计算机组成原理题库

8．磁盘的地址格式由 、 、 、 四部分组成。 答：台号、柱面号（磁道号）、盘面号（磁头号）、扇区号。 9．温彻斯特硬盘的特点是 、 和 。 答：固定盘片、活动磁头和密封结构。

10．一个完整的磁盘存储器由三部分组成，其中 又称磁盘机或磁盘子系统，是独立于主机的一个完整的设备， 是磁盘机与主机的接口部件， 用于保存信息。

答：驱动器、控制器、盘片。

四．计算题

1．设有一个具有24位地址和8位字长的存储器，求： （1）该存储器能存储多少字节的信息？

（2）若存储器由4M×1位的RAM芯片组成，需要多少片？ （3）需要哪种译码器实现芯片选择？

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解：⑴ 存储单元数为2＝16M＝16777216，故能存储16M字节的信息。 ⑵ 由于存储容量为16MB（8位字长），每4M字节需要4片（位并联方式），故需芯片数为16/4×8＝32片。

⑶ 若用32片组成一个16M（8位字长），地址总线的低22位可直接连到芯片的A0-A21管脚，而地址总线的高2位（A22，A23）需要通过2：4线译码器进行芯片选择。存储器组成方案为位并联和地址串联相结合的方式。

2．某计算机系统的内存由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，求：

（1）Cache的命中率是多少？

（2）CPU访问内存的平均访问时间是多少？ （3）Cache-主存系统的效率是多少？

解：⑴ 命中率H＝（4500－340）/ 4500＝0.92。

⑵ CPU访存的平均时间T＝0.92×45＋(1－0.92)×200＝57.4ns ⑶ cache-主存系统的效率e＝45/57.4=78℅

3．下图表示使用页表的虚实地址转换条件，页表存放在相联存储器中，其容量为8个存储单元，求：

页号 该页在主存中的起始地址 虚拟地址 页号 页内地址

1 2 3

48 0516 7 0128 15 0324 33 25 7 6 4 15 5 30 42000 38000 96000 60000 40000 80000 50000 70000 （1）当CPU按虚拟地址1去访问主存时，主存的实地码是多少？ （2）当CPU按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地码是多少？ （3）当CPU按虚拟地址3去访问主存时，主存的实地码是多少？ 解：⑴ 用虚拟地址为1的页号15作为页表检索项，查得页号为15的页在主存中的起始地址为80000，故将80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加，求得主存实地址码为80324。

⑵ 同理，主存实地址码＝96000＋0128＝96128。

⑶ 虚拟地址为3的页号为48，查页表时，发现此页面没在页表中，此时操作系统暂停用户作业程序的执行，转去查页表程序。如该页面在主存中，则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存；如该页面不在主存中，则操作系统要将该页面从外存调入主存，然后将页号及其主存中的起始地址写入页表。

4．页式存储器的逻辑地址由页号和页内地址两部分组成，若页面大小为4KB，地址转换过程如图所示，图中逻辑地址8644用十进制表示，经页表转换后，该逻辑地址的物理地址（十进制）是多少？

提示：把逻辑地址转换成二进制来做。

页表长度 页表地址 8644 逻辑地址

页号 0 1 2 物理块号 2 3 8 物理地址 A

解：第一步，已知页面大小为4KB，故可算出页内地址为12位（212＝4096）。 第二步：把逻辑地址8644转换成二进制地址10000111000100，其中高2位为页面号。

第三步：查页表，2号页面的物理块号为8，由于逻辑地址和物理地址的页内地址部分是相同的，即可把页号与页内地址拼接，得到物理地址为100000011100100。 第四步：把100000011100100转换成十进制数为33220。

5．设某磁盘存储器的平均找道时间为ts,转速每分钟r转，每磁道容量为N个字，每信息块为n个字，试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间tB的公式。

解：tB＝ts＋60/2r＋60n/rN。

6．一般，CD-ROM光盘的外缘有5mm宽的范围不使用，故标准的播放时间为60分钟。请计算模式1和模式2情况下光盘的存储容量是多少？

提示：光盘的模式1用于存放计算机的程序和数据，共有270000个扇区，每个扇区2048个字节，而模式2用于存放声音、图像等多媒体数据，共有270000个扇区，每个扇区2336个字节。

