加法 8.假设只能存储4个十进制有效数字和2个十进制指数，用科学计数法表示的两个数相加为?
10?
?
10为：
?
10?
10?
10 9.单精度浮点数的取值范围是 10.指令寄存器的作用是 A.保存当前指令的地址 B.保存当前正在执行的指令 C.保存下一条指令 D.保存上一条指令 11.直接、间接、立即三种寻址方式指令的执行速度，快至慢的排序 A.直接、立即、间接 B.直接、间接、立即 C.立即、直接、间接 D.立即、间接、直接 12.对于一个简单的数据通路，在执行R型指令时，每条指令寄存器堆的操作是 A.读入两个数据字，每个数据字寄存器堆输入一个要读的寄存器号，输出一个结果 B.读入两个个数据字，写入一个数据字；读时每个数据字寄存器堆输入一个要读的寄存器号，输出一个结果，写时输入一个要读的寄存器号和一个数据。
C.读入两个个数据字，写入一个数据字；读时每个数据字寄存器堆输入一个要读的寄存器号和一个数据，输出一个结果，写时输入一个要读的寄存器号和一个数据 D.读入两个个数据字，写入一个数据字；读时每个数据字寄存器堆输入一个数据，输出一个结果，写时输入一个要读的寄存器号 【考点：
R型指令在数据通路建立时和寄存器堆的关系】 13.一个cache之中有32个块，每块的大小为32字节，那么字节地址83232将会被映射到cache的哪一块 解析：
字节地址为83232，则其对应的块地址为83232/32=2601对应块号即为（2601mod32）=9 14.假设一个直接映射的cache。
有16kiB的数据，块的大小是4个字，地址32位，那么22 ,2_,2_ ,2" 解析：
页表项数=2/2
=2_，页表容量=2_*4/1=2_16.多个处理器上运行一个作业使用术语A.任务级并行B.数据级并行C.并行处理程序D.进程级并行简答题 时间可以用什么方法计算？
答：
cpu时钟周期数×时钟周期时间指令数×cpi×时钟周期时间18.寄存器的功能是什么？
答：
寄存器在运算时用于保存运算数据和中间运算结果，以提高运算数度。
此外，寄存器还可以存放指令、指令地址、程序运行状态等。
寄存器还可以作为数据缓存。
19.两个规格化浮点数求和、差，最后对结果规格化时能否确定右规的次数？
能否确定需要左规的次数？
答：
两个n位数相加、减，其和、差最多为n+1位，因此可能需要右规，但右规最多一次。
于异号数相加或同号数相减，其和、差的最少位无法确定，因此左规次数也无法确定，但次数最多不会超过尾数的字长，即n次20.当遇到什么情况时，流水线会受阻,举例说明流水线受阻一般有三种情况
（1）在指令重叠执行过程中，硬件资源满足不了指令重叠执行的要求，发生资源冲突。
如在同一时间，几条重叠执行的指令分别要取指令、取操作数和存结果，都需要访存，就会发生访存冲突
（2）在程序的相邻指令之间出现了某种关联，如当一条指令需要用到前面指令的执行结果，而这些指令均在流水线中重叠执行，就会引起数据相关 （3）当流水线遇到分支指令时，如一条指令要等前一条（或几条）指令作出转移方向的决定后，才能进入流水线时，便发生控制相关。
21.主存的基本组成哪些部分？
各部分的主要功能是什么？
答：
主存储器的基本组成：
存储信息的存储体。
一般是一个全体基本存储单元按照一定规则排列起来的 存储阵列。
存储阵列是存储器的核心。
信息的寻址机制。
地址寄存器和地址译码器。
地址译码器完成地址译码，地址寄存器具有地址缓冲功能。
存储器数据寄存器MDR。
在数据传送中科院起数据缓冲作用。
写入信息需要的能源，即写入线路，驱动器等。
读出所需的能源和读出放大器，即读出线路，读驱动器和读出放大器。
存储器控制部件。
包括主存序列时序线路，时钟脉冲电路，读逻辑控制电路， 写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等，这些线路总称为存储器控制部件 22.简要概括硬件多线程及其两种实现方法答：
硬件多线程：
在线阻塞时处理器可切换到另一线程的实现，支持多个线程以重叠方式共享处理器的功能单元。
方法一：
细粒度多线程：
在每条指令执行后都进行线程切换，结果就是在多个线程之间交叉执行。
方法二：
粗粒度多线程：
仅在高开销阻塞时才进行线程切换，如二级缓存缺失。
计算题 CPU2006的基准程序在AMDBarcelona处理器执行的总指令数为?
