【计算机组成原理2019年真题45题-16分】

【第一步：信息提取】

1、编址方式：字节

2、int型数据占32位：4B

3、对代码的分析：机器级代码行包括行号、虚拟地址、机器指令和汇编指令。

【第二步：具体解答】

第一小题

（1）计算需要调用函数 $f(10)$多少次?

只有当n=1时，结束调用f1函数，所以，分别调用f1函数时的参数n的取值为：10、9、8、7、6、5、4、3、2、1，一共10次

（2）执行哪条指令会递归调用f1?

我们看f1的第一行的虚拟地址为0040 1000，所以就看哪一行会跳回这一行，发现是第16行调用了，也就是call f1

第二小题

（1）在上述代码中，哪条指令是条件转移指令?

纯考对汇编的理解看，分别是第12行的jle，第16行的call，第20行的jmp，第30行的ret。

其实本题还是给了一些小提示，也就是这些指令后面的汇编后面加了虚拟地址，对照虚拟地址找到行数，就可以推测是转移指令了

（2）哪几条指令一定会使程序跳转执行?

第16行的call，第20行的jmp，第30行的ret是一定要跳转的，第12行的jle指令含义是，为小于等于是转移，本行的意义是，n≤1时，跳转至0040 1035H

第三小题

（1）根据第16行的call 指令，第17行指令的虚拟地址应是多少？

由信息提取①可知，本计算机使用字节编址，也就是8个bit。

16行的call指令的虚拟地址是：0040 1025H，机器指令是 E8 D6 FF FF FF，因此长度为5个字节

可以得出算数公式：0040 1025H+0005H=0040 102AH，所以第17行指令的虚拟地址应是：0040 102AH

（2）已知第16行的call 指令采用相对寻址方式，该指令中的偏移量应是多少(给出计算过程)？

16行的call指令是一个相对寻址方式，有公式：目标地址=(PC)+偏移量，call的目标地址是0040 1000H

所以，偏移量=目标地址 - (PC) = 0040 1000H - 0040 1025H = FFFF FFD6H

（3）已知第16行的call指令的后4字节为偏移量，M是采用大端方式还是采用小端方式?

我们从第16行的call指令的机器指令可以得到E8 D6 FF FF FF，可以看到低地址数据放在高地址上，高地址数据放在低地址上，所以采用小端方式

第四小题

（1）$f(13)$ =6227020800，但 $f_1(13)$的返回值为1932053504，为什么两者不等?

首先我们来对比两个数，实际得到的值比预期值小，说明出现了溢出现象，也就是说由信息提取①可知，int表示32位，而 $f(13)$的值大于32位int所能表示的值了，所以不一致

（2）要使 $f_1(13)$能返回正确的结果，应如何修改f1的源程序?

我们知道了，主要是由于32位所表示的int类型的值不能表示 $f_1(13)$的实际值了，所以只需要拓展位数，也就是将int类型改为long long类型即可

第五小题

（1）第19行的imul指令（带符号整数乘）的功能是R[eax]<—R[eax]*R[ecx]，当乘法器输出的高、低32位乘积之间满足什么条件时，溢出标志 OF=1?

若乘积的高33位非全0或非全1（为什么是高33位而不是32位呢，因为多出的那一位代表的是数值的正负），就出现了溢出，则溢出标志 OF=1

（2）要使CPU在发生溢出时转异常处理，编译器应在 imul指令后应加一条什么指令?

加一条溢出自陷指令，当OF等于1时启动

总结：

从以上五个小题可以看出来以下信息

1. 本题是考察计算机组成原理中指令系统和数据的表示和运算（考察的知识点）还有一部分汇编语言

2. 遇到不会做可以找一下题目中暗含的提示，比如本题的除了最后一个ret至另外，其他的跳转指令都加上了地址

3. 看题要细致，比如第五小题第一问，给了带符号位整数乘，则第一位是符号位，所以查看的是乘积位高33位

4. 实在不会做的，可以蒙一个，比如第五小题第二问。其实给了一个隐含提示，也就是异常处理，CPU的异常处理就是自陷，我答的是中断

【计算机组成原理2019年真题46题-7分】

【第一步：信息提取】

1、主存地址为32位：表示主存大小为4GB

2、页大小为4KB：给了页面大小的同时，给了页面数 4GB/4KB=1M 个页面

3、指令Cache有64行，采用4路组相联映射方式，主存块大小为64B：所以分为16个组。组相联的地址方式：主存字块标记+组地址+字块内地址。所以组地址占4bit；主存块大小为64B，字块内地址占6位

【第二步：具体解答】

（1）第1行的push 指令和第30行的ret 指令是否在同一页中（说明理由）？

第1行的push指令为 0040 1000H；第30行的ret指令为 0040 104AH

由信息提取②可知，一个页面为4KB，占12bit，信息提取①虚拟地址长32bit，所以前20位是页号。

第1行的push指令的页号为为 0040 1H；第30行的ret指令的页号为为 0040 1H，所以在同一页

（2）若指令Cache有64行，采用4路组相联映射方式，主存块大小为64B，则32位主存地址中，哪几位表示块内地址？（3）哪几位表示 Cache组号？（4）哪几位表示标记（tag）信息？

由信息提取③可知，指令Cache有64行，采用4路组相联映射方式，所以分为16个组。组相联的地址方式：主存字块标记+组地址+字块内地址。所以组地址占4bit；主存块大小为64B，字块内地址占6位。所以主存字块标记为22位。

综上所述：低地址6位为块内地址，中间4位为组地址，高22位为标记（tag）信息

（5）读取第16行的call指令时，只可能在指令Cache的哪一组中命中（说明理由）?

16行的call指令的虚拟地址是：0040 1025H，我们从上题可知，中间4位为组地址将虚拟地址转换：0000 0000 0100 0000 0001 0000 0010 0101，取第7~10位，所以为0组命中

总结：

从以上五个小题可以看出来以下信息：

1. 主要考察的是存储器系统，具体是Cache-主存的映射方式

2. 要分清，给出地址的每个分段分别代表什么意思，从地址出发要不要想当然