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1、某計算機主存容量為1024塊，Cache容量為32行，采用組相聯(lián)映射，Cache每組4行，每行64個字。假設開始時Cache為空，CPU從主存單元0,1,2.3071依次讀出3072個字，替換使用LRU算法，求命中率。如果再重復2次,求命中率。,解：0 3071 一共48個塊 h =（3072-48）/3072=98.4% 第二次 0-15需要替換,未命中16次 16-31命中, 32-47需要替換,未命中16次 h=（3072*3-48-32*2）/(3072*3)=98.8%,某計算機有8條微指令I1I8，每條微指令所包含的微命令控制信號見下表,a-j 分別對應10種不同性質(zhì)的微

2、命令信號。假設一條微指令的控制字段僅限8位，請安排微指令的控制字段格式。,解：為了壓縮指令字的長度，必須設法把一個微 指令周期中的互斥性微命令信號組合在一個 小組中，進行分組譯碼。,經(jīng)分析，（e ,f ,h）和（b, i, j）可分別組成兩個小組或兩個字段，然后進行譯碼，可得六個微命令信號，剩下的a, c, d, g 四個微命令信號可進行直接控制。,已知某機采用微程序控制方式，控存容量為51248位，微程序在整個控制存儲器中實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序的條件共4個，微指令采用水平型格式，后繼微指令地址采用斷定方式。請問：微指令中的三個字段分別應多少位？,假設判別測試字段中每一位為一個判別標志，那

3、么由于有4個轉(zhuǎn)移條件，故該字段為4位；因為控制容量為512單元，所以下地址字段為9位；微命令字段是（484-9）= 35 位。,控存容量為8單元，運算器結構如圖，R1 、R2、R3 是三個寄存器，A和B是兩個三選一的多路開關，通路的選擇由AS0、AS1和BS0、BS1端控制，例如BS0BS1=11時，選擇R3，BS0BS1=01時，選擇R1，ALU是算術/邏輯單元。S1S2為它的兩個操作控制端。其功能如下： S1S2 = 00時，ALU輸出 = A S1S2 = 01時，ALU輸出 = A + B S1S2 = 10時，ALU輸出 = A B S1S2 = 11時，ALU輸出 = AB

4、請設計控制運算器通路的微指令格式。,,解：采用水平微指令格式，且直接控制方式，順序控制字段假設4位，其中一位判別測試位： 當P = 0時，直接用AR1AR3形成下一個微地址。 當P = 1時，對AR3進行修改后形成下一個微地址。,某機運算器框圖如下，BUS1BUS3為3條總線，信號a、h、LDR0LDR3、S0S3等均為電位或脈沖控制信號。 圖中哪些是相容微操作信號？哪些是相斥微操作信號？ 采用微程序控制方式，設計控制字段微指令格式，并列出各控制字段的編碼表。, 相斥：L,R,S,N; S0,S1,S2,S3; a,b,c,d; e,f,g,h; 相容：LDR0,LDR1,LDR2,LD

5、R3,i,j,+1 LDR0,LDR1,LDR2,LDR3,i,j,+1與相斥組中的任意信號 相斥組中的一個信號與其他相斥組的任意信號,下圖為某處理機邏輯框圖，有兩條獨立的總線BUS1、BUS2和兩個獨立的存儲器IM、DM。已知指令存儲器IM的最大容量為16384字（字長18位），數(shù)據(jù)存儲器DM的最大容量為65536字（字長16位）。 （1）分析下列各寄存器的位數(shù)：程序計數(shù)器PC、指令寄存器IR、累加器AC0和AC1、通用寄存器R0-R3、指令存儲器地址寄存器IAR、指令存儲器數(shù)據(jù)寄存器IDR、數(shù)據(jù)存儲器地址寄存器DAR、數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)寄存器DDR。 （2）LDA A 指令的功能為（A

