Câu hỏi và trả lời bài tập kiến trúc máy tính ĐH Cần Thơ.

CÂU HỎI KIẾN TRÚC MÁY TÍNHCHƯƠNG 11.Số nhị phân 8 bit (11010101) tương ứng với số nguyên thập phân có dấu là bao nhiêu trong các phép biểu diễn số có dấu sau đây: a.Dấu và trị tuyệt đối. b.Số bù 1. c.Số bù 2. d.Số thừa K=128. 2.Cho số nguyên 65, biểu diễn số nguyên dưới dạng nhị phân 8 bit trong các phép biểu diễn sau:a.Dấu và trị tuyệt đối. b.Số bù 1. c.Số bù 2. d.Số thừa K=128.3.Đổi các số sau đây: a.0100102 sang số thập phân. b.109010 sang Số nhị phân. c.20.875 sang số nhị phân. d.2010 sang số nhị phân 16 bits. 4.Biểu diễn các số thực dưới đây bằng số có dấu chấm động chính xác đơn 32 bit.a.135.75.b.581.675.c.1150.6875.d.11257. 125CHƯƠNG 21.Load R28, (1500) ; Cho biết mã tác vụ Load: 001001.2.Load R20, 400(R17) ; Cho biết mã tác vụ Load: 001001.3.Store R12, (R24) ; Cho biết mã tác vụ Store: 001010.4.Add R25, R17, R13 ; Cho biết mã tác vụ Add: 011010.5.Sub R2, R16, 1250; Cho biết mã tác vụ Sub: 011011.CHƯƠNG 31.Load R5, (R20).2.Store R7, 100(R21).3.Add R5, R4, R20.4.Sub R10, R12, R24.5.AND R5, R2, R15.6.OR R15, R3, R7.7.JMP R7.8.BRA +5.9.BGT R4, +2.CHƯƠNG 4Cho một bộ nhớ cache tương ứng trực tiếp có 8 khối, mỗi khối có 16 byte. Bộ nhớ trong có 256 khối. Khi thành công cache sử dụng cách ghi lại; Khi thất bại cache dùng cách ghi có nạp. 1.Giả sử lúc khởi động, 8 khối sau đây của bộ nhớ trong đã được đưa lên cache: 8, 17, 23, 34, 38, 67, 69, 132. Viết bảng nhãn của các khối hiện đang nằm trong cache. 2.Cập nhật bảng nhản khi CPU lần lượt đưa ra các địa chỉ sau đây để đọc ghi vào bộ nhớ trong: a.Đọc: 43FH b.Đọc: 82AH c.Đọc: 915H d.Ghi: 08CH e.Ghi: B4AH f.Ghi: 45DH g.Đọc: 5E9H h.Ghi: C7AH i.Đọc: D85H j.Ghi: 92AH k.Đọc: 6C5H l.Ghi: 458H

Trang 1

CÂU HỎI KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 1

1 Số nhị phân 8 bit (11010101) tương ứng với số nguyên thập phân có dấu là bao

nhiêu trong các phép biểu diễn số có dấu sau đây:

a Dấu và trị tuyệt đối

b Số bù 1

c Số bù 2

d Số thừa K=128

2 Cho số nguyên -65, biểu diễn số nguyên dưới dạng nhị phân 8 bit trong các

phép biểu diễn sau:

a Dấu và trị tuyệt đối

b Số bù 1

c Số bù 2

d Số thừa K=128

3 Đổi các số sau đây:

a 0100102 sang số thập phân

b 109010 sang Số nhị phân

c 20.875 sang số nhị phân

d -2010 sang số nhị phân 16 bits

4 Biểu diễn các số thực dưới đây bằng số có dấu chấm động chính xác đơn 32

bit

a 135.75

b -581.675

c 1150.6875

d -11257 125

CHƯƠNG 2

1 Load R28, (1500) ; Cho biết mã tác vụ Load: 001001

2 Load R20, 400(R17) ; Cho biết mã tác vụ Load: 001001

3 Store R12, (R24) ; Cho biết mã tác vụ Store: 001010

4 Add R25, R17, R13 ; Cho biết mã tác vụ Add: 011010

5 Sub R2, R16, #-1250; Cho biết mã tác vụ Sub: 011011

CHƯƠNG 3

1 Load R5, (R20)

2 Store R7, 100(R21)

3 Add R5, R4, R20

4 Sub R10, R12, R24

Trang 2

5 AND R5, R2, R15

6 OR R15, R3, R7

7 JMP R7

8 BRA +5

9 BGT R4, +2

CHƯƠNG 4

Cho một bộ nhớ cache tương ứng trực tiếp có 8 khối, mỗi khối có 16 byte Bộ nhớ trong có 256 khối Khi thành công cache sử dụng cách ghi lại; Khi thất bại cache dùng cách ghi có nạp

