计算机组成原理试卷B解析：Cache命中率与平均访问时间计算

"这是一份关于计算机组成原理的考试试卷B及答案，涵盖了计算机组成原理的基础知识，包括操作码、寻址方式、Cache性能评估以及单总线CPU内部结构等核心概念。" 在这份计算机组成原理的考试试卷B中，我们可以看到几个关键的知识点： 1. 指令格式设计：试题提到了一个指令格式，其中OP字段有7位，能表示120种不同的操作；M字段有3位，支持5种寻址方式；A字段有6位，用于形成形式地址。这涉及到计算机指令系统的设计，包括操作码和寻址模式的选择。 2. 寻址方式与寻址范围：直接寻址方式下，最大寻址范围是2的6次方，即64个地址。这是基于A字段的6位长度计算得出的。同时，由于存储字长为16位，因此一次间址的寻址范围是2的16次方，即65536个地址。 3. Cache性能分析：在CPU执行程序时，Cache完成了3800次存取，而主存完成了200次。这些数据用于计算Cache的命中率（H）和平均访问时间（Ta）。Cache命中率H等于Cache完成的存取次数除以总存取次数，平均访问时间则通过命中率乘以Cache存取周期加上未命中的比例乘以主存存取周期来计算。 4. 单总线CPU结构：试题描绘了单总线CPU的内部框图，涉及到了IR（指令寄存器）、PC（程序计数器）、AR（内存地址暂存器）、DR（内存数据暂存器）、Y和Z寄存器。IR存储当前执行的指令，PC用于存放下一条指令的地址，AR和DR在数据传输中起临时存储作用，Y寄存器通常用于存储ALU的一个操作数，Z寄存器保存ALU的运算结果。 5. 指令周期流程：试题要求绘制ADD(R1), R2指令的执行流程图，这是一个典型的寄存器间接寻址的加法指令。流程图会展示从读取指令、解码、获取操作数、执行运算到写回结果的整个过程。 这份试卷和答案提供了对计算机硬件基础的深入理解，包括指令系统设计、存储层次的性能评估以及CPU内部工作原理。对于学习和复习计算机组成原理的学生来说，是非常有价值的参考资料。