组成二代计算机的主要元件

乘法器

实验目的

1、掌握乘法器以及booth乘法器的原理

实验步骤

1、 如果未安装ByteBlaster，参照实验一的配置文件的安装。 2、 连接JTAG和USB通信线，打开电源。

3、打开Quartus->tools->programmer，将booth_multiplier.sof下载到FPGA中。注意进行programmer时，应在program/configure下的方框中打勾，然后下载。

4、在实验台上通过模式开关选择FPGA独立调试模式010。

5、将短路子DZ3短接且短路子DZ4断开，使FPGA-CPU所需要的时钟使用正单脉冲时钟。

2.4、实验现象

本实验实现4位数的Booth乘法（有符号数乘法）。 输入输出规则对应如下：

1、输入的4位被乘数（multiplicand）md3～md0对应开关SD11～SD8。 2、输入的4位乘数（multiplier）mr3～mr0对应开关SD3～SD0。 3、按单脉冲按钮，输入脉冲，也即节拍。

4、乘积product（8位）p7~p0对应灯A8～A1，辅助位A0。 5、当计算结束时，final信号为1，对应灯R7。

如表2.5的booth算法举例

习题二 计算机系统组成

习题二 计算机系统组成

计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的，硬件是指构成计算机的_____________ ，而软件则是在硬件系统上运行的____________________________。

计算机的工作原理可以概括为______________________。这个设计思想是由美籍匈牙利数学家_________________________在1945年提出来的。

冯。诺依曼式的计算机硬件系统主要由___________,__________,__________,____________和________________五部分组成的。

计算机中进行算术运算与逻辑运算的部件是________________。

计算机的指挥中心是_______________,它负责对计算机的各个部件的操作进行控制，相互协作共同完成某一 件事情。

存储器是用来存放原始数据和程序的部件，通常可分为_____________和____________两类。 PC机的主机及其附属电路都装在一块电路板上，称为___________________。 ________________是PC机中最核心的部件，它决定了PC机的

二代测序领域最新进展总结

二代测序技术给生命科学领域带来了彻底的改变，而NGS领域本身也在经历着某种意义导上的变革。本文对二代测序领域的最新进展做了小结，其涉及的公司包括454 Life 读 Sciences, Illumina, Life Technologies, Pacific Biosciences, Oxford Nanopore等。

自从哈佛大学遗传学家George Church和454 Life Sciences公司Jonathan Rothberg掀起二代测序NGS的革命以来，已经过去了将近十年。毫不夸张地说，这段时间以来NGS技术已经发生了翻天覆地的变化，在测序通量突飞猛进的同时，测序成本直线下降。

想当年454 Life Sciences公司测序580-kb的细菌基因组，需要四小时的工作循环。而今年一月份Illumina公司发布的HiSeq X Ten测序系统，能够以千元成本测序完整的人类基因组，最多每天能测序600 billion bp。

如今，二代测序技术给生命科学领域带来了彻底的改变。而NGS领域本身也在经历着某种意义上的变革。正因如此，基因组学Archon X奖（Archon Genomics X Prize）不得不于去

计算机组成测试题一

三、分析计算题(40分)

1. (8分)已知 x=0.101101，y=－0.100110 ，用补码二位乘法计算x×y。(要求过程)

2.（8分）某计算机字长16位，主存容量64K，包含8个16位通用寄存器，其中R0用做变址寄存器；共有100条指令，采用单地址指令格式，支持寄存器直接寻址、存储器间接、变址和相对寻址四种寻址方式，试问： 1） 请画出指令格式。

2） 写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式。 3） 各种寻址方式的寻址范围为多少字？

3．（6分）简述虚拟存储器的工作过程。 4．（8分）某计算机存储系统包含16KB结构为4路组相联的cache，主存容量为16MB，假设cache每块为16Bytes。

1） cache和主存各分为多少组？ 2） 写出主存的地址格式。

3） cache的地址标记至少应为多少位？

4） 主存地址23E4F8H将映射到cache的哪一组？

5．（6分）某计算机采用微程序控制器设计，已知每一条机器指令的执行过程均可分解成7条微指令组成的微程序，该机指令系统采用10位定长操作码格式。问 1） 控制存储器至少应能容纳多少条微指令？

2） 如何确定机器指令操作码与该指令微程序的起始地址的对

计算机组成测试题一

三、分析计算题(40分)

1. (8分)已知 x=0.101101，y=－0.100110 ，用补码二位乘法计算x×y。(要求过程)

2.（8分）某计算机字长16位，主存容量64K，包含8个16位通用寄存器，其中R0用做变址寄存器；共有100条指令，采用单地址指令格式，支持寄存器直接寻址、存储器间接、变址和相对寻址四种寻址方式，试问： 1） 请画出指令格式。

2） 写出各种寻址方式的有效地址EA的计算式。 3） 各种寻址方式的寻址范围为多少字？

3．（6分）简述虚拟存储器的工作过程。 4．（8分）某计算机存储系统包含16KB结构为4路组相联的cache，主存容量为16MB，假设cache每块为16Bytes。

1） cache和主存各分为多少组？ 2） 写出主存的地址格式。

3） cache的地址标记至少应为多少位？

4） 主存地址23E4F8H将映射到cache的哪一组？

5．（6分）某计算机采用微程序控制器设计，已知每一条机器指令的执行过程均可分解成7条微指令组成的微程序，该机指令系统采用10位定长操作码格式。问 1） 控制存储器至少应能容纳多少条微指令？

