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第 2 次作业：第 3 章 3 题、第 4 章 3 题、第 5 章 4 题 第 3 章
存储器，有了它，用户无需考虑所编程序 1. 虚拟存储器可看作是一个容量非常大的
在
中是否放得下或放在什么位置等问题。
A. 逻辑，辅存 B. 逻辑，主存 C. 物理，辅存 D. 物理，主存
2. 请比较虚拟存储器和 Cache 这两种存储系统的相似之处和主要区别。 【解】
相似之处：
①把程序中最近常用的部分驻留在高速的存储器中；
②一旦这部分变得不常用了，把它们送回到低速的存储器中； ③这种换入换出是由硬件或操作系统完成的，对用户是透明的； ④力图使存储系统的性能接近高速存储器，价格接近低速存储器。
主要区别：在虚拟存储器中未命中的性能损失要远大于Cache系统中未命中的损失。
3. 假设主存只有 a,b,c 三个页框，组成 a 进 c 出的 FIFO 队列，进程访问页面的序列是
8,4,5,6,4,8,6,4,8,8,2,5 号。用列表法求采用 FIFO+LRU 替换策略时的命中率。
【解】 页面访问序列 a b FIFO算法 c 0 0 2 5 4 ⑤ 2 5 4 4 0 2 5 ⑤ 0 2 2 命中 0 2 5 4 0 2 2 命中 ② 2 4 5 ⑤ 2 4 ⑤ 命中 2 4 命中 ② ② 4 5 命中 3 3 2 4 ⑤ 5 3 2 ② 5 3 ② 命中 4 4 5 3 命中率 4/12=33.3% a FIFO算法b + c LRU算法 第 4 章 0 2 5 4 ⑤ ② ⑤ ② 3 ⑤ ② 4 5 4 命中
5 2 3 5 2 4 5 2 3 5 命 命命 中 中 中 6/12=50% 1. 堆栈是一种特殊的数据寻址方式，基于
原理。
D. LILO
2. 堆栈寻址方式中，设 A 为累加器，SP 为堆栈指示器，MSP 为 SP 指示的栈顶单元。如果进
A. FIFO B. FILO C. LIFO
【解】
（1）6223H=0110011100100011B,X=11,相对寻址， 有效地址=PC+D=1234H+23H=1257H
（2）4444H=0100010001000100B，X=00，直接寻址， 有效地址=D=44H
（3）1282H=0001001010000010B，X=10，变址寻址，
栈操作的动作顺序是(A)→MSP，(SP)-1→SP，那么出栈操作的动作顺序应为______。
A.(SP)-1→SP，(MSP)→A B.(MSP)→A，(SP)-1→SP C.(MSP)→A，(SP)+1→SP D.(SP)+1→SP，(MSP)→A 3. 某微机的指令格式如下所示：
OP：操作码； D：位移量； X：寻址特征位，
X=00：直接寻址；
X=01：用变址寄存器X1进行变址； X=10：用变址寄存器X2进行变址； X=11：相对寻址。
设(PC)=1234H，(X1)=0037H，(X2)=1122H，请确定下列指令的有效地址。 （1）1284H （2）4323H （3）6725H （4）4446H
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有效地址=X2+D=1122H+82H=11A24H
（4）4321H=0100001100100001B，X=11，相对寻址， 有效地址=PC+D=1234H+21H=1255H
第 5 章
1. 中央处理器包括______。
A. 运算器 B. 控制器 C. 主存储器 D. Cache 2. 在 CPU 中，指令寄存器用来保存 。
A.当前指令 B.当前指令的地址 C.下一条指令 D.下一条指令的地址
3. 参见如图所示的数据通路，IR 为指令寄存器，PC 为程序计数器(具有自增功能)，M 为主
存(受 R/W 信号控制)，AR 为地址寄存器，DR 为数据缓冲寄存器，ALU 由+、-控制信号决定 完成何种操作，控制信号 G 控制的是一个门电路。另外，线上标注有控制信号，例如 Yi 表 示 Y 寄存器的输入控制信号，R1o 为寄存器 R1 的输出控制信号，未标字符的线为直通线，不
受控制。存数指令“STA R1, (R2)”的含义是将寄存器 R1 的内容传送至(R2)为地址的主存单 元中，请画出其指令周期流程图，并列出相应微操作控制信号序列。
IRi
PCi
ARi
AR R/W
DRi
A总线
R0 i
R3 i
X i
+ -
X Y Y i
IR IRo
PC
M DR DRo
R0 R1 R2 R3 R0 o
A
G L U
PCo
R3o
B总线
【解】
STA R1, (R2)
(R1) → (R2)
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PC→AR PCo, G, ARi
将PC值放到地址寄存器中
M→DR R/W = R
将主存数据放到数据寄存器中
DR→IR DRo, G, IRi
将数据寄存器内容放到指令寄存器中
R2→AR R2o, G, ARi
将寄存器R2的内容放到地址寄存器中
R1→DR R1o, G, DRi
将寄存器R1的内容放到数据寄存器中
DR→M R/W = W
将数据寄存器的值放到主存单元中
4. 指令流水线有取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、访存(MEM)、写回(WB) 5 个过程段，共 有 15 条指令连续输入此流水线。
（1）画出流水处理的时空图。
（2）假设时钟周期为 150ns，求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。 【解】 （1）
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11IFIDIFEXIDIFMEMEXIDIFWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIF周期时间tWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIF指令序列iWBMEMEXIDIFWBMEMEXIDIF（2）：11/(15*100ns)=7.3*106条指令/秒
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交大计算机组成与系统结构第2次作业原题答案
