吉林大学网络教育学院
2024-2024学年第一学期期末考试《计算机组成原理》大作业
学生姓名 zcjiaoyu1 专业 2502533676 层次年级 学号
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2024-2024学年第一学期期末考试
计算机组成原理
一 简答题 (共10题 ，总分值100分 )
1. 组相联Cache比相同容量的直接映象Cache的失效率低。由此是否可以得出结论：采用组相联Cache一
定能带来性能上的提高？为什么？ （10 分）
答：不一定。因为组相联命中率的提高是以增加命中时间为代价的，组相联需要增加多路选择开关。 2. 如图所示为一CPU的结构框图。
（1）标明图中a、b、c、d四个寄存器的名称。 （2）简述取指令的操作流程。 （3）若加法指令格式与功能如下
其功能为：(AC)＋(D)→AC
试分析执行加法指令的操作流程。
（10 分）
答：（1）a 为数据缓冲寄存器 DR，b 为指令寄存器 IR，c 为主存地址寄存器 MAR，d 为程序计数器 PC； (2) 取指令的操作流程：
① (PC)→MAR，Read，PC＋l→PC； 送指令地址，读主存，PC＋l送PC ② M→MDR→IR； 取指令到IR。
（3） 设D为直接地址，则加法指令(AC)＋(D)→AC的执行过程如下： ① (PC)→MAR，Read，PC＋l→PC； 送指令地址，读主存，PC＋l送PC ② (MDR)→IR； 取指令到IR
③ IR(D) →MAR，Read 按指令给出的直接地址访存，读取操作数 ④ (AC)＋(MDR)→AC 执行加法运算，结果保存到AC
2. 替换算法有哪几种？它们各有什么优缺点？ （10 分）
答：（１） 随机法
这种方法随机地选择被替换的块。其优点是简单，易于用硬件实现，但这种方法没有考虑Cache过去被使用的情况，反应不了程序的局部性，所以命中率比较低。
（２） 先进先出法FIFO（first-In-First-Out）
这种方法选择最早调入的块作为被替换的块。其优点也是容易实现。它虽然利用了同一组中各块
进入cache的先后顺序这一“历史”信息，但还是不能正确地反应程序的局部性。因为最先进入的块也可能是经常被调用的块。
（３） 最近最少使用法LRU（Least Recently Used）
这种方法是选用最近使用次数最少的块作为被替换的块。但由于其实现比较复杂，现在实际上实现的LRU都只是选择最久没有被访问的块。
4. 试写出在微程序控制的模型机中执行下列指令的微程序流程。 （1）ADD(R0)，R1 （2）SUBX(R0)，(R1)
（3）MOV(R0)＋，(R1) （10 分） 答：（1）ADD R0，R1 操作流程
吉林大学2024年3月考试《计算机组成原理》参考答案(需手写)