2） 如何确定机器指令操作码与该指令微程序的起始地址的对

1．第6题

下列____不属于浮点加法的流水段？

A.对阶

B.阶码相加 C.尾数加减

D.规格化及舍入处理

标准答案：B 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

2．第7题

存储器容量为64M字，字长32位，模块数m = 10，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。假定存储周期为T = 200ns，数据总线宽度为32位，总线周期为τ= 20ns。若连续读出10个字，顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是 。

A.320Mb/s，1684Mb/s B.842Mb/s，320Mb/s C.160Mb/s，842Mb/s D.160Mb/s，1600Mb/s

标准答案：C 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

3．第10题

下面哪个标志触发器是CPU是否受理中断或者批准中断的标志____。

A.准备就绪的标志(RD) B.允许中断触发器(EI) C.中断请求触发器(IR) D.中断屏蔽触发器(IM)

标准答案：D 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

4．第16题

微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是____。

A.每一条机器指令由一条微指令来执行

B.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行

简答题

第一章 计算机系统概论

1.5冯?诺依曼计算机的特点是什么？P8 解：

?计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； ?指令和数据以同同等地位存放于存储器内 ,并可按地址寻访。 ?指令和数据均用二进制表示；

?指令由操作码、地址码两大部分组成；操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

?指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；

?机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。

1.7解释下列概念：

主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10

主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成； 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。

存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。

存储字：一个存储单元所存二进制

机 密★启用前

大连理工大学网络教育学院

2017年春《计算机组成原理》

期末考试复习题

☆ 注意事项：本复习题满分共：400分。

一、名词解释

1.汇编语言虚拟机：将汇编语言源程序汇编为机器语言程序，然后在实际机器上执行。

2.高级语言虚拟机：将高级语言程序翻译为汇编语言，然后再翻译为机器语言程序在实际机器上执行。 3.微程序机器：每条机器指令的执行通过一段微程序的执行来实现。 4.存储字：存储单元中二进制代码的组合。 5.存储字长：存储单元中二进制代码的位数。 6.存储容量：大小为字数×字长。 7.PC（程序计数器）：存放当前欲执行指令的地址，具有自动“＋1”功能。 8.IR（指令寄存器）：存放当前欲执行的指令。 9.ID（指令译码器）：分析当前指令的功能。

10.机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 11.MIPS：每秒执行的百万条指令数。 12.FLOPS：每秒执行的浮点指令数。 13.CPI：平均每条指令所需时间。

14.同步通信：发送时钟信号来同步数据传送。 15.异步通信：没有时钟，采用握手信号同步。 16.半同步通信：同步、异步结合，插入等待周期。 17.分离式通信：传输周期划分为功能独

题型：

一、填空题（每空2分，共20分）

1. 为了能实现按地址访问的方式，主存中必须配置两个寄存器MAR和MDR。其中MAR是 存储器地址寄存器 寄存器用来存放欲访问的存储单元的地址，MDR是 存储器数据寄存器 。

2. 计算机的更新换代，主要集中体现在组成计算机的基本电路的电子元件上。

3. 总线按连接部件的不同，可以分为片内总线、系统总线和通信总线。其中， 系统总线 是指CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。

4. 系统总线按传输信息的不同，可以分为：数据总线、控制总线、地址总线三类。

5. 总线通信控制有四种方式，分别为：同步通信、异步通信、半同步通信、分离式通信。

6. 完成一次总线操作的时间称为总线周期，可分为申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段四个阶段。

7. 异步通信的应答方式可分为不互锁、半互锁和全互锁三种类型

8. 在存储系统层次结构中，缓存－主存层次主要解决的问题是 CPU和主存速度不匹配的问题。主存－辅存层次主要解决的

问题是存储系统的容量问题。

9. 动态RAM中，刷新是按 行 进行的。刷新方式有三种方式，即：集中刷新、分散刷新和异步刷新。

10. 存储容量的扩展方法中， 字扩展

机 密★启用前

大连理工大学网络教育学院

2017年春《计算机组成原理》

期末考试复习题

☆ 注意事项：本复习题满分共：400分。

一、名词解释

1.汇编语言虚拟机：将汇编语言源程序汇编为机器语言程序，然后在实际机器上执行。

2.高级语言虚拟机：将高级语言程序翻译为汇编语言，然后再翻译为机器语言程序在实际机器上执行。 3.微程序机器：每条机器指令的执行通过一段微程序的执行来实现。 4.存储字：存储单元中二进制代码的组合。 5.存储字长：存储单元中二进制代码的位数。 6.存储容量：大小为字数×字长。 7.PC（程序计数器）：存放当前欲执行指令的地址，具有自动“＋1”功能。 8.IR（指令寄存器）：存放当前欲执行的指令。 9.ID（指令译码器）：分析当前指令的功能。

10.机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 11.MIPS：每秒执行的百万条指令数。 12.FLOPS：每秒执行的浮点指令数。 13.CPI：平均每条指令所需时间。

14.同步通信：发送时钟信号来同步数据传送。 15.异步通信：没有时钟，采用握手信号同步。 16.半同步通信：同步、异步结合，插入等待周期。 17.分离式通信：传输周期划分为功能独