2017年武汉理工大学计算机科学与技术学院408计算机学科专业基础综合之计算机组成原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、分析题
1． 某计算机系统的内存储器由cache 和主存构成，cache 的存取周期为45ns , 主存的存取周期为200ns 。已知在一段给定的时间内，CPU 共访问内存4500次，其中340次访问主存。问：
（1）cache 的命中率是多少？
（2）CPU 访问内存的平均时间是多少纳秒？ （3）cache-主存系统的效率是多少？ 【答案】（1）cache 的命中率
（2）CPU 访存的平均时间
（3）cache-主存系统的效率
2． 指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
【答案】指令格式及寻址方式特点如下： （1）单字长二地址指令。 （2）操作码字段OP 可以指定均在寄存器中。
（4）这种指令结构常用于算术逻辑运算类指令。
3． CD-ROM 光盘的外缘有5mm 宽的范围因记录数据困难，一般不使用，故标准的播放时间为60min 。计算模式1和2情况下光盘存储容量是多少？
【答案】扇区总数
模式1存放计算机程序和数据，其存储容量为模式2存放声音、图像等多媒体数据，其存储容量为
条指令。
，所以是RR 型指令，两个操作数（3）源和目标都是通用寄存器（可分别指定32个寄存器）
4． 试分析图所示写电流波形属于何种记录方式。
图
【答案】（1）是调频制（FM ）。 （2）是改进调频制（MFM ）。 （3）是调相制（PE ）。 （4）是调频制（FM ）。 （5）是不归零制（NRZ ）。 （6）是“见1就翻制”（NRZ1）。
5． 假设一条指令的指令周期分为取指令、指令译码、执行指令三个子过程段，且这三个子过程延迟时间相等，即每个子过程延迟时间都为T 。假设某程序共同n=10000条指令，请写出如下两种情况下CPU 执行该程序所需的时间，画出时空图。
（1）指令顺序执行方式； （2）指令流水执行方式。
【答案】（1）指令顺序执行方式如图1所示。
图1指令顺序执行方式
执行n 条指令的总时间为
：线中同时有3 条指令在执行，故
其中2T 是填满流水线的时间。
（2）指令流水执行方式如图2所示。执行n 条指令的总时间为：2T 时间延迟后，CPU 流水
图2指令流水执行方式
6． 某机字长16位，使用四片74181组成算术/逻辑运算单元，设最低位序号标注为第0位。
（1）写出第5位的进位信号（：6的逻辑表达式； （2）估算产生
所需的最长时间；
（3）估算最长求和时间。
【答案】（1）组成最低四位的74181进位输出为
为向第0位进位
其中
.
所以
（2）设标准门延迟时间为T , “与或非”门延迟时间为1.5T ，产生面输入端
制参数
的路径应当从74181最下
算起，经过1个反相器和4级“与或非”门，故最长延迟时间为
（3）最长求和时间应从施加操作数到ALU 算起：第一片74181有3级“与或非”门（产生控
，第二、三片74181共2级反相器和2级“与或非”门（进位链）第四片74181
，故总的加法时间
为求和逻辑（1级与或非门和1级半加器，设其延迟时间为3T ）
二、计算题
7． 如果一条指令的执行过程分为取指令、指令分析、指令执行三个子过程，且取指令、分析指令、执行指令三个过程段的时间都是n=2000条指令所用的总时间。
【答案】①顺序执行方式
：②流水执行方式：
分别求指令顺序执行、指令流水执行两种方式执行
三、综合应用题
8． 改进
芯片设计，操作控制信号只有8种。
和即可，通过
的逻辑组
【答案】在操作控制信号只有8种时，
工作方式选择
合，可以表示8种状态，这时的通过控制相应状态逻辑的开或关，即可构成一种操作控制。