1 Giả sử lúc khởi động, 8 khối sau đây của bộ nhớ trong đã được đưa lên cache:

8, 17, 23, 34, 38, 67, 69, 132 Viết bảng nhãn của các khối hiện đang nằm trong cache

2 Cập nhật bảng nhản khi CPU lần lượt đưa ra các địa chỉ sau đây để đọc / ghi vào bộ nhớ trong:

a Đọc: 43FH

b Đọc: 82AH

c Đọc: 915H

d Ghi: 08CH

e Ghi: B4AH

f Ghi: 45DH

g Đọc: 5E9H

h Ghi: C7AH

i Đọc: D85H

j Ghi: 92AH

k Đọc: 6C5H

l Ghi: 458H

Trang 3

BÀI GIẢI CHƯƠNG 1

Câu 1 Số nhị phân 8 bit (11010101) tương ứng với số nguyên thập phân có dấu là bao nhiêu trong các phép biểu diễn số có dấu sau đây:

a Dấu và giá trị tuyệt đối:

Ta có công thức:

( ) ∑

=> N = (-1)1*(1*26+0*25+1*24+0*23+1*22+0*21+1*20)

=> N = -8510

Kết quả: -8510

b Số bù 1:

Vì phép biểu diễn là số bù 1 và có bit dấu là 1 => là số âm, nên ta có:

110101012 = 001010102 (biểu diễn số dương)

Dựa trên công thức câu a ta có:

N = (-1)0*(0*26+1*25+0*24+1*23+0*22+1*21+0*20)

=> N = 4210

=> (00101010)2 = 4210

=> (11010101)2 = -4210

Kết quả: -4210

c Số bù 2:

Ta có công thức:

∑

=> N = -1*27+(1*26+0*25+1*24+0*23+1*22+0*21+1*20)

=> N = -4310

Kết quả: -4310

d Số thừa K=128:

Vì phép biểu diễn số thừa K=128 và có bit dấu là 1 => là số âm, nên ta có

110101012 biểu diễn số nguyên dương

=> N = (1*27+1*26+0*25+1*24+0*23+1*22+0*21+1*20) – 128

=> N = 8510

Kết quả: 8510

Câu 2 Cho số nguyên -65, biểu diễn số nguyên dưới dạng nhị phân 8 bit trong các

phép biểu diễn sau:

a Dấu và trị tuyệt đối:

65/2 = 32 dư 1

32/2 = 16 dư 0

16/2 = 8 dư 0

8/2 = 4 dư 0

4/2 = 2 dư 0

2/2 = 1 dư 0

1/2 = 0 dư 1

Trang 4

=> 6510=10000012

Do số nguyên -65 là dương nên bit dấu là 1 nên -6510 = 110000012

Kết quả: -6510 = 110000012

b Số bù 1:

Ta có : 6510 = 010000012

Lấy bù 1 : -6510 = 101111102

Kết quả: -6510 = 101111102

c Số bù 2:

Ta có : 6510 = 010000012

Lấy bù 1 : -6510 = 101111102

Cộng thểm 110 = 000000012 :

101111102 + 000000012 = 101111112

Kết quả: -6510 = 101111112

d Số thừa K=128:

Ta có: 128 – 65 = 63

Đổi số 63 sang số nhị phân ta được biểu diễn của số -65 dưới dạng nhị phân

8 bit trong phép biểu diễn số thừa K = 128

63/2 = 31 dư 1

31/2 = 15 dư 1

15/2 = 7 dư 1

7/2 = 3 dư 1

3/2 = 1 dư 1

1/2 = 0 dư 1

=> 6310 = 001111112 (biểu diễn nhị phân)

=> -6510 = 001111112 (biểu diễn theo số thừa K=128)

Kết quả: -6510 = 001111112

Bài 3 Đổi các số sau đây:

a 0100102 sang số thập phân:

0100102 = 0*20+1*21+0*22+0*23+1*24+0*25 = 1810

Kết quả: 1810

b 1050 sang số nhị phân:

1050/2 = 525 dư 0

525/2 = 262 dư 1

262/2 = 131 dư 0

131/2 = 65 dư 1

65/2 = 32 dư 1

32/2 = 16 dư 0

16/2 = 8 dư 0

8/2 = 4 dư 0

4/2 = 2 dư 0

2/2 = 1 dư 0

1/2 = 0 dư 1

=> 105010 = 100000110102

Trang 5

Kết quả: 105010 = 100000110102

c 20.875 sang số nhị phân :

