【计算机组成原理知识点详解】
1. **CPU时钟频率与程序执行时间**:CPU时钟频率决定了处理器执行指令的速度,提高时钟频率可以缩短每个时钟周期内的操作时间,从而加快程序执行。优化数据通路结构可以减少指令执行中的延迟,例如通过改进流水线设计,增加并行计算能力。对程序进行编译优化则可以通过减少指令数量、优化循环结构等方式提高执行效率。因此,选项D(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)都是能缩短程序执行时间的有效措施。
2. **补码运算与溢出**:补码表示法用于整数的存储。在进行运算时,如果结果超出了所能表示的范围,就会发生溢出。题目中,r1×r2, r2×r3, r1×r4, r2×r4四个运算中,只有r2×r4的乘积会超出8位补码的表示范围,因此选D。
3. **数据类型转换与精度**:在不同精度的数据类型之间转换,可能会丢失精度。在32位机器上,i=785,f=1.5678e3,d=1.5e100。表达式分析如下:
- i==(int)(float)i:不会有精度损失,为真。
- f==(float)(int)f:f是更高精度,转换后精度不变,为真。
- f==(float)(double)f:转换为double精度更高,再转回float会有精度损失,为假。
- (d+f)-d==f:由于d是双精度,f是单精度,加法后d精度不变,减去d仍有精度损失,为假。所以,结果为“真”的是Ⅰ和Ⅱ,选A。
4. **存储器组织与地址映射**:8k×8位的存储器由2k×4位芯片组成,每个地址需要占用4个芯片。0B1FH对应的二进制地址是101100011111,前11位对应最小地址的高位部分,因此最小地址是0800H,选D。
5. **RAM与ROM的特性**:RAM是随机存取存储器,易失性,数据断电丢失;ROM是非易失性,数据保持。两者都采用随机存取方式访问,但RAM可用作Cache,而ROM常用于存储固定程序。刷新是RAM的特性,不是ROM的。因此,正确选项是A(仅Ⅰ和Ⅱ)。
6. **TLB、Cache与Page命中**:TLB是翻译查找缓冲,Cache是高速缓存,Page是分页机制。所有选项中,TLB未命中且Cache未命中,意味着需要从主存加载数据,Page未命中则意味着需要访问新的页面,这种情况是可能发生的,选A。
7. **汇编语言程序员可见的寄存器**:汇编程序员可以访问的寄存器包括程序计数器(PC)、通用寄存器等,而存储器相关的寄存器如MAR(存储器地址寄存器)和MDR(存储器数据寄存器)是硬件内部使用的,指令寄存器(IR)是可见的,选D。
8. **指令流水线阻塞**:数据旁路(转发)可以避免流水线阻塞,数据相关(如写后读)会导致阻塞,条件转移(分支)可能导致乱序执行的调整,资源冲突是多核并行处理中的问题。条件转移会阻塞流水线,选C。
9. **中断系统**:中断服务程序的执行顺序通常为:关中断(防止新中断打扰)、保护现场(保存状态)、保存断点(记录下一条执行指令地址)、中断事件处理、恢复现场、中断返回(恢复现场值并跳转到断点)。选B。
10. **总线标准**:ISA、EISA、PCI、PCI-Express是常见的总线标准,选D。其他选项中的CPI(可能是CPU时钟频率指标)、VESA(视频电子标准协会)、MIPS(每秒百万指令数)不是总线标准。
11. **显存带宽计算**:显示分辨率1600×1200,颜色深度24位,帧频85Hz,每像素24位数据,每帧需要1600×1200×24位数据,每秒85帧,总带宽需求是(1600×1200×24×85)/8 bits/s = 1958 Mbps。选C。
12. **浮点运算速度指标**:MFLOPS(每秒百万浮点运算次数)是衡量浮点运算速度的指标,选D。
13. **IEEE 754浮点数表示**:-8.25转换为二进制浮点数,先转换为二进制小数-1.00100100…,然后转换为规格化形式,考虑符号位、指数和尾数,结果为C1C2 0000H,选D。
14. **非随机存取存储器**:EPROM是非易失性的,采用随机存取方式;CDROM是只读光盘,非随机存取;DRAM动态随机存取内存,随机存取;SRAM静态随机存取内存,也是随机存取。非随机存取的是B(CDROM)。
15. **内存地址计算**:题目中提到的内存地址计算问题没有提供完整的信息,无法解答。
以上是对试卷中涉及的计算机组成原理知识点的详细解释。这些内容涵盖了CPU时钟、数据表示与运算、存储器组织、中断处理、总线标准、浮点数运算等多个核心概念。