Kiểm tra cuối HK – Kiến trúc Máy tính – CS2009 Trang 1/2

Trường ĐH Bách Khoa TP.HCM
Khoa KH & KT Máy tính
ĐỀ THI CUỐI HỌC KỲ I – 2009-2010
Môn Kiến trúc Máy tính (CSE504002)
Thời gian: 90 phút
(Được tham khảo tài liệu, không được sử dụng máy tính laptop) Bài 1: (2 điểm) Một nhóm kỹ sư đang thiết kế một bộ xử lý đơn giản. Họ phải chọn lựa giữa
cách hiện thực theo kiểu pipeline và không pipeline. Các thông số thiết kế cho 2 cách hiện thực
này được thể hiện trong bảng sau:
Thông số thiết kế
Cách hiện thực
pipeline
Cách hiện thực
không pipeline
Tốc độ xung clock
600MHz
450MHz
CPI cho các lệnh truy xuất bộ nhớ
2.5
1.2
CPI cho các lệnh số học/luận lý
1
1
CPI cho các lệnh điều khiển
2

li $t5, 100 # Loop bound
loop: lw $t1, 0($a1) # Load A[i-1]
lw $t2, 4($a2) # Load B[i]
add $t3, $t1, $t2 # A[i-1] + B[i]
sw $t3, 4($a1) # A[i] = A[i-1] + B[i]
addi $a1, 4 # Go to i+1
addi $a2, 4 # Go to i+1
addi $t0, 1 # Increment index variable
bne $t0, $t5, loop # Compare with Loop Bound
halt: nop
Kiểm tra cuối HK – Kiến trúc Máy tính – CS2009 Trang 3/2

Bài 3: (2 điểm) Cho một bộ xử lý có bộ nhớ vật lý 16KB, đánh địa chỉ theo từng byte và một
cache có kích thước mỗi dòng là 8 byte.
a. Giả sử cache dùng phương thức ánh xạ trực tiếp với trường tag trong địa chỉ là 7 bit.
Trình bày khung dạng địa chỉ bộ nhớ và xác định các thông số sau: số khối trong bộ nhớ
chính và số dòng trong cache
Số đơn vị có khả năng định vị địa chỉ là byte
Bộ nhớ có 16KB = 2
14
dùng địa chỉ 14 bit để xác định byte.
Một khối trong bộ nhớ chính bằng một dòng trong cache (8 byte = 2
3
) nên bộ nhớ
chính có 2
14
/2

11
khối.
Một dòng trong cache có 8 byte nên cần 3 bit cho phần byte offset, phần tag là 8 bit
số bit để xác định tập hợp là 14-8-3=3 bit => có 2
3
tập hợp trong cache, mỗi tập
hợp có 4 dòng => có tất cả 2
3
* 4 = 2
5
dòng trong cache.
Tag
Set
Byte
8 bit
3 bit
3 bit

Kiểm tra cuối HK – Kiến trúc Máy tính – CS2009 Trang 4/2

Bài 4: (1.5 điểm) Một số bộ xử lý có thanh ghi cờ đặc biệt để chứa các bit trạng thái như: bit
carry, bit overflow, … Mô tả sự khác nhau về chức năng giữa bit carry và bit overflow.
Cho ví dụ một tác vụ số học để minh họa sự khác nhau này.
Cờ carry được thiết lập khi tác vụ số học tạo ra bit carry vượt khỏi vị trí MSB của các toán hạng.
Cờ overflow được thiết lập khi tác vụ số học tạo ra bit carry vượt khỏi vị trí MSB của thanh ghi
vật lý chứa toán hạng.
Overflow xảy ra khi kích thước thanh ghi không đủ lớn để giữ kết quả của tác vụ số học, trong

Câu lệnh
Số lần
thực thi
Nạp lệnh
Đọc từ
thanh ghi
Tác vụ
của ALU
Truy xuất
bộ nhớ
Ghi vào
thanh ghi
Thời gian
thực thi
sw
17
100
20
30
100

250
lb
17
100
20
30
100
20
270