Ta đổi phần nguyên 2010 sang số nhị phân:

20/2 = 0 dư 0

10/2 = 5 dư 0

5/2 = 2 dư 1

2/2 = 1 dư 0

1/2 = 0 dư 1

=> 2010 = 101002

Ta đổi phần thập phân 0.875 sang số nhị phân:

0.875*2 = 1,75=> 1

0.75*2 = 1,5 => 1

0.5*2 = 1 => 1

=> 0.87510 = 1112

Kết quả: 10100.1112

d -2010 sang số nhị phân 16 bit

Ta đổi số thập phân 2010 sang số nhị phân tương tự các câu trước ta được

201010 = 0000 0111 1101 10102

=> -201010 = 1000 0111 1101 10102

Kết quả: -201010 = 1000 0111 1101 10102

Bài 4 Biểu diễn các số thực dưới đây bằng số có dấu chấm động chính xác đơn 32 bit

a 135.75

Ta đổi 135.7510 sang nhị phân tương tự câu 3.c được:

135.7510 = 10000111.112

Ta có: (-1)S

*(1,f1f2f3 … f23)*2(E – 127) Chuẩn hóa:

135.7510 = 10000111.112 = 1.000011111*27

Do 135.75 là số dương nên S = 02 (1 bit)

E – 127 = 7 <=> E = 134 => E = 13410 = 1000 01102 (8 bit)

f = 0000111112 = 000011111000000000000002 (23 bit)

Ta có:

135.7510 = 0 1000 0110 0000 1111 1000 0000 0000 0002

Kết quả: 135.7510 = 0 10000110 000011111000000000000002

b -581.675

Ta có phần nguyên đổi sang nhị phân tương tự các câu trên

Đổi phần thập phân: 0.675*2 = 1.35 => 1

0.35*2 = 0.7 => 0 0.7*2 = 1.4 => 1 0.4*2 = 0.8 => 0 0.8*2 = 1.6 => 1 0.6*2 = 1.2 => 1

Trang 6

0.2*2 = 0.4 => 0 (0.4*2 = 0.8) (lặp lại từ dòng 4)

=> Phần thập phân 101(0110)

581.67510 = 1001000101.101(0110)2 = 1.001000101101(0110) * 29

Do -581.67510 là số âm nên S = 12 (1 bit)

E – 127 = 9 <=> E = 136 => E = 13610 = 1000 10002 (8 bit)

Kết quả: -581.67510 = 1 10001000 001000101101011001100112

c 1150.6875

1150.687510 = 10001111110.10112 = 1.100011111101011 * 210

Do 1150.687510 là số dương nên S = 02 (1 bit)

E – 127 = 10 <=> E = 137 => E = 13710 = 1000 10012 (8 bit)

f = 1000111111010112 = 1000 1111 1101 0110 0000 0002 (23 bit)

Kết quả: 1150.687510 = 0 10001001 100011111101011000000002

d -11257.125

-11257.12510 = 10101111111001.0012 = 1.0101111111001001 * 213

Do -11257.12510 là số âm nên S = 12 (1 bit)

E – 127 = 13 <=> E = 140 => E = 14010 = 1000 11002 (8 bit)

Kết quả: -11257.12510 = 1 10001100 010111111100100100000002

Trang 7

CHƯƠNG 2

Bài 1 Load R28, (1500) ; Cho biết mã tác vụ Load: 001001

Bài 2 Load R20, 400(R17) ; Cho biết mã tác vụ Load: 001001

Bài 3 Store R12, (R24) ; Cho biết mã tác vụ Store: 001010

Bài 4 Add R25, R17, R13 ; Cho biết mã tác vụ Add: 011010

Bài 5 Sub R2, R16, #-1250; Cho biết mã tác vụ Sub: 011011

CHƯƠNG 3

1 Load R5, (R20)

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

b Giải mã lệnh và đọc các thanh ghi nguồn

A  0

B  R20

PC  PC + 4

0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0

0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0

0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0

Op code (6bit) Th/g S.L (5bit) Th/g đc (5bit) Số có dấu (toán hang tức thì 16bit)

