计算机组成原理考试题目与概念解析

本资源是一份计算机组成原理考试试卷，涵盖了多个关键知识点。以下是详细解析： 1. DMA数据块传送阶段： DMA（Direct Memory Access）是一种无需CPU干预的高速数据传输方式，它包括初始化、数据传输和结束三个阶段。初始化阶段设置传输参数，数据传输阶段CPU与DMA控制器并行工作，而结束阶段则是数据传输完成后清理相关资源。 2. 加法和移位时间计算： 题目涉及了原码和补码运算的时间复杂性。对于16位（不包括符号位）的原码乘法，由于每次加法和移位都需要100ns，考虑到可能需要多次操作才能完成最高位的乘积，原码乘法的最长时间可能会远超过100ns。而对于补码Booth算法，这是一种用于快速进行乘法的优化算法，通常比原码乘法更快，但具体时间取决于算法实现的效率，可能少于100ns。 3. 相对寻址转移指令： 转移指令中，第二字节的补码位移量决定了目标地址。对于第一个例子，从3008H跳转到300FH，位移量为1，所以第二字节应为FFH。第二个例子，从300FH跳转到3004H，位移量为-4，但在计算机中，减去4后表示为ECH。 4. 浮点数表示： 浮点数的表示涉及到阶码和尾数的编码格式。最大正数的机器数形式是尾数部分全为1（规格化表示），阶码为最大正数（移码表示），对应的真值是2^24 - 1（十进制表示）。最小负数的机器数形式是尾数为最小规格化形式（-1.0），阶码为最小负数，真值为-2^24（十进制表示）。 5. I/O编址方式： 利用指令进行输入输出操作的I/O编址方式为统一编址，这种模式下，I/O设备的地址和内存地址共用同一空间，简化了硬件设计。 6. Cache和存储系统层次结构： 组相联Cache的计算涉及地址的位数，128块每组4块意味着组地址需要4位，主存有16384块，每块64字，所以主存地址需要14位（14位地址表示16384块）。主存字块标记通常用于区分不同的字，因此可能需要额外的标志位，具体数量未给出。 7. 存储系统判优控制： 总线集中式判优控制中，独立请求方式对故障较敏感，因为每个设备都独立发送请求，一旦某个设备出现故障可能导致整体性能下降。而链式请求方式速度最快，因为请求是逐级传递的，但对一致性要求较高。同步通信效率受时钟周期和数据传输延迟的影响，通常用于实时性和响应时间要求高的应用。 总结来说，这份试卷主要测试学生对计算机组成原理的深入理解，包括DMA操作、数字逻辑运算、存储器管理、指令系统、浮点数表示、I/O技术、Cache结构以及存储系统控制等核心概念。解答这些题目需要扎实的理论基础和实际操作经验。