GỢI Ý GIẢI ĐỀ THI KIẾN TRÚC MÁY TÍNH(ĐỀ 3)

Đề số :1(D13,2015-2016)

Lời giải đóng góp:

Câu 1:

Sơ đồ khối chức năng máy tính tính như hình bên:

Trong đó:

-CPU(Control Program Unit): Bộ xử lý trung tâm

-Bus hệ thống(System BUS);

-Bộ nhớ trong(Internal Memory): ROM và RAM

-Thiết bị vào ra(Peripheral Devices)

Các chức năng chính:

* Bộ xử lý trung tâm : CPU(Control Program Unit):

Chức năng: đọc lệnh từ bộ nhớ,giải mã và thực hiện lệnh.

CPU bao gồm:

· Bộ điều khiển CU(Control Unit)

· Bộ tính toán số học và logic ALU(Arithmetic Logic Unit)

· Các thanh ghi (Registers)

*Bộ nhớ trong: (Internal Memory)

Có chức năng: lưu trữ lệnh(instruction) và dữ liệu(data) cho CPU xử lý.

Bộ nhớ trong bao gồm:

· ROM: chứa lệnh dữ liệu của hệ thống,thông tin của ROM vẫn tồn tại khi mất nguồn nuôi

· RAM: chứa lệnh dữ liệu của hệ thống và người dùng, thông tin cảu RAM sẽ mất khi mất nguồn nuôi

*Thiết bị vào ra:

Thiết bị vào(Input Devices): Keyboard,Mouse,Scanner, Disk Drives,..

Thiết bị ra(Output Devices): Monitor, Printer, Disk drives,….

*Bus hệ thống:

Bus hệ thống là tập hợp các đường dây kết nối CPU với các thành phần khác của máy tính

Bus hệ thống bao gồm:

· Bus địa chỉ: A(Address Bus)

· Bus dữ liệu: D(Data Bus)

· Bus điều khiển: C(Control Bus)

Câu 2:

Sơ đồ khối tổng quát:

Internal Bus: Bus trong CPU

CU:Bộ điều khiển

IR: Thanh ghi lệnh

PC: Bộ đếm chương trình

MAR:Thanh ghi địa chỉ bộ nhớ

MBR: Thanh ghi đệm dữ liệu

A: Thanh ghi tích lũy(Accumulator Register)

Y,Z: Thanh ghi tạm thời

ALU: Bộ tính toán số học và logic

FR: Thnah ghi cờ

Chu trình xử lý lệnh của CPU:

1.Khi một chương trình được thực hiện, hệ điều hành(OS-Operating System) nạp mã chương trình vào bộ nhớ trong.

2.Địa chỉ ô nhớ chứa lệnh đầu tiên của chương trình được nạp vào bộ đếm chương trình PC.

3.Địa chỉ ô nhớ chứa lệnh từ bộ đếm PC được chuyển đến BUS A thông qua thanh ghi MAR.

4.Bus A chuyển địa chỉ ô nhớ đến đơn vị quản lý bộ nhớ MMU(Memory Management Unit).

5.MMU chọn ra ô nhớ và thực hiện lệnh đọc nội dung ô nhớ.

6.Lệnh(chứa trong ô nhớ) được chuyển ra bus D và sau đó được chuyển tiếp đến thanh ghi MBR.

7.MBR chuyển lệnh đến thanh ghi lệnh IR; IR chuyển lệnh và bộ điều khiển CU;

8.CU giải mã lệnh và sinh các tín hiệu điều khiển cần thiết yêu cầu các bộ phận chức năng như ALU thực hiện lệnh.

9.Giá trị bộ đếm chương trình PC được tăng lên 1 đơn vị và nó trỏ đến địa chỉ ô nhớ chứa lệnh tiếp theo.

10.Các bước từ 3-9 được lặp lại với tất cả các lệnh của chương trình.