Trang 8

c Thi hành lệnh

MAR  A + B

d Thâm nhập bộ nhớ / nhảy lần cuối

MDR  M[MAR]

e Lưu kết quả

R5  MDR

2 Store R7, 100(R21)

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

A  100

B  R21

PC  PC + 4

MAR  A + B

MDR  R7

d Thâm nhập bộ nhớ / nhảy lần cuối

M[MAR]  MDR

3 Add R5, R4, R20

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

A  R4

B  R20

PC  PC + 4

Ngã ra ALU  A + B

d Lưu kết quả

R5  Ngã ra ALU

4 Sub R10, R12, R24

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

A  R12

B  R24

PC  PC + 4

Ngã ra ALU  A - B

R10  Ngã ra ALU

Trang 9

5 AND R5, R2, R15

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

A  R2

B  R15

PC  PC + 4

Ngã ra ALU  A AND B

R5  Ngã ra ALU

6 OR R15, R3, R7

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

A  R3

B  R7

PC  PC + 4

Ngã ra ALU  A OR B

R15  Ngã ra ALU

7 JMP R7

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

A  0

B  R7

PC  PC + 4

Ngã ra ALU  B

d Thâm nhập bộ nhớ hoặc nhảy lần cuối

PC  Ngã ra ALU

8 BRA +5

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

PC  PC + 4

Trang 10

Ngã ra ALU  PC + 5*4

PC  Ngã ra ALU

9 BGT R4, +2

a Đọc lệnh

MAR  PC

IR  M[MAR]

A  R4

B  2*4

PC  PC + 4

Nếu điều kiện trên A thỏa thì Ngã ra ALU  PC + B

PC  Ngã ra ALU

Nếu không thỏa điều kiện, thực hiện lệnh kế tiếp

CHƯƠNG 4

1 Viết bảng nhãn của các khối hiện đang nằm trong cache

8 0 0 0 0 1 0 0 0

17 0 0 0 1 0 0 0 1

23 0 0 0 1 0 1 1 1

34 0 0 1 0 0 0 1 0

38 0 0 1 0 0 1 1 0

67 0 1 0 0 0 0 1 1

69 0 1 0 0 0 1 0 1

132 1 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

Trang 11

2 Cập nhật bảng nhãn khi CPU lần lượt đưa ra các địa chỉ sau đây để đọc/ ghi vào bộ nhớ trong:

Đọc 43FH : 01000 011 1111

a

Đọc 82AH : 10000 010 1010

b

Đọc 915H : 10010 001 0101

c

Ghi 08CH : 00001 000 1100

d

Ghi B4AH : 10110 100 1010

e

Ghi 45DH : 01000 101 1101

f

Đọc 5E9H : 01011 110 1001

g

Ghi C7AH : 11000 111 1010

h

Đọc D85H : 11011 000 1101

i

Ghi 92AH : 10010 010 1010

j

Đọc 6C5H : 01101 100 0101

k

Ghi 458H : 01000 101 1000

l.

a Đọc 43FH: 010000111111

M = 0 đọc dữ liệu từ bộ nhớ cache, bản nhãn không thay đổi

Chỉ số Nhãn M

Chỉ

số

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

Chỉ

số

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

Thành công

Trang 12

b Đọc 82AH: 100000101010

M = 0  Nạp khối mới lên cache, cập nhật bản nhãn, đọc dữ liệu từ bộ nhớ cache

c Đọc 915H: 100100010101

Chỉ

số

0 0 0 0 0 1 0

1 1 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

Thất bại

Trang 13

d Ghi 08CH: 000010001100

M = 0  Chỉ ghi vào bộ nhớ cache, cập nhật bit M = 1

e Ghi B4AH: 101101001010

M = 0  Ghi vào bộ nhớ trong và nạp khối lên cache, cập nhật bản nhãn

Chỉ

số

0 0 0 0 0 1 1

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 1 1 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

Thành công

Thất bại

Trang 14

f Ghi 45DH: 010001011101

M = 0  Chỉ ghi vào bộ nhớ cache, cập nhật bit M = 1

g Đọc 5E9H: 010111101001

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 1

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 1 0 1 1 0

7 0 0 0 1 0 0

Thành công

Thất bại

Trang 15

h Ghi C7AH: 11000 1111010

i Đọc D85H: 110110001101

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 1 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 1 1 0 1 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

Thất bại

Trang 16

j Ghi 92AH: 100100101010

M = 0  Nạp khối mới lên cache, cập nhật bản nhãn, đọc dữ liệu từ bộ nhớ

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 1 0 0 1 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 1 0 0 0 0 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0

1 0 0 0 1 0 0

2 0 0 1 0 0 0

3 0 1 0 0 0 0

4 0 1 1 0 1 0

5 0 1 0 0 0 0

6 0 0 1 0 0 0

7 0 0 0 1 0 0

Thất bại

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	919,96 KB