厦门大学2012年秋计算机组成原理期末考题解析

"2012年厦门大学计算机组成原理期末考试试题涵盖了浮点数表示与计算、补码运算、指令系统、存储器组织及性能分析、磁盘存储器参数计算、中断嵌套分析、集中式仲裁机制、微指令设计以及主存地址映射等内容。" 1. **浮点数表示与计算**: - 浮点数由符号位S、指数E和尾数M组成，其真值表达式为x=(-1)^S × (1.M) × 2^(E-128)。问题中给出了特定的浮点数表示，要求计算其十进制值和规格化32位二进制表示。 2. **补码运算**: - 双符号位的变形补码用于表示正负整数，通过变形补码计算两个数的加减法，并判断是否有溢出。同时使用补码阵列乘法器计算乘积，并进行十进制验证。 3. **指令系统与寻址方式**: - 指令格式包含位移量D和寻址方式特征值X，根据不同的X值（00, 01, 10, 11），确定指令的有效地址。根据给定的寄存器值和地址，计算四种情况下的有效地址。 4. **存储器组织与性能分析**: - 分别计算顺序存储器和交叉存储器的带宽，考虑存储周期T、数据总线宽度和总线传送周期τ。顺序存储器的带宽是连续读取数据的速度，而交叉存储器利用多个模块并行读取来提高速度。 5. **磁盘存储器参数计算**: - 磁盘存储容量的计算涉及记录面数、道数、每道字节数和最小磁道直径。位密度是指每单位长度内的信息量，包括最大位密度（外磁道）和最小位密度（内磁道）。磁盘数据传输率是单位时间内能读写的位数。平均等待时间是磁盘旋转一周的时间的一半。磁盘地址通常包含磁头号、柱面号和扇区号。 6. **中断嵌套**: - 图形表示了中断嵌套的过程，需要分析中断系统的重叠级别，并解释图中的中断执行流程。 7. **集中式仲裁方式**: - 集中式仲裁包括多种方式，如链式查询，其逻辑结构框图展示设备之间的连接方式，工作原理是设备按顺序发送请求，由仲裁器依次处理。 8. **微指令设计**: - 给定8条微指令和对应的微命令，设计微指令的控制字段格式，以确保高效利用8位控制字段，同时满足各种微命令的需要。 9. **主存地址映射**: - 在64位机中，26位地址码用于4M*8位的DRAM芯片，需要讨论如何映射这些地址到内存单元上，这可能涉及到页表、内存分页等概念。 以上是试题中涉及的主要知识点，涵盖了计算机组成原理中的核心概念，包括数值表示、运算、指令系统、存储组织、输入/输出管理以及系统级设计等多个方面。