计组试题2

一、名词解释 （2×5 ＝ 10分）

(1) 内锁（Interlock）

(2) 写回操作（Write Back） (3) 页表（Page Table） (4) 冗余磁盘阵列（RAID）

(5) 平均内存访问时间（AMAT）

二、填空题（1×10 ＝ 10分） （1） 用IEEE754法表示的浮点数0XF0740000，其十进制结果为 。 （2） 组成计算机硬件的五大核心部分是 。 （3） 同步数字时钟系统是指 。 （4） 缓存的两条原则 和 。 （5） 同步数据时钟系统中包括两种电路： 和 （6） 虚拟内存的作用是 （7） j 和jal的区别是 （8） MIPS中写寄存器是发生在时钟周期的前半段还是后半段？ 。 （9） 三个输入位a、b、c，输出：奇数个1结果为1，则布尔表达式为 。 （10） 计算机中NaN如何表示（32bits）： 。

三、问答题（10分）

计算机处理器执行指令的流水线操作方式下，存在哪几种冒险（hazard）？产生冒险的原因，及其在MIPS中如何解决的？

四、将下面的C++程序代码翻译成MIPS汇编：(20分) int g = 0;

int power(int x, int n) { int result = 1;

for (int i=0; i

if (a>5) g = power(a, 5); else g = power(a, 10); }

五、画一个FSM的状态转换图用来识别“101”模式的出现与否，并用与或非门电路实现问题求解。（20分）

六、一种MIPS内存系统如下，它有一级缓存(cache)及虚拟内存（virtual memory ）如下:

128MB的物理地址空间（128 MiB Physical Address Space） 4GB的虚拟地址空间 (4 GiB Virtual Address Space) 8KB页大小 （8KB page size）

256B缓存块大小（256 B cache block size）

32KB四路集合关联write-Back缓存, LRU替换规则（32KB 4-way set associative write-back cache, LRU replacement）

64入口项的TLB, 2路集合关联, LRU替换规则（2-way set associative, 64 entries TLB, LRU replacement）

假定内存采用字节寻址, 回答下列问题. (15 分) a) 虚拟页号，页偏移各占多少位？（What is the VPN: PO bit breakup for VA (virtual address)?） b) 物理页号，页偏移各占多少位？（What is the PPN: PO bit breakup for PA (physical address)?）

c) TLB的tag和index各多少位？（Number of bits in TLB tag / index is）?

d) 数据缓存的tag / index/offset 各多少位？（Number of bits in data cache tag / index/offset is?）

f) 数据缓存的入口项为有效位，脏位，tag，数据的位数，请问数据入口项占多少位？（Data cache entry: valid bit, dirty bit, cache tag + bits of data. Number of bits in data cache entry is?）

七、画出能执行有溢出检测的add、sub、beq、and、or指令的数据通路。（15分）

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