四川大學期末考試試題(閉卷)

(2017——2018學年第 2 學期) B卷

課程號：304036030 課序號： 課程名稱：計算機組成原理 任課教師： 成績：

適用專業年級： 學生人數： 印題份數： 學號： 姓名：

考 生 承 諾

我已認真閱讀并知曉《四川大學考場規則》和《四川大學本科學生考試違紀作弊處分規定(修訂)》，鄭重承諾：

1、已按要求將考試禁止攜帶的文具用品或與考試有關的物品放置在指定地點；

2、不帶手機進入考場；

3、考試期間遵守以上兩項規定，若有違規行為，同意按照有關條款接受處理。

考生簽名：

填空題(本大題共15空，每空2分，共30分)

在評價計算機性能時用 表示計算機完成某任務所需時間;

用 表示計算機單位時間完成任務的數量。

8位二進制行16位符號擴展的結果是 。

現代計算機會在處理器與主存之間增加 (部件)用于減小處理器高時鐘頻率與主存訪問時間之間的差異；依據主存數據能夠被放置到該部件的哪些位置，該部件的組織方式可分為 、 和 ，其中 (組織方式)的缺失率更低。

某字節數據為101001102，其對應的奇校驗碼為 ，漢明糾錯碼為 。

MIPS使用 、 指令對來實現原子交換操作。

在DRAM中，數據以電荷量的形式保存在 中，由于電荷會隨時間而流失，所以需要不斷地 來保持數值。

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試卷編號：

ALU總是將減法運算轉化為加法來實現，在計算00，實際進行的運算是0+ 。

二、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)

1、處理器P1和P2分別完成相同任務，P1的時鐘頻率是4GHz，平均CPI為1.4，需執行3x109條指令；P2的時鐘頻率是3GHz，平均CPI為2.0，需執行1.2x109條指令。請計算P1和P2的性能比。

請寫出IEEE754單精度浮點數0代表的十進制數是多少？(詳細給出計算過程)

在某任務中訪存指令占30%，不考慮Cache缺失時處理器的平均CPI為3；如果指令Cache缺失率為1%，數據Cache缺失率為5%，缺失代價為150個時鐘周期，請計算具備Cache缺失時的平均CPI為多少？

4、舉例說明為什么在編寫MIPS匯編語言程序時應避免使用$at寄存器？

第 2 頁，共 5 頁

三、應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)

1、請將下面的C語言程序翻譯為MIPS匯編語言程序(10分):

int MaxValue(int array[],int count)

{

int max_value = array[0];

for(int i=1;i

{

if(array[i] > max_value) max_value = array[i];

}

return max_value;

}

一個直接映射Cache有4096個塊,每塊為4-Word,假設使用32bit地址,請計算這個Cache的標記Tag和索引Index各多少位(4分)? 整個Cache需要的總位數是多少(3分)？總位數與數據存儲位數的比率是多少(3分)?(詳細給出計算過程)

數據通路分析與設計(本大題共2小題，共30分)

1、下圖是單周期處理器的數據通路圖:

第 3 頁，共 5 頁

請寫出處理器執行以下指令時，控制器產生的控制信號(10分)

lw $s1,4($s2)

RegDst

ALUSrc

MemtoReg

RegWrite

MemRead

MemWrite

Branch

ALUOp1

ALUOp0

Jump

假設該處理器的控制信號ALUOp0存在恒0錯誤(即該信號始終為0)，以下程序能夠在這個出現故障的處理器上正常執行嗎？如果能正常執行，請說明理由；如果不能正常執行，請說明理由，并修改程序，使之可以在這個出現故障的處理器上正常執行。(5分)

start: lw $t0, 0($s1)

lw $t1, 4($s1)

第 4 頁，共 5 頁

lw $t2, 8($s1)

add $t0, $t0, $t1

beq $t0, $t2, skip

sw $t2, 1

總結

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