Μετάβαση στο περιεχόμενο

Βασικά Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών — Ιανουάριος 2026

Μεταγραφή από τα αρχεία της συνεδρίας (χωρίς λύσεις). Όπου το κείμενο δεν διαβάζεται, σημειώνεται [δυσανάγνωστο].

CamScanner_20-01-2026_21.04_1.jpg

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Βασικά Θέματα Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ι Εξεταστική Ιανουαρίου | Τρίτη, 20 Ιανουαρίου 2026

Οι εξετάσεις διενεργούνται με ΚΛΕΙΣΤΑ ΒΙΒΛΙΑ. ΕΠΙΤΡΕΠΕΤΑΙ μόνο η Κάρτα Αναφοράς RISC-V [δυσανάγνωστο]. ΔΕΝ ΕΠΙΤΡΕΠΟΝΤΑΙ αριθμομηχανές, σημειώσεις ή άλλου είδους βοηθήματα και απαγορεύεται η ανταλλαγή απαντήσεων με άλλα άτομα κατά τη διάρκεια της εξέτασης. Απαιτείται αιτιολόγηση σε όλα τα θέματα. ΚΙΝΗΤΑ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΑ.

ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 2.5 ώρες

[Πεδία ονοματεπωνύμου, αριθμού μητρώου, έτους εισαγωγής και εξαμήνου: κενά]

Θέμα 1

Να γράψετε τη συντομότερη ακολουθία πραγματικών εντολών σε συμβολική γλώσσα RISC-V οι οποίες θα υλοποιούν την παρακάτω ψευδοεντολή:

ori t0, t0, 0xABCDE678

Θεωρήστε ότι όλοι οι καταχωρητές αρχικά έχουν τιμή 0.

[Πεδίο απάντησης]

Θέμα 2

Θεωρήστε τον δυαδικό κώδικα σε συμβολική γλώσσα RISC-V. Ποια είναι η τιμή του καταχωρητή s1 αν ο υπολογιστής ακολουθεί διάταξη μνήμης «μικρού άκρου» (little endian).

li t1, 0x1234FEDC
sw t1, 200(x0)
lb s1, 202(x0)
  • [ ] (α) 0xFFFFFFFE
  • [ ] (β) 0x34
  • [ ] (γ) 0xFE
  • [ ] (δ) 0xFFFFFF34
  • [ ] (ε) άλλο

Θέμα 3

Υποθέστε ότι τροποποιούμε την αρχιτεκτονική RISC-V (RV32I) έτσι ώστε το πλήθος των αρχιτεκτονικών καταχωρητών να είναι 64, και το άμεσο πεδίο (immediate) να έχει πλέον μέγεθος 16 bits. Να προσδιορίσετε το μέγεθος (σε bits) όλων των πεδίων για καθεμία από τις μορφές εντολών του RISC-V και να υπολογίσετε το συνολικό πλήθος bits κάθε μορφής εντολής μετά από αυτές τις τροποποιήσεις. Θεωρήστε ότι δεν υπάρχει κάποιος περιορισμός ή απαίτηση για το συνολικό πλήθος των bit των εντολών.

[Πεδίο απάντησης]

Θέμα 4

Μετατρέψτε την παρακάτω εντολή από κώδικα μηχανής (σε δεκαεξαδική μορφή) σε κώδικα συμβολικής γλώσσας RISC-V.

0x0063[δυσανάγνωστο]9B3

  • [ ] (α) sub x19, x6, x6
  • [ ] (β) sll x19, x6, x6
  • [ ] (γ) add x19, x6, x6
  • [ ] (δ) [δυσανάγνωστο]
  • [ ] (ε) άλλο

Θέμα 5

Ένας επεξεργαστής RISC-V έχει σχεδιαστεί με δίαυλο δεδομένων ενός κύκλου ρολογιού (single cycle datapath) όπως φαίνεται στο διάγραμμα παρακάτω. Για τις εντολές add, sub, and, or, lw, sw, και beq, σας ζητείται να απαντήσετε τα παρακάτω ερωτήματα.

