西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别： 网教 课程名称【编号】： 计算机组成原理【0013】 B 卷大作业 满分：100 分 一、大作业题目1.什么是定点数？什么是浮点数？求十进制数-113 的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示（用 8 位二进制表示，并设最高位为符号位，真值为 7 位）。答：一个数的小数点隐含地位于预定的位置上，将这种表示的数称为定点数。若小数点在数中的位置不固定，或者说是浮动的，称这种用浮点表示的数称为浮点数。十进制数-113 的原码表示，反码表示，补码表示和移码表示如下：原码 11110001反码 10001110补码 10001111移码 000011112.一个较完善的指令系统应包含哪些常见指令？设机器字长 16 位，主存容量 128K字节，指令字长度 16 位或 32 位，共 78 条指令，设计计算机指令格式，要求有直接，立即数，相对，基值四种寻址方式。3.主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？设存储器容量为 32 字，字长 64 位，模块数 m=4，用顺序方式进行组织。存储周期 T=200ns，数据总线宽度为 64 位，总线传送周期 τ=500ns。问顺序存储器的带宽是多少？解：主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽。存储容量：一个存储器中可以容纳的存储单元总数。 存取时间：又称存储器访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作 所经历的时间。 存储周期：是指连续启动两次独立的存储操作（如连续两次读操作）所需间 隔的最小时间。 存储器带宽：在单位时间中主存传输数据的速率。顺序存储器连续读出 m=4 个字的信息总量是q = 64b×4 = 256b顺序存储器连续读出 4 个字所需的时间是t2 = mT = 4 × 200 ns = 800 ns = 8×10-7 s顺序存储器的带宽是：w2 = q/t2 = 256b ÷(8×10-7)s = 320 Mb/s 4.分析说明下图所示某 CPU 总线周期时序图。- 1 - 解:该总线系统采用同步定时协议。总线周期是在时钟信号 CLK 和 CLK2 定时下完成的并与所有的机器周期保持时间上的同步。一个机器周期由 2 个 CLK 时钟周期组成(T1，T2 节拍)。机器周期 1 为读指令周期(W/R=0，D/C=0， M/I0=1) 。在 T1 时间主方 CPU 送出 ADS=0 信号，表式 总线上的地址及控制信号有效，在 T2 时间末尾，从方存储器读出指令并 送到数据线 DO- _D31 上，同时产生 READY=0 信号， 通知 CPU 本次“读出” 操作已完成。机器周期 2 为读数据周期，除了 D/C=1 外，其余与机器周期 1相同。机器周期 3 为写数据周期，W/R=1， 写入的数据由 CPU 输出到数据线 D0- D31 上。假如在一个机器周期内能完成写入操作，则在 T2 末尾由存储器 产生 READY=0 信号，。假如 T2 末尾尚未完成写入操作，则 READY=1, 并 将 T2 延长-一个时钟周期。CPU 在后 - 一 个 T2 末 尾 检 测 READY=0, 于 是 结 束 写 入 周 期 。 T2 可 以 多 次 延 长 ， 直 到READY=0 为止。读出周期也可按此方 法处理。图中还示出总线的空闲状态，空闲状态仅有一个 Ti 节拍，只要总线空闲， 可以连续出现多个 Ti 节拍。5.集中式仲裁有几种方式？画出独立请求方式的逻辑图，说明其工作原理。解 :有三种方式:链式查询方式、计数器定时查询方式、独立请求方式。独立请求方式结构图如图 5： 图 5二、大作业要求 大作业共需要完成三道题： 第 1-2 题选作一题，满分 35 分； 第 3 题必做，满分 35 分； 第 4-5 题选作一题，满分 30 分。- 2 -