安徽大学计算机组成与结构期末试卷及答案解析

"安徽大学《计算机组成与结构》历年期末考试试卷（含答案）" 这篇内容涉及了计算机组成与结构的多个核心知识点，包括浮点数表示、寻址方式、流水线性能、指令周期、补码运算、I/O编址方式、Cache结构以及存储层次、总线控制和浮点数运算规则。 1. 浮点数表示：题目中提到了浮点数的表示方法，包括基值、阶码、数符和尾数，以及补码表示、规格化形式。最大正数由阶码最大值和正尾数计算得出，非0最小正数由阶码为0和正尾数最小值表示，最大和最小负数则需要考虑负的阶码和尾数。 2. 寻址方式：区分了变址寻址和基址寻址的概念，其中基址寻址的基址寄存器提供基地址，指令提供形式地址，而变址寻址中变址寄存器提供基地址，指令提供形式地址。 3. 流水线性能：讨论了影响流水线性能的两个关键因素，访存冲突和相关问题，例如数据相关和控制相关。 4. 补码运算与时间：补码除法和BOOTH算法所需时间的计算，体现了补码运算的时间复杂性。 5. 指令周期与时序系统：介绍了指令周期的概念，它由若干个机器周期组成，机器周期又由多个节拍构成。 6. 相对寻址转移指令：展示了如何根据当前指令地址和目标地址计算转移指令的位移量，以及补码表示的位移量如何影响转移地址。 7. I/O编址方式：统一编址是指将I/O设备的地址与内存地址统一处理，通过访存指令进行输入输出操作。 8. Cache结构与地址映射：描述了Cache的大小、组相联映射方式，以及计算主存地址、主存字块标记、组地址和Cache地址位数的方法。 9. 存储层次结构：Cache和主存、主存与辅存的层次关系，优化存储系统的性能。 10. 总线控制：比较了链式查询和独立请求两种总线判优控制方式的优缺点，以及同步通信中公共时钟设计的考虑。 11. 浮点数运算：讨论了浮点数补码表示下，尾数移位时阶码的调整规则，保持数值不变的情况下，右移需加1，左移需减1。 这些内容涵盖了计算机体系结构的基础知识，对于理解计算机内部工作原理和优化设计具有重要意义。学习者可以通过这些题目加深对计算机硬件基础的理解，并提升解决问题的能力。