Βασικά Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών — Ιανουάριος 2017¶
Μεταγραφή από τα αρχεία της συνεδρίας (χωρίς λύσεις). Όπου το κείμενο δεν διαβάζεται, σημειώνεται [δυσανάγνωστο].
b4d84c0a6cf445cb.png¶
Θέμα Ιανουαρίου 2017 με μορφή εντολών
[Σχήμα: δύο τμήματα μνήμης, «Τμήμα 0» και «Τμήμα 1», 8 MB το καθένα. Address bus (κάθετη γραμμή με την ένδειξη «Address bus»): 23 bit προς κάθε τμήμα και ένδειξη «24 bit» στο κάτω μέρος. Από κάθε τμήμα προς τη Data Bus: 8 bit (στη σύνδεση του Τμήματος 1 υπάρχει σημείωση «2» με λοξή γραμμή). Data Bus: 16 bit.]
Δεν υπάρχει πολυπλέκτης, διότι το μέγεθος της αρτηρίας δεδομένων μεγαλώνει, από 8 bit γίνεται 16 bit. Σε κάθε προσπέλαση μνήμης μπορούμε – λόγω ευθυγραμμίσης – να προσπελάσουμε με μια προσπέλαση έως και 2 διαδοχικές θέσεις μνήμης και η μεταφορά μέχρι την αρτηρία δεδομένων διαρκεί 20 κ.ρ + 1 κ.ρ. = 21 κ.ρ.
Θεωρήστε ένα ενσωματωμένο υπολογιστή ειδικού σκοπού που βασίζεται στη χρήση γενικού σκοπού. Διαθέτει 16 καταχωρητές με μήκος 32 δυαδικών ψηφίων ο καθένας και το σύνολο εντολών σε επίπεδο γλώσσας μηχανής αποτελείται από 200 εντολές, με μήκος κάθε εντολής ακέραιο πολλαπλάσιο της ψηφιολέξης (byte). Η χωρητικότητα της κύριας μνήμης είναι 16 Mbytes (είναι το μέγιστο μέγεθος που μπορεί να διευθυνσιοδοτηθεί) και κάθε θέση μνήμης είναι των 8 δυαδικών ψηφίων. Στο σύνολο των εντολών περιλαμβάνονται και οι εντολές του Πίνακα 1. Στις εντολές αυτές το U σημαίνει απρόσημο αριθμό, το S αριθμό σε αναπαράσταση συμπληρώματος ως προς 2, εάν δεν υπάρχει ούτε το U ούτε το S σημαίνει ότι χρησιμοποιείται τόσο για απρόσημα όσο και προσημασμένα δεδομένα, το B δηλώνει δεδομένα μεγέθους ψηφιολέξης (byte), το DB δηλώνει δεδομένα μεγέθους δύο ψηφιολέξεων, και το LB δηλώνει δεδομένα τεσσάρων ψηφιολέξεων, εάν δεν δηλώνεται το μέγεθος θεωρείται LB. Η κύρια μνήμη έχει οργάνωση 2-δρόμων χαμηλής τάξης διαφύλλωσης (2-way low order interleaving) και η αρτηρία δεδομένων είναι των 16 γραμμών. Ο χρόνος προσπέλασης της κύριας μνήμης είναι 20 κύκλοι ρολογιού και για κάθε μεταφορά πληροφορίας μέσω της αρτηρίας δεδομένων απαιτείται 1 κύκλος ρολογιού.
α. Για κάθε μία από τις εντολές σε συμβολική γλώσσα του Πίνακα 1 στην αντίστοιχη στήλη να σχεδιάσετε τη μορφή των εντολών σε επίπεδο γλώσσας μηχανής (δηλαδή τα πεδία από τα οποία αποτελείται κάθε εντολή σε επίπεδο γλώσσας μηχανής) και να δώσετε το εύρος κάθε πεδίου και τη σημασία του.
Στην αντίστοιχη στήλη του Πίνακα 1 για κάθε εντολή να δώσετε το πλήθος των κύκλων ρολογιού που απαιτούνται την
[Λείπει από τη φωτογραφία: η συνέχεια του ερωτήματος (η φράση συνεχίζεται), ο Πίνακας 1 με τις εντολές συμβολικής γλώσσας και το υπόλοιπο του θέματος]