Đề 001 (Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên tháo trang để tiện theo dõi cần) TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỀ THI HỌC KỲ (2015-2016) MƠN: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Thời gian: 90 phút ẬT MÁY TÍNH HỌ VÀ TÊN SV: MSSV: STT: Điểm: h án oi thi: Lưu : Phần trắc nghiệm sinh viên đánh vào “Bảng trả lời trắc nghiệm” Phần tự luận sinh viên làm ài đề (Nếu sinh viên làm đề bị lỗi, sử dụng tờ giấy rời bấm vào đề để làm phải giám thị chấp thuận) PHẦN TRẮC NGHIỆM (5đ) – 14 câu Bảng trả lời trắc nghiệm : chọn a b c d : bỏ chọn a b c : chọn lại d 10 a b c d 11 12 13 14 15 Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên cần n p lại trang đầu đề thi 754 độ xác kép (double precision) số Cho biểu diễn số thực dấu chấm động, sử dụng chuẩn IEEE hệ thập lục phân 409F 7E00 0000 0000, biểu diễn tương ứng với giá trị nào? (0.5đ) Sinh viên cần n pc lại trang đầu đềd.thi a 2014.05 b 2015.5 2013 câu sai Cho cấu trúc phần cứng thực phép nhân hai số 32 bit hình bên Dựa theo cấu trúc phần cứng sử dụng số bit khơng dấu, phép nhân 0101 0000(2) × 0010 0011(2) thực Cho biết giá trị ghi product (hay gọi product/ Multiplier) cuối lần lặp thứ (Biết số lần lặp từ 0, 1, 2, …) (0.5đ) a 0010 1000 0001 0001 b 0011 1100 0000 1000 c 0000 0110 d 0000 0000 0010 0011 Dành cho câu tới câu 6: Giả sử lệnh cần công đoạn thực thời gian thực công đoạn sau: IF ID EX MEM WB 250 ps 200 ps 230 ps 250 ps 150 ps Chu kỳ xung clock cần cho processor đơn chu kỳ bao nhiêu? (0.25đ) a 250 ps b 1080 ps c 750 ps d 430 ps Chu kỳ xung clock cần cho processor processor thiết kế pipeline tầng theo công đoạn trên?(0.25đ) a 250 ps b 1080 ps c 750 ps d 430 ps Thời gian cần thiết để hoàn thành lệnh ‘add’ thực thi processor đơn chu kỳ? (0.25đ) a 780 ps b 1250 ps c 250 ps d 1080 ps Thời gian cần thiết để hoàn thành lệnh ‘add’ processor thiết kế pipeline tầng dựa vào công đoạn trên? (0.25đ) a 780 ps b 630 ps c 1250 ps d 1080 ps Cho PC = 0x00400000 lệnh j với mã máy tương ứng 0x08100006, hỏi lệnh j nhảy đến lệnh có địa bao nhiêu? (0.5đ) a 0x00400018 b 0x0140001C c 0x10400008 d 0x11400118 1/6 Đề 001 (Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên tháo trang để tiện theo dõi cần) Từ chương trình viết ngôn ngữ cấp cao, chuyển thành mã máy, tổng số mã máy chương trình phụ thuộc vào yếu tố yếu tố sau ? (0.25đ) a Quá trình thực b Trình biên dịch c Kiến trúc tập lệnh d Không câu xử lý Kiến trúc tập lệnh Trong lệnh sau MIPS, lệnh không cần thực tăng PC lên trình nạp lệnh (Instruction fetch)? (0.25đ) a add b lw c sw d j 10 Cho hai số bits: A = 1100 0101(2) B = 0101 1010(2) Phép tốn A + B có kết xét hai trường hợp: A B hai số không dấu (Trường hợp 1) A B hai số có dấu (Trường hợp 2)? (0.5đ) a Trường hợp 1: tràn; Trường hợp 2: tràn c Trường hợp 1: 31; Trường hợp 2: 31 b Trường hợp 1: 287; Trường hợp 2: 287 d Trường hợp 1: tràn; Trường hợp 2: 31 11 Lệnh sau MIPS không gây ngoại lệ (exception) phép toán bị tràn? (0.25đ) a add b sub c addi d addu 12 Dùng bit biểu diễn, tìm phát biểu với giới hạn biểu diễn theo bù 127 (excess-127)? (0.25đ) a Bù [-128, 128]; Quá 127 [-127, 127] c Bù [-128, 127]; Quá 127 [0, 255] b Bù [-127, 127]; Quá 127 [-128, 128] d Bù [-128, 127]; Quá 127 [-127, 128] Dành cho câu 13 tới câu 14: Cho bảng sau, với datapath hình 3: I-Mem 500 ps Add 150 ps Mux 100 ps ALU 180 ps Regs 220 ps D-Mem 1000 ps Sign-Extend 90 ps Shift-left-2 20 ps 13 Độ trễ khối cho bảng trên, cho biết critical path lệnh ‘beq’ theo datapath hình 3? (0.5đ) a I-Mem, Sign-Extend, Shift-left-2, Add, Mux c I-Mem, Regs, Mux, ALU, Mux b I-Mem, Mux, Regs, ALU, Mux, Regs d I-Mem, Regs, Mux, ALU, Mux, Regs, Mux 14 Chu kỳ xung clock cần