解：模式1——容量C＝270000×2048/1024/1024＝527MB 模式二——容量C＝270000×2336/1024/1024＝601MB

7．某磁盘组有4个盘片，5个记录面，每个记录面的内磁道直径为22cm，外磁道直接为33cm，最大位密度为1600b/cm，道密度为80道/cm，转速7200转速/分。

⑴ 磁盘的总存储容量（非格式化）？ ⑵ 最大数据传输率是多少？

解：⑴ 总容量＝每面容量×记录面数 每面容量＝某一磁道容量×磁道数 某磁道容量＝磁道长×本道位密度

所以，最内圈磁道的容量＝1600×22×3.14＝110528字节/道

磁道数＝存储器域长×道密度＝（33—22）/2×80＝253616000字节

⑵ 最大数据传输率＝转速×某磁道容量＝7200/60×110528＝13263360字节/秒

8．假设某计算机的cache采用直接映象，容量为4096。若CPU依次从主存单元0，1，?，99和4096，4097，?，4195交替取指令，循环执行10次，试求此时的命中率？

解：此时CPU的命中率为0。 4．2 补充题及解析

本节提供了大量的补充习题，题型包括选择题、填空题、简答题和综合题，并附有题目的解析，仅供读者参考。

4．2．1 选择题

4．2．2 填空题

4．2．3 简答题

4．2．4 综合题

第5章 中央处理器

本章将给出主教材《计算机组成原理》第5章的习题及补充题的解析。仅供读者参考。 5．1 主教材习题解析 一．判断题

1．一个指令周期由若干个机器周期组成。 解：答案为正确。

2．非访内指令不需从内存中取操作数，也不需将目的操作数存放到内存，因此这类指令的执行不需地址寄存器参与。

解：答案为错误。

3．组合逻辑控制器比微程序控制器的速度快。 解：答案为正确。

4．流水线中的相关问题是指在一段程序的相邻指令之间存在某种信赖关系，这种关系影响指令的执行。

解：答案为正确。

5．微程序控制控制方式与硬布线控制方式相比，最大的优点是提高了指令的执行速度。 解：答案为正确。

6．微程序控制器中的控制存储器可用PROM、EPROM或闪存实现。 解：答案为正确。

7．指令周期是指人CPU从主存取出一条指令开始到执行这条指令完成所需的时间。 解：答案为正确。

8．控制存储器是用来存放微程序的存储器，它比主存储器速度快。 解：答案为正确。

9．机器的主频最快，机器的速度就最快。 解：答案为正确。

10．80X86的数据传送指令MOV，不能实现两个内存操作数的传送。 解：答案为正确。

二．选择题

1．指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是 。 A. 实现程序控制和快速查找存储器地址 B. 可以直接访问主存和外存

C. 缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性

D. 降低指令译码难度 解：答案为C。

2．CPU组成中不包括 。

A．指令寄存器 B．地址寄存器 C．指令译码器 D．地址译码器 解：答案为D。

3．程序计数器PC在 中。

A．运算器 B．控制器 C．存储器 D．I/O接口 解：答案为B。

4．计算机主频的周期是指 。

A．指令周期 B．时钟周期 C．CPU周期 D．存取周期 解：答案为B。

5．CPU内通用寄存器的位数取决于 。

A．存储器容量 B．机器字长 C．指令的长度 D．CPU的管脚数 解：答案为B。

6．以硬布线方式构成的控制器也叫 。

A．组合逻辑型控制器 B．微程序控制器 C．存储逻辑型控制器 D．运算器 解：答案为A。

7．一个节拍脉冲持续的时间长短是 。

A．指令周期 B．机器周期 C．时钟周期 D．以上都不是 解：答案为C。

8．直接转移指令的功能是将指令中的地址代码送入 。

A．累加器 B．地址寄存器 C．PC D．存储器 解：答案为C。

9．状态寄存器用来存放 。

A．算术运算结果 B．逻辑运算结果

C．运算类型 D．算术、逻辑运算及测试指令的结果状态 解：答案为D。

10．微程序放在 中。

A．指令寄存器 B．RAM C．控制存储器 D．内存 解：答案为C。

11．某寄存器中的值有时是地址，这只有计算机的 才能识别它。