计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要基础课程,它涵盖了计算机硬件的基本概念、设计原理和工作方式。以下是对全国研究生考试计算机组成原理统考试题中涉及的知识点的详细解析:
1. **CPU速度提升与运行时间**:题目12讨论了CPU速度提升对程序运行时间的影响。当CPU速度提高50%时,由于I/O时间未变,基准程序A的运行时间将相应减少,但由于I/O时间占比小,所以整体运行时间不会减半,答案是D.70秒。
2. **数据类型与位宽**:题目13考察了C语言中数据类型的位宽和转换。`short`类型转换为`int`类型,位宽不变,因此16位的无符号短整型值65530转换后仍为65530,其十六进制表示为`0000 FFFA`,答案是B。
3. **浮点数表示**:题目14涉及IEEE754单精度浮点数格式。最大正整数表示为1.0 * (2^127 - 2^103),答案是D。
4. **对齐存储与内存布局**:题目15讨论了结构体在内存中的布局。由于数据对齐规则,`int`类型的`a`占4个字节,`char`的`b`占1个字节,`short`的`c`占2个字节,所以`c`的地址是`0xc00C`,但题目要求低地址,所以答案是D。
5. **闪存特性**:题目16涉及闪存(Flash Memory)的性质。闪存是非易失性存储器,但读写速度不同,A选项错误。
6. **Cache性能**:题目17考察了Cache的命中率。根据给出的访问地址序列,我们可以计算出命中次数。采用2路组相联映射和LRU策略,命中次数是4次,答案是D。
7. **微指令编码**:题目18讨论了微指令操作控制字段的编码。有33个命令,分5类,需要计算最少的控制位数,答案是B。
8. **总线传输时间**:题目19计算了总线传输时间。128位数据需要2次传输,每次32位,总线频率为100MHz,每次传输1个时钟周期,所以总时间是40ns,答案是B。
9. **USB总线**:题目20指出USB支持热插拔、即插即用,可以扩展接口,但USB是串行总线,不能同时传输多位数据,答案是D。
10. **I/O总线信息**:题目21中,I/O总线数据线上传输的信息包括命令字、状态字和中断类型号,答案是D。
11. **中断处理**:题目22涉及中断处理过程,中断隐指令会保存断点,关闭中断,保存通用寄存器,并形成中断服务程序的入口地址,答案是D。
12. **性能指标计算**:综合应用题43涉及到计算机性能指标的计算,包括MIPS(每秒百万指令数)、Cache缺失次数、主存带宽、缺页率、DMA请求次数等,需要结合CPU频率、CPI、主存速度和磁盘I/O性能进行计算。
13. **总线仲裁**:在CPU和DMA控制器争用总线时,通常优先响应CPU的请求,因为CPU对实时性的要求更高。
14. **多体交叉存储器**:题目44中,4体低位交叉存储器的带宽计算要考虑每个存储体的传输周期和启动时间,以及存储体的数量。
以上知识点涵盖了计算机组成原理中的处理器设计、存储系统、I/O系统、总线通信等多个方面,体现了研究生考试对考生全面理解计算机硬件体系结构的要求。