四川大學(xué)期末考試試題(閉卷)

(2017——2018學(xué)年第 2 學(xué)期) B卷

課程號：304036030 課序號： 課程名稱：計(jì)算機(jī)組成原理 任課教師： 成績：

適用專業(yè)年級： 學(xué)生人數(shù)： 印題份數(shù)： 學(xué)號： 姓名：

考 生 承 諾

我已認(rèn)真閱讀并知曉《四川大學(xué)考場規(guī)則》和《四川大學(xué)本科學(xué)生考試違紀(jì)作弊處分規(guī)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(guān)的物品放置在指定地點(diǎn)；

2、不帶手機(jī)進(jìn)入考場；

3、考試期間遵守以上兩項(xiàng)規(guī)定，若有違規(guī)行為，同意按照有關(guān)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(jià)計(jì)算機(jī)性能時(shí)用 表示計(jì)算機(jī)完成某任務(wù)所需時(shí)間;

用 表示計(jì)算機(jī)單位時(shí)間完成任務(wù)的數(shù)量。

8位二進(jìn)制行16位符號擴(kuò)展的結(jié)果是 。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)會在處理器與主存之間增加 (部件)用于減小處理器高時(shí)鐘頻率與主存訪問時(shí)間之間的差異；依據(jù)主存數(shù)據(jù)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(jié)數(shù)據(jù)為101001102，其對應(yīng)的奇校驗(yàn)碼為 ，漢明糾錯(cuò)碼為 。

MIPS使用 、 指令對來實(shí)現(xiàn)原子交換操作。

在DRAM中，數(shù)據(jù)以電荷量的形式保存在 中，由于電荷會隨時(shí)間而流失，所以需要不斷地 來保持?jǐn)?shù)值。

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試卷編號：

ALU總是將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加法來實(shí)現(xiàn)，在計(jì)算00，實(shí)際進(jìn)行的運(yùn)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(wù)，P1的時(shí)鐘頻率是4GHz，平均CPI為1.4，需執(zhí)行3x109條指令；P2的時(shí)鐘頻率是3GHz，平均CPI為2.0，需執(zhí)行1.2x109條指令。請計(jì)算P1和P2的性能比。

請寫出IEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)0代表的十進(jìn)制數(shù)是多少？(詳細(xì)給出計(jì)算過程)

在某任務(wù)中訪存指令占30%，不考慮Cache缺失時(shí)處理器的平均CPI為3；如果指令Cache缺失率為1%，數(shù)據(jù)Cache缺失率為5%，缺失代價(jià)為150個(gè)時(shí)鐘周期，請計(jì)算具備Cache缺失時(shí)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(shí)應(yīng)避免使用$at寄存器？

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三、應(yīng)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(gè)直接映射Cache有4096個(gè)塊,每塊為4-Word,假設(shè)使用32bit地址,請計(jì)算這個(gè)Cache的標(biāo)記Tag和索引Index各多少位(4分)? 整個(gè)Cache需要的總位數(shù)是多少(3分)？總位數(shù)與數(shù)據(jù)存儲位數(shù)的比率是多少(3分)?(詳細(xì)給出計(jì)算過程)

數(shù)據(jù)通路分析與設(shè)計(jì)(本大題共2小題，共30分)

1、下圖是單周期處理器的數(shù)據(jù)通路圖:

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請寫出處理器執(zhí)行以下指令時(shí)，控制器產(chǎn)生的控制信號(10分)

lw $s1,4($s2)

RegDst

ALUSrc

MemtoReg

RegWrite

MemRead

MemWrite

Branch

ALUOp1

ALUOp0

Jump

假設(shè)該處理器的控制信號ALUOp0存在恒0錯(cuò)誤(即該信號始終為0)，以下程序能夠在這個(gè)出現(xiàn)故障的處理器上正常執(zhí)行嗎？如果能正常執(zhí)行，請說明理由；如果不能正常執(zhí)行，請說明理由，并修改程序，使之可以在這個(gè)出現(xiàn)故障的處理器上正常執(zhí)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(jié)

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