计算机组成原理是计算机科学的基础,涉及计算机硬件的各个组成部分及其工作原理。以下是对期中考试题目涉及知识点的详细解释:
1. IEEE754单精度浮点数:这是用于表示浮点数的标准格式,包括一个符号位、指数部分和尾数部分。题目中的45100000H转换为十进制是1.125,指数是10,所以该数表示为(+1.125)10 × 2^10。
2. 定点小数补码:补码用来表示有符号整数,而定点小数则是指小数点固定不变的数值。最大正小数是+(1– 2^-p),其中p为小数点后的位数。对于16位定点小数补码,p=15,所以最大正小数是+(1– 2^-15)。
3. 补码和移码的关系:补码用于表示有符号整数,移码常用于表示浮点数的指数,其中零的补码和移码相同。补码的符号位与数值相反,移码则将符号位取反后加1。
4. 存储器地址和数据寄存器位数:512MB的地址空间需要29位来表示,因为2^29 = 512 * 2^20。每次读写32位数据,因此数据寄存器为32位。
5. 规格化浮点数:尾数规格化意味着最高位始终为1(不存储),这使得浮点数的表示更高效。只有D选项满足规格化条件。
6. 动态RAM刷新:动态RAM需要周期性刷新以保持数据,刷新是以存储矩阵行(行刷新)为单位进行的。
7. 奇偶校验:偶校验要求字符码中1的个数为偶数,所以D选项符合偶校验规则。
简答题:
1. 加法器与ALU区别:加法器仅能执行加法运算,而ALU可以执行多种算术和逻辑运算,如加减乘除、与或非等。
2. 隐蔽位:在IEEE 754浮点数格式中,隐藏位是指尾数最高位1,它在传输和存储时不需要显式表示,但在计算中需要恢复。
3. 浮点数精度和范围:取决于阶码和尾数的位数,阶码决定了指数范围,尾数决定了数值精度。
应用题:
- 存储器总容量:12K×8位,即12 * 1024 * 8位。
- 位扩展每组需要2个芯片。
- 已实现3组字扩展。
- 第三组地址范围是A000H到AFFFH。
- 系统使用部分译码方式来选择存储芯片。
第二部分:
1. 浮点数表示的最大正数、非0最小正数、最大负数和最小负数的计算,需要根据浮点数格式的定义来确定,具体计算涉及到阶码的偏移量、尾数的规格化和符号位。
2. 基址寻址与变址寻址的区别在于,基址寻址中基址寄存器提供基地址,指令提供偏移量;变址寻址中,变址寄存器提供变址,指令提供增量。
3. 影响流水线性能的因素包括流水线段延迟差异、数据相关(数据冒险)、控制相关(分支预测错误)等。
4. 机器数为16位,移位1次需要10ns,这里涉及的可能是移位速度对计算速度的影响。
以上是计算机组成原理期中考试涉及的主要知识点和解答。这些内容涵盖了浮点数表示、定点数表示、存储器组织、数据处理和寻址模式等多个方面。理解并掌握这些知识对于深入理解计算机硬件的工作原理至关重要。