Câu 3:

Phương pháp đọc ghi:

*Đọc thông tin:

· Trường hợp hit(mẩu tin cần đọc có trong cache):

o Bộ nhớ chính không tham gia

o Mẩu tin được đọc từ cache vào CPU

o Thời gian truy nhập mẩu tin bằng thời gian truy nhập cache

· Trường hợp miss(mẩu tin cần đọc không có trong cache):

o Mẩu tin trước hết được đọc từ bộ nhớ chính vào cache

o Sau đó được chuyển từ cache vào CPU

àĐây là trường hợp miss penalty: thời gian truy nhập mẩu tin bằng tổng thời gian truy nhập bộ nhớ chính và truy nhập cache

*Ghi thông tin:

· Trường hợp hit(Mẩu tin cần ghi có trong cache):

o Ghi thẳng(write through): mẩu tin được ghi ra bộ nhớ chính và cache đồng thời

o Ghi trễ(write back): mẩu tin trước hết được ghi ra cache và dòng chứa mẩu tin được ghi ra bộ nhớ chính ghi nó bị thay thế

· Trường hợp miss(Mẩu tin cần ghi không có trong cache)

o Ghi có đọc lại(Write allocate): mẩu tin trước hết được ghi ra bộ nhớ chính và dòng chứa mẩu tin được đọc vào cache

o Ghi không đọc lại(Write non-allocate): mẩu tin chỉ được ghi ra bộ nhớ chính

Chính sách thay thế :

Chính sách thay thế (replacement policies): là xác định các dòng cache nào được chọn ra để thay thế bởi các dòng cache khác từ bộ nhớ.

Các chính sách thay thế:

· Ngẫu nhiên(random)

· Vào trước ra trước(FIFO)

· Thay thế những dòng ít được sử dụng gần đây nhất(LRU)

Các chính sách thay thế:

+,Ngẫu nhiên(Random): là phương pháp đầu tiên được sử dụng có thiết kế đơn giản,dễ cài đặt.Các dòng cache được chọn ngẫu nhiên để thay thế.Do vậy nó chưa tính đến việc các dòng cache đang thực sự được sử dụng,…

+,Vào trước ra trước(FIFO): Các dòng cache nào được đọc vào cache trước sẽ bị thay ra trước.Phương pháp này có khuynh hướng lọc bỏ những dòng cache “già nhất”.Phương pháp này có thể giảm miss do có tính toán yếu tố lân cận về thời gian.Phương pháp này vẫn chưa thực sự xét đến các dòng cache “già” vẫn có thể sử dụng,thiết kế phức tạp.

+,Thay thế những dòng ít được sử dụng gần đây nhất(LRU): các dòng cache được lựa chọn để thay thế là các dòng ít được sử dụng gần đây nhất, phương pháp này có hệ số miss thấp nhất so với thay thế Random và thay thế FIFo.

Thay thế các dòng ít được sử dụng gần đây nhất:

Các dòng ít được được sử dụng gần đây nhất được lựa chọn để thay thế.

Ưu:

· Có hệ số miss thấp nhất so với thay thế Random và FIFO

· Do thay thê LRU có xem xét đến các dòng đang được sử dụng

Câu 4:

Lệnh	Thực thi	Ý nghĩa	Chế độ địa chỉ	R1	R2	M[R1]
LOAD R2,#500	500àR2	Nạp giá trị 500 vào thanh ghi R2	Tức thì		500
LOAD R1,#2000	2000àR1	Nạp giá trị 2000 vào thanh ghi R1	Tức thì	2000	500
STORE (R1),R2	R2àM[R1]	Lưu nội dung thanh ghi R2 vào ô nhớ có địa chỉ chứa trong thanh ghi R1	Gián tiếp	2000	500	500
ADD 2000,#30	30+M[2000]àM[2000]	Lấy giá trị 30 cộng với nội dung ô nhớ có địa chỉ 2000 kết quả lưu vào ô nhớ có địa chỉ 2000	Tức thì	2000	500	530
SUBSTRACT R2,#15	R2-15àR2	Lấy nội dung thanh ghi R2 trừ giá trị 15 kết quả lưu vào thanh ghi R2	Tức thì	2000	485	530
ADD R2,(R1)	R2+M[R1]àR2	Lấy nội dung thanh ghi R2 cộng nội dung ô nhớ có địa chỉ chứa trong thanh ghi R1 kết quả lưu tại thanh ghi R2	Gián tiếp	2000	1015	530

KL:………………….

*Chú ý: Gợi ý tại mỗi đề chỉ mang tính chất tham khảo rất mong sự góp ý của mọi người để có lời giải hoàn thiện và chính xác nhất.
>>Xem thêm
Tổng hợp bài tập môn Toán rời rạc 2 kèm gợi ý

Nếu thấy tài liệu có ích hi vọng mọi người ủng hộ blog bằng cách like và theo dõi địa chỉ page chính thức của Tài Liệu Blog tại: https://www.facebook.com/TaiLieuBlog/

💰Ủng hộ blog: https://unghotoi.com/1546792457ngwn4