【计算机组成原理知识点详解】
1. **程序执行时间优化**:程序执行时间的缩短可以通过提高CPU时钟频率、优化数据通路结构以及编译优化来实现。CPU时钟频率的提升直接影响指令执行的速度,优化数据通路结构可以提高计算机系统的吞吐量,编译优化则能生成更高效的指令序列。
2. **定点数运算与溢出**:在补码表示的定点数运算中,当计算结果超出数据类型所能表示的范围时会发生溢出。例如,8位补码表示的整数范围为-128到+127。题目中的例子表明,当两个负数相乘导致结果为正数且超出范围时,会发生溢出。
3. **数据类型的转换和精度损失**:在不同数据类型之间转换时,可能会导致精度损失或数值变化。例如,将浮点数转换为整数时,小数部分会被舍去;将大精度的浮点数转换为小精度的浮点数时,精度会降低。表达式分析显示,在特定情况下,这些转换可能导致结果为真。
4. **存储器组织与地址映射**:存储器的组织通常涉及不同容量和位宽的芯片组合。例如,用2k*4位的芯片组成8*8位存储器时,需要考虑行和列的芯片组合。地址0B1FH所在的芯片最小地址为0800H,这涉及到地址映射和存储单元的排列。
5. **RAM与ROM的区别**:RAM(随机访问存储器)是易失性存储器,断电后数据丢失;ROM(只读存储器)是非易失性存储器,断电后数据保留。两者都采用随机存取方式访问,但ROM常用于存储固定不变的数据,如固件,而RAM用于运行时数据存储。RAM有时可以作为Cache使用,但ROM通常不作为Cache。
6. **Cache与TLB(快表)机制**:Cache是高速缓冲存储器,用于减少访问主存的时间,而TLB用于加速虚拟地址到物理地址的转换。如果TLB和Cache同时命中,说明可以直接获取数据;如果其中任一项未命中,则需要进一步查找,导致访存时间增加。TLB未命中意味着需要查找页表,Cache未命中则需从主存加载数据。
7. **汇编语言程序员可见的寄存器**:在汇编语言编程中,程序员可以控制程序计数器(PC),因为它决定了程序的执行顺序。而存储器地址寄存器(MAR)、存储器数据寄存器(MDR)和指令寄存器(IR)属于CPU内部寄存器,程序员无法直接访问。
8. **指令流水线阻塞**:指令流水线可能因为数据相关(写后读、读后写)、条件转移(跳转指令的不确定性)和资源冲突(多个指令需要使用同一资源)而被阻塞。数据旁路技术,即数据转发,可以避免某些数据相关引起的阻塞。
以上就是从提供的2010年计算机统考试题中提取的计算机组成原理相关知识点,涵盖了程序执行、数据处理、存储系统、指令流水线等多个核心概念。