Βασικά Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών — Σεπτέμβριος 2023¶
Μεταγραφή από τα αρχεία της συνεδρίας (χωρίς λύσεις). Όπου το κείμενο δεν διαβάζεται, σημειώνεται [δυσανάγνωστο].
IMG_20230830_202232.jpg¶
[Σχήμα: δύο πίνακες διευθύνσεων μνήμης 00000300 έως 00000310 με στήλες «Διεύθυνση μνήμης» και «Περιεχόμενο». Το πάνω μέρος κομμένο. Οι τιμές περιεχομένου φαίνονται χειρόγραφες.]
[Λείπει από τη φωτογραφία: το πάνω τμήμα της σελίδας, με τους πίνακες και τυχόν πρόσθετο κείμενο.]
Θέμα 3. (μον. 2) Προσοχή. Οι απαντήσεις για την άσκηση αυτή να μπουν στον πίνακα που ακολ
[Λείπει από τη φωτογραφία: το υπόλοιπο της πρότασης, στο δεξί άκρο της σελίδας.]
Για R1, R2, R3 κλπ. δηλώνουν καταχωρητές, ενώ τα A, B, C, D και Y δηλώνουν διευθύνσεις θ
[Λείπει από τη φωτογραφία: τμήμα της λέξης στο δεξί άκρο της σελίδας.] μνήμης.
Α. Στην αριστερή στήλη του κάτωθι πίνακα υπάρχει ένα πρόγραμμα.
Α.1. Να δώσετε την αριθμητική έκφραση που υπολογίζει αυτό το πρόγραμμα.
Α.2. Λαμβάνοντας υπόψη της εντολές του προγράμματος, να αναφέρετε την αρχιτεκτονική του επεξεργ
[Λείπει από τη φωτογραφία: το υπόλοιπο της πρότασης, στο δεξί άκρο της σελίδας.]
Β. Θεωρήστε ότι το σύνολο των εντολών του επεξεργαστή σε επίπεδο γλώσσας μηχανής αποτελείται α[δυσανάγνωστο] εντολές, ο επεξεργαστής διαθέτει 16 καταχωρητές γενικού σκοπού των 24 δυαδικών ψηφίων, το μήκος κάθε εντολής σε δυαδικά ψηφία είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του 8 και το εύρος της αρτηρίας διευθύνσεων ε[δυσανάγνωστο] δυαδικά ψηφία. Για κάθε διαφορετική εντολή της συμβολικής γλώσσας, να σχεδιάσετε τη μορφή της εντολής σε επίπεδο γλώσσας μηχανής (δηλαδή τα πεδία από τα οποία αποτελείται η εντολή σε επίπεδο γλώσσας μηχανής και το εύρος κάθε πεδίου).
Γ. Να δώσετε τη μέγιστη διεύθυνση μνήμης που είναι προσπελάσιμη από την εντολή.
[δυσανάγνωστο]. Θεωρήστε ότι τα δεδομένα είναι τρεις ψηφιολέξεις (3 bytes), η αρτηρία δεδομένων μεταξύ της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας (ΚΜΕ) και του συστήματος μνήμης έχει εύρος 1 ψηφιολέξης (byte) και σε κάθε προσπέλαση του συστήματος μνήμης προσπελάζεται μια ψηφιολέξη. Πόσες προσπελάσεις στη μνήμη α[παιτούνται για] την εκτέλεση του προγράμματος;
Απάντηση
Σημείωση: η φωτογραφία περιέχει χειρόγραφες απαντήσεις φοιτητή.
IMG_20230831_134159.jpg¶
Άσκηση 4. (μον. 1,6) Θεωρήστε μια αρτηρία που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά πληροφορίας [δυσανάγνωστο] κάθε φορά από μια μονάδα εισόδου (υπηρέτης-slave) στον κύριο (master). Θεωρήστε ότι έχουμε πέντε διαφορετικές μονάδες εισόδου Α, Β, Γ, Δ και Ε. Η μεταφορά πληροφορίας στον κύριο από τη μονάδα [δυσανάγνωστο] Α, Β, Γ, Δ και Ε απαιτεί 13, 52, 41, 35 και 29 nsec αντίστοιχα. Θεωρήστε επίσης ότι η [δυσανάγνωστο] καθυστέρηση 3 nsec. Να υπολογίσετε το ρυθμό μεταφοράς πληροφορίας [δυσανάγνωστο] τη μονάδα Ε στον κύριο για κάθε μια από τις ακόλουθες περιπτώσεις.
α. Η αρτηρία είναι σύγχρονη με περίοδο του σήματος χρονισμού (ρολογιού) 3 nsec
i. χωρίς δυνατότητα εισαγωγής κύκλων ρολογιού καθυστέρησης (wait states)
ii. με δυνατότητα εισαγωγής κύκλων ρολογιού καθυστέρησης
β. Η αρτηρία είναι ασύγχρονη και απαιτεί 12 nsec επιπλέον για κάθε μεταφορά λόγω του πρωτοκόλλου χειραψίας.
IMG_20230831_134224.jpg¶
Θέμα 5 (μον. 2)
Έχετε στη διάθεσή σας ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης με χωρητικότητα 2 MBytes το καθένα με 4 δυαδικά ψηφία ανά θέση μνήμης και επιπλέον ένα οποιοδήποτε κύκλωμα και δύο οποιασδήποτε πύλες.
α. Να σχεδιάσετε μονάδα μνήμης με χωρητικότητα 16 Mbytes με οργάνωση ενός byte ανά θέση μνήμης [λείπει από τη φωτογραφία: τμήμα της πρότασης στο δεξί άκρο] είσοδο ενεργοποίησης.
α.1. Να δώσετε το χάρτη διευθύνσεων της μονάδας μνήμης.
α.2. Να δώσετε ένα σχήμα στο οποίο να φαίνεται όλη η πληροφορία.
β. Σας δίνεται επεξεργαστής με 26 γραμμές διευθύνσεων.
β.1. Πόσες μονάδες μνήμης, από αυτή που σχεδιάσατε, χρειάζονται για να καλύψετε όλο το χώρο φυσικών διευθύνσεων του επεξεργαστή;
β.2. Να συνδέσετε τη μονάδα μνήμης, την οποία σχεδιάσατε, στον επεξεργαστή έτσι ώστε η πρώτη θέση μονάδας μνήμης να έχει τη δεκαεξαδική διεύθυνση 2000000.