问答题(1996年中国科学院计算机技术研究所)

一台计算机由运算器、存储器、输入输出设备和控制器4大部分组成,试画出以运算器为中心的系统结构和以存储器为中心的系统结构示意图。

答案解析

以运算器为中心的结构图如下:

运算器为中心的结构图.jpg

以存储器为中心的结构图如下:

存储器为中心的结构图.jpg

讨论

微程序控制器中,微程序的入口地址是由【 】形成的。

微程序控制的计算机中,控制存储器CM是用来存入__________的。

对于自底向上生成的堆栈,若栈指针指向栈顶满单元,出栈时,指针应该__________。

对于自底向上生成的堆栈,若栈指针指向栈顶满单元,进栈时应做__________。

何谓变址寻址、基址寻址?两者有何区别?

某台计算机字长为16位,主存容量64kB,采用单字长地址指令,共64条指令,系统有4个通用寄存器R0、R1、R2、R3,试用4种寻址方式(寄存器直接寻址、存储器直接寻址、基址寻址、间接寻址)设计指令格式(通用存储器都为16位)。

试设计出计算机指令系统中8种指令操作,使得指令操作集合具有基本算术运算、逻辑运算和控制功能的完备性,并加以简要说明。

已知某机器字长16位,主存按字编址,其双操作数指令格式为:其中OP为操作码,R为通用寄存器地址,试问下列寻址方式能访问的最大主存区为多少机器字?(1)D为立即数:__________。(2)D为主存直接地址:__________。(3)D为主存间接地址:__________。(4)D为变地址形式地址,变址寄存器为R1(字长16位):__________。

指令INCB-(R5)是一自减型寻址方式字节操作数指令,其寻址过程是先R5←(R5)-1,然后计算EA=(R5),指令操作是加1操作。若指令执行前,16位寄存器R5的内容为(R5)=010046,内存以下字地址单元的内容(010044)=100000,(010046)=010000。指令执行后,寄存器和内存单元的内容有什么变化。(题中所有数据都是采用八进制数据。)

某计算机的指令系统定长为16位,采用扩展操作码,操作数地址4位。该指令系统已有三地址指令M条,二地址指令N条,没有零地址指令。问:最多还有多少条一地址指令?

CPU中设置了多个寄存器,其中,【 】用于保存待执行指令的地址。

CPU是一块超大规模集成电路,其主要部件有【 】。

中央处理器中有哪几个主要寄存器?试说明它们的作用。

Intel【 】是一个具有16位数据总线的32位CPU。

衡量计算机的性能指标主要有哪些(举主要3项指标)?并说明为什么?

在多级存储体系中,Cache存储器的主要功能是____________,虚拟存储器的主要功能是____________。

某机主存的读写周期为1μs。今采用增设Cache方案和采用多体交叉存取方案来使其有效访问周期减少到0.2μs,试问:① 设Cache的命中率为90%,则Cache的读写周期应为多少才能满足要求?② 设在多体交叉存取访问时,产生存储体访问冲突的概率为10%,则应有多少存储体并行工作才能满足要求?

设某计算机采用单地址格式,指令和数据的长度均为4个字节,存储系统由Cache和主存组成,Cache的存取周期为40μs,命中率为90%。若程序中访存指令(访问存储系统以存取数据)占80%,且机器运行程序的速度为每秒400万条指令。试问该主存的供数率是多少?又若不配置Cache,在同样的机器速度下,主存的供数率是多少?

设有主存M1和辅存M2构成的2级存储体系,其中M1和M2的读出时间分别是1微秒和1毫秒。经实测,该2级存储系统的平均读出时间为100微秒。欲使其减小为10微秒,试改出两种改进的实现方法。

在指令格式中,采用扩展操作码设计方案的目的是【 】。