[Σχήμα: βλ. το διάγραμμα single-cycle datapath στο τέλος της δεύτερης σελίδας]

(α) Για ποιες από τις παραπάνω εντολές το σήμα ALUSrc θα πάρει την τιμή 0 όταν εκτελεστούν;

[Πεδίο απάντησης]

(β) Υποθέτουμε ότι η είσοδος «Εντολή[6]» (από αριστερά γραμμή της ομάδας σημάτων «Εντολή[6-0]») της μονάδας «Έλεγχος» έχει πάντα την τιμή 1 (stuck-at-1) εξαιτίας ενός κατασκευαστικού λάθους. Ποιες από τις παραπάνω εντολές θα εκτελεστούν σωστά;

[Πεδίο απάντησης]

Θέμα 6

Μετατρέψτε την παρακάτω εντολή από κώδικα συμβολικής γλώσσας RISC-V σε κώδικα μηχανής (σε δεκαεξαδική μορφή).

lw x30, 0(x3)

  • [ ] (α) 0xffc28293
  • [ ] (β) 0x0001af03
  • [ ] (γ) 0x0203a4[δυσανάγνωστο]
  • [ ] (δ) [δυσανάγνωστο]
  • [ ] (ε) άλλο

Καλή Επιτυχία!

CamScanner_20-01-2026_21.04_2.jpg

Θέμα 7

Για τον παρακάτω αριθμό κινητής υποδιαστολής μονής ακρίβειας κατά IEEE-754, να υπολογίσετε τον αριθμό στη δεκαδική του μορφή:

\[1\ 10000011\ 10100000000000000000000\]
  • [ ] (α) \(-26\)
  • [ ] (β) \(4.97 \times 10^{-14}\)
  • [ ] (γ) \(-1.1 \times 10^{-5}\)
  • [ ] (δ) \(12.5\)
  • [ ] (ε) άλλο

Θέμα 8

Θεωρήστε έναν επεξεργαστή με ρυθμό ρολογιού 2 GHz στον οποίο εκτελείται ένα πρόγραμμα. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται ο αριθμός εντολών του προγράμματος σε δισεκατομμύρια και το CPI για κάθε μια κατηγορία εντολών του προγράμματος που εκτελείται στον επεξεργαστή. Ποιος είναι ο χρόνος εκτέλεσης του προγράμματος;

Κατηγορία Α Β Γ Δ
# Εντολών 10 8 2 4
CPI 1 2 4 3
  • [ ] (α) 11.5 s
  • [ ] (β) 18 s
  • [ ] (γ) 23 s
  • [ ] (δ) 46 s
  • [ ] (ε) άλλο

Θέμα 9

Για τις παρακάτω εντολές σε συμβολική γλώσσα RISC-V, [δυσανάγνωστο] είναι η αντίστοιχη δήλωση στη γλώσσα C. Υποθέστε ότι οι μεταβλητές i και j έχουν προσκολληθεί στους καταχωρητές x28 και x29, αντίστοιχα, και η διεύθυνση βάσης των διανυσμάτων A και B βρίσκεται στους καταχωρητές x10 και x11, αντίστοιχα.

add x30, x28, x29
slli x30, x30, 2
add x3, x30, x11
lw x30, 0(x3)
sw x30, 32(x10)
  • [ ] (α) \(B[16]=A[i+j]\)
  • [ ] (β) \(B[32]=A[i*]\) [δυσανάγνωστο]
  • [ ] (γ) \(A[8]=B[i+j]\)
  • [ ] (δ) \(A[i]=B[32]\) [δυσανάγνωστο]
  • [ ] (ε) άλλο

Θέμα 10

Θεωρήστε τον παρακάτω βρόχο RISC-V. Υποθέστε ότι ο καταχωρητής x5 αρχικοποιείται με την τιμή 0 και ο καταχωρητής x6 αρχικοποιείται με την τιμή 20. Πόσες εντολές θα εκτελεστούν συνολικά για αυτό το πρόγραμμα;

loop: beq x6, x0 DONE
      addi x6, x6, -1
      addi x5, x5, 2
      jal x0, loop
DONE:
  • [ ] (α) 4
  • [ ] (β) 20
  • [ ] (γ) 39
  • [ ] (δ) 81
  • [ ] (ε) άλλο

[Σχήμα: διάγραμμα μονοκύκλου datapath RISC-V· σήματα ελέγχου Branch, MemRead, MemtoReg, ALUOp, MemWrite, ALUSrc, RegWrite· πεδία εντολής [6-0], [19-15], [24-20], [11-7], [31-0], [30,14-12]· στοιχεία PC, Διεύθυνση ανάγνωσης, Μνήμη εντολών, Καταχωρητές, ALU, Μνήμη δεδομένων, Έλεγχος, Έλεγχος ALU, Δημ. Αμεσ., Add, πολυπλέκτες]

[Λείπει από τη φωτογραφία: τμήμα της ένδειξης «Σελίδα 2 από …» (το πλήθος σελίδων)]

[Λείπει από τη φωτογραφία: αρχή της φράσης «Καλή Επιτυχία!»]

✖ Βρήκα λάθος στη μεταγραφή