哈工大2005春季计算机组成原理试题详解

本资源是一份计算机组成原理的试题，包含了2005年春季学期的考试题目，涵盖了填空题、简答题和部分计算题。以下是各部分的主要知识点总结： 1. 填空题： - 寄存器内容80H对应的真值为0，如果是原码表示，由于最高位为符号位，该机器数表示的是-128；如果是补码表示，则为+127。 - 32位浮点数中，阶码占用8位（包括1位阶符），尾数24位（含1位数符）。原码表示下，最小负数为1×2^(-128)，最大正数为2^(127-1)-2^-127；补码表示下，最大负数为-(2^(23-1)-1)，最小正数为2^(-127)。 - 对于16位的加减运算，原码一位乘、原码两位乘和补码Booth算法的时间复杂度分别为200ns、400ns和100ns。 - 64位机器寻址范围是128MB，即2^26字节。 - 组相联Cache的地址结构涉及地址的位数、组地址和字块标记位，具体计算可以得出总共有20位地址，其中标记位为4位，组地址位为6位。 - 中断处理中，需要保护CPU上下文，包括程序计数器和通用寄存器，前者通过硬件断点或堆栈保存，后者可能通过专用寄存器或内存区域来实现。 - 总线控制涉及数据传输和时序同步，集中式仲裁方式速度快但对故障敏感。 - 微指令设计中，根据控制信号种类和编码方式，操作控制字段的位数不同。直接编码方式下，取6位；字段直接编码方式下，取至少16位。 2. 简答题： - 中断隐指令是处理器在执行中断服务程序前自动插入的一条或几条指令，用于恢复中断前的工作状态，如清除中断标志、加载新程序地址等。 - 机器速度受制于多个因素，如CPU频率、缓存大小、指令集设计、内存带宽、I/O性能等。 - 题目要求根据中断源的优先级和服务程序的屏蔽字设置，分析中断处理顺序和中断处理流程图。 - 双重分组进位链是一种改进的进位链结构，特点是能并行计算，提高加法运算效率。 3. 计算题： - 题目给出了两个小数的机器数表示，并要求进行某种运算（未具体说明），考生需要将这些数转换为相应的机器数形式，并进行计算。 这份试题覆盖了计算机组成原理中的基本概念、运算器设计、中断系统、总线控制和指令系统设计等多个核心知识点，旨在测试学生的理论知识和实际应用能力。