1012，执行时间750s，参考时间为9650s。
（10分） 1如果时钟周期时间为，求CPI值。
（2分） 2如果基准程序的指令数增加10%，CPI不变，求CPU时间增加多少?
（2分）3如果基准程序的指令数增加10%，CPI增加5%，求CPU时间增加多少?
（2分）4假设开发了一款新的AMDBarcelona处理器，其工作频率是4GHZ，在其指令集增加了一些新的指令，使指令数目减少了15%，程序的执行时间减少到了70%，求新的CPI。
（2分） 5在指令数和CPI保持不变的情况下，如果再将CPU时间进一步减少10%，求时钟频率?
（原时钟频率为3GHZ）（1分） 6在指令数保持不变的情况下，如果将CPI降低15%，CPU时间减少20%，求时钟频率?
（原时钟频率为3GHZ）（1分）答：
1CPI=CPU时间/（指令数?
时钟周期时间）CPI=750/（?
1012?
?
10-9） = 2CPU时间=CPI?
指令数?
时钟周期时间 CPI和时钟周期时间不变，指令数增加10%，则CPU时间增加10%。
3CPI和指令数未变时：
CPU时间=CPI?
指令数?
时钟周期时间 CPI和指令数改变后：
CPU时间=?
CPI?
?
指令数?
时钟周期时间 ?
=，CPU时间增加%。
4CPU时间=CPI?
指令数/时钟周期频率CPI=700?
4?
109/（?
?
1012）= 5CPU时间=CPI?
指令数/时钟周期频率时钟周期频率=CPI?
指令数/CPU时间 CPU减少后，时钟周期频率=CPI?
指令数/（CPU时间?
） =原时钟周期频率/ =6时钟周期频率=CPI?
指令数/CPU时间CPU和CPI改变后， 时钟周期频率=?
CPI?
指令数/（CPU时间?
） =原时钟周期频率?
/ = 24.现有下面这条机器指令:
00af8020hex
（1）写出对应的二进制指令（2分） 解:
0000000010101111100000000010000
（2）写出对应的类型和汇编语言指令（8分） 解:
当31~28位且28~26位都是000时，它是R型指令，所以将上面的二进制指令按照R型指令字段重新排列，即oprsrtrdshamtfunct 000000001010111110000 10000100000 于5~3位是100，2~0位是000因此该二进制指令为add指令。
rs字段的十进制值是5，rt是15,rd是16，sharmt未使用，这些数字指令分别表示寄存器$a1,$t7和$s0。
所以所得的汇编指令是add$s0,$a1,$t7下表给出十进制数（共10分）。
a. —b. — .写出这些十进制数的二进制表达式。
采用IEEE754单精度格式。
（2分）.写出这些十进制数的二进制表达式。
采用IEEE754双精度格式。
（2分）.写出这些十进制数的二进制表达式。
设采用IBM单精度格式储存。
（3分）2.（3分）如下表：
A
a. X10_ b. X10_问：
手算A的积，设A以16位NVIDIA格式存储。
假设有保护位，舍入位和粘贴位，并采用向最靠近的偶数舍入的模式。
分别以16位模式和十进制写出你的答案。
你的结果精确吗？
和你用计算器取得的结果相比呢？
答案：
1.
（1）a.×10_=1100100×2_normalize,movebinarypoint10totheleft1100100×2_=×2sign=negative,exp=128+10=138 Finalbitpattern:
11000101010010010011000000000000b.×10_=×2_normalize,movebinarypoint9totheleft×2 sign=negative,exp=128+9=137 Finalbitpattern:
11000100111010101011010000000000
（2）×10_=1100100×2_normalize,movebinarypoint10totheleft1100100×2_=×2sign=negative,exp=1024+10=1034 Finalbitpattern:
110000001010100100100110000000000000000000000000000000000000 b.×10_=×2_normalize,movebinarypoint9totheleft×2 sign=negative,exp=1024+9=1033 Finalbitpattern:
1100000010011101010101101000000000000000000000000000000000000000 （3）a.×10_=×2_=×16_ movehexpoint3hexdigitstotheleft 01100100×2_=.0110010010011×16_sign=negative,exp=64+3=67 Finalbitpattern:
11000011011001001001100000000000b.-×10_=×2_=×16_ normalize,movehexpoint3totheleft.0011101010101101×16_sign=negative,exp=64+3=67 Finalbitpattern:
1100001100111010101011010000
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