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位移量(16位)
解:
1)双字长二地址指令,用于访问存储器,操作码字段可指定64种操作
2)RS型指令,一个操作数在通用寄存器(共16个),另一个操作数在主存中
3)有效地址可通过变址寻址求得,即有效地址等于变址寄存器(共16个)内容加上位移量。
计算题
某机的指令格式如下所示
X为寻址特征位:
X=00:
直接寻址;
X=01:
用变址寄存器RX1寻址;
X=10:
用变址寄存器RX2寻址;
X=11:
相对寻址
设(PC)=1234H,(RX1)=0037H,(RX2)=1122H(H代表十六进制数),请确定下列指令中的有效地址:
①4420H
②2244H
③1322H
④3521H
1)X=00,D=20H,有效地址EA=20H
2)X=10,D=44H,有效地址EA=1122H+44H=1166H
3)X=11,D=22H,有效地址EA=1234H+22H=1256H
4)X=01,D=21H,有效地址EA=0037H+21H=0058H
综合题:
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?
1)Cache的命中率H=Nc/(Nc+Nm)=(4500-340)/4500=0.92
2)CPU访存的平均时间:
Ta=H*Tc+(1-H)Tm=0.92×
45+(1-0.92)×
200=57.4ns
3)Cache-主存系统的效率E=Tc/Ta*100%=45/57.4*100%=0.78*100%=78%
一个具有22位地址和32位字长的存储器,问:
(1)该存储器能存储多少字节的信息?
(2)如果存储器由512K×
16位SRAM芯片组成,需要多少片?
(3)需要地址多少位作芯片选择?
1)存储器单元数为222=4M,存储器容量=4M×
32位=16MB,故能存储16M字节信息。
2)由于总存储容量为4M×
32位,所需芯片数=4M×
32/(512K×
16)=16片
3)如用16片芯片组成一个16M的存储器,地址总线低20位可直接接到芯片的A0-A19端,而地址总线高2位(A20,A21)需要通过2:
4译码器进行芯片选择。
一种二进制RS型32位的指令结构如下:
6位4位1位2位16位
通用寄存器
I
X
位移量D
其中OP为操作码字段,X为寻址模式字段,D为偏移量字段,其寻址模式定义为有效地址E算法及说明列表如下:
请写出6种寻址方式的名称。
解;
1)直接寻址2)间接寻址3)变址寻址4)基址变址
5)间接寻址6)寄存器间接寻址
CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为2420次,主存完成的次数为80次,已知cache存储周期为40ns,主存存储周期为200ns,求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
答:
CACHE的命中率:
H=Nc/(Nc+Nm)=2420/(2420+80)=0.968
R=Tm/Tc=200ns/40ns=5
Cache-主存系统效率e为e=1/(r+(1-r)H)*100%=1/(5+(1-5)*0.968)=88.6%
平均访问时间为Ta为Ta=Tc/e=40ns/0.886=45ns
某总线在一个总线周期中并行传送32位数据,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33MHz,总线带宽是多少?
如果一个总线周期中并行传送8个字节的数据,总线时钟频率升至66MHz,总线带宽是多少?
1)设总线带宽用Dr表示,总线时钟周期用T=1/f表示,一个总线周期传送的数据量用D表示,根据定义可得:
Dr=D/T=D×
1/T=D×
f=4B×
33×
106/s=132MB/S
2)Dr=D×
f=8B×
66×
106/s=528MB/s
1、设x=-20,y=+29,用带求补器的原码阵列乘法器求出乘积x×
y=?
并用十进制乘法进行验证。
2、
已知Cache存储周期40ns,主存存储周期200ns,Cache/主存系统平均访问时间为50ns,求Cache的命中率是多少?
因Ta=Tc/e,则e=Tc/Ta=40ns/50ns=0.8
r=200ns/50ns=4
又因e=1/(r+(1-r)*H),可求得H=0.917
某计算机系统的内存储器由cache和主存构成,cache的存储周期为30ns,主存的存取周期为150ns。
已知在一段给定的时间内,CPU共访问内存5000次,其中400次访问主存。
①
cache的命中率是多少?
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?
H=1-400/5000=0.92
R=Tm/Tc=150ns/30ns=5
Cache-主存系统效率e为e=1/(r+(1-r)H)*100%=1/(5+(1-5)*0.92)=75.7%
平均访问时间为Ta为Ta=Tc/e=30ns/0.757=40ns
1)直接寻址2)相对寻址3)变址寻址
4)基址寻址5)间接寻址6)寄存器间接寻址
已知:
x=+0.100111,y=+0.111。
采用阵列除法器方式计算x÷
下表列出基本寻址方式名称,请在算法一列中写出操作数的物理位置或有效地址EA的表达式。
CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为2000次,主存完成存取的次数为100次,已知cache存取周期为50ns,主存存取周期200ns,求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
H=Nc/(Nc+Nm)=2000/(2000+100)=0.95
R=Tm/Tc=200ns/50ns=4
Cache-主存系统效率e为e=1/(r+(1-r)H)*100%=1/(4+(1-4)*0.95)=87%
平均访问时间为Ta为Ta=Tc/e=50ns/0.87=57ns
若浮点数x的IEEE754标准存储格式为(41360000)16,求其浮点数的十进制数值。
将16进制数展开后,
可得二进制格式为:
01000001001101100000000000000000
指数E=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10
包括隐藏位1的尾数1.M=1.01101100000000000000000=1.011011
于是有x=(-1)s×
1.M×
2e=+(1.011011)×
23=+1011.011=(11.375)10
一盘组共11片,记录面为20面,每面上外道直径为14英寸,内道直径为10英寸,分203道,数据传输率为983040字节/秒,磁盘组转速为3600转/分,假定每个记录块记录1024字节,且系统可挂多达16台这样的磁盘,请设计适当的磁盘地址格式,并计算总存储容量。
设数据传输率为C,每一磁道的容量为N,磁盘转速为r,则根据公式C=N*r,可求得:
N=C/r=983040/(3600/60)=16384(字节)
扇区数=16384/1024=16,故表示磁盘地址格式的所有参数为:
台数16,记录面20,磁道数203道,扇区数16,由此可得磁盘地址格式为:
20171698430
台号
柱面号
盘面号
扇区号
磁盘总存储量为:
16×
20×
203×
16384=1064304640(字节)
综合题
下表列出寻址方式指定的操作数物理位置(EA),请在寻址方式名称下面填上适当的术语。
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