6、） AC0，畫出指令周期流程圖如下，在橫線處標出相應的微操作控制信號序列。,,（2）LDA A 指令的功能為（A） AC0，畫出指令周期流程圖如下，在橫線處標出相應的微操作控制信號序列。,C3、IARin,RD、IDRin,C6、IRin、+1,C13、DARin,R/W=R、DDRin,C9、AC0in,CPU的數(shù)據(jù)通路如圖所示。運算器中R0R3為通用寄存器，DR為數(shù)據(jù)緩沖寄存器，PSW為狀態(tài)字寄存器。D-cache為數(shù)據(jù)存儲器，I-cache為指令存儲器，PC為程序計數(shù)器（具有加1功能），IR為指令寄存器。單線箭頭信號均為微操作控制信號。 機器指令“LDA(R3),R0”實現(xiàn)的功能是：以

7、(R3)的內(nèi)容為數(shù)存單元地址，讀出數(shù)存該單元中數(shù)據(jù)到通用寄存器R0中。請畫出該取數(shù)指令周期流程圖，并在CPU周期框外寫出所需的微操作控制信號。,機器指令“LDA(R3),R0”功能：以(R3)的內(nèi)容為數(shù)存單元地址，讀出數(shù)存該單元中數(shù)據(jù)到通用寄存器R0中,設某機有5級中斷：L0L4,優(yōu)先次序為L0最高,L1次之,L4最低。現(xiàn)要求將中斷程序的處理次序改為L1-L3-L0-L4-L2，試問： （1）下表中各級中斷處理程序的各中斷級屏蔽值如何設置（每級對應一位，該位為“0”表示允許中斷，該位為“1”表示中斷屏蔽）？ （2）若這5級中斷同時都發(fā)出中斷請求，按更改后的次序畫出進入各級中斷處理程序的過程示意

8、圖。,1 0 1 0 1,1 1 1 1 1,0 0 1 0 0,1 0 1 1 1,0 0 1 0 1,5級中斷L0L4,優(yōu)先次序為L0最高,L1次之,L4最低?，F(xiàn)要求將中斷程序的處理次序改為L1-L3-L0-L4-L2，若這5級中斷同時都發(fā)出中斷請求，按更改后的次序畫出進入各級中斷處理程序的過程示意圖。,某計算機的中斷系統(tǒng)有4個中斷源，每個中斷源對應一個屏蔽碼，該位為“0”表示允許中斷，該位為“1”表示中斷屏蔽。中斷響應的優(yōu)先次序為1234，中斷的處理次序和中斷的響應次序是一致的。 （1）各級中斷處理程序的各中斷級屏蔽值如何設置，完成CPU的運動軌跡

9、。 （2）在不改變中斷響應次序的條件下，通過改寫屏蔽碼可以改變中斷處理次序，要使中斷處理次序改為1432，則各級中斷處理程序的各中斷級屏蔽值如何設置，完成此時CPU的運動軌跡。,解：（1）中斷響應的優(yōu)先次序為1234,（2）在不改變中斷響應次序的條件下，通過改寫屏蔽碼可以改變中斷處理次序，要使中斷處理次序改為1432。,中斷響應的優(yōu)先次序為1234，在不改變中斷響應次序的條件下，通過改寫屏蔽碼可以改變中斷處理次序，要使中斷處理次序改為1432。,某計算機的外部設備具有三級中斷功能，中斷響應次序基本上由硬件排隊電路決定，但可利用各個外部設備控制器中的中斷屏蔽控制位來封鎖本設備的中斷請求信號。設所有中斷處理程序的執(zhí)行時間相同，均為T，在5T時間內(nèi)共發(fā)生5次中斷請求信號。如圖示。 （1）請圖示各個中斷處理程序占用的時間段及中斷程序完成的次序。 （2）軟件進行干預，當執(zhí)行中斷處理程序時，屏蔽二級中斷。請圖示各個中斷處理程序占用的時間段及中斷程序完成的次序。,（2）軟件進行干預，當執(zhí)行中斷處理程序時，屏蔽二級中斷。請圖示各個中斷處理程序占用的時間段及中斷程序完成的次序。,由于進行了軟件干預，當執(zhí)行的中斷服務時，不能被打斷。所以中斷處理程序占用的時間段及中斷程序完成的次序如圖。,