11级计算机组成原理本科期末试题A带答案

东北大学考试试卷（A卷）

2013—2014学年第 一 学期

课程名称： 计算机组成原理（共4页，七个大题，卷面满分70分） ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 一、 （ 20 分）填空题（每个空 1 分，直接填在每小题下面）

1

二、（6分）设有足够的74181和74182芯片可用，现在要用它们设计一个32位的ALU，希望在不采用其他方法的情况下达到尽可能快的运算速度。请给出你的设计方案：说明用多少片74181和多少片74182，并作出这些芯片之间的连接图。 解答： 需要8片74181和3片74182（2分）。

74181每组四片使用一片74182，构成16位并行进位ALU；这样的两组ALU再使用一片74182实现三级先行进位的结构，即可得到最快速度的32位ALU。连接图略，该图只要表达出上述方案的思想即可（4分）。

…………

…○……………密……………○……………封……………○…………线………………………………

三、 （8分）设有一个具有24位地址和8位字长的存储器，问：

（1）该存储器能够存储多少字节的信息？

（2）如果该存储器由4M×1位的SRAM芯片组成，需要多少片？如何组织？请作图表示其组织方法。可以使用必要的译码器。 解答：

（1） 该存储器能存储16M字节的信息。（1分） （2） 需要32片。（2分）

首先并联：用8片4M×1位的SRAM芯片并连成1个4M×8位 的存储器，位扩展的连接；

然后用四组这样的4M×8位的存储器进行地址串联，得到 16M×8的存储器；这四组使用一个2-4译码器进行选择。 图略。

（组织方法5分）

2

……

………○……………密……………○……………封……………○…………线………………………………

3

六、（8分）设某磁盘的平均找道时间是20ms，传输率是1MB/s，转速为5400rpm（转/分钟），一个扇区大小是512字节。如果不考虑磁盘控制器的时间延迟，求读写一个扇区的平均时间（以ms为单位）。题中所给传输率的1MB/s，1M按220或106进行计算均可。 解答：5400 rpm=90 rps

平均旋转等待时间为：(1/90)/2=5.6ms

传输512字节的时间为：0.5K/1M=0.5ms（或0.512ms） 读写一个扇区的平均时间是： 20+5.6+0.5=26.1ms （或26.112ms）

以列对公式“平均找道时间+平均等待时间+数据传输时间”为主要得

分点，可占5分。平均等待时间的计算方法2分。数值无误差得另1分。

……………○……………密……………○……………封……………○…………线………………………………

4

解答：

（1） 还有5个微命令--

④：DBUS→R1，⑤：DBUS→R2，⑥：R1→X，⑦：R1→Y，⑧：R2→Y 见图中所标④、⑤、⑥、⑦和⑧。无顺序之分。 （2） ④和⑤理论上相容，设计时可以按相斥来处理； ②和③相斥；⑦和⑧相斥以上相斥的微命令算作同一组的话。不同组的命令间是两两相容的。如⑥

和⑦相容，⑥和⑧也相容；①和②相容，①和③也相容

（3）经分析，8个微命令中相斥一组最多就 要分配 2位，还影响了速度，不如每个微命令 2个微命令，即使用字段译码法也需1个bit ，用直接控制方式。如

此操作控制字段用

8位即可。

以上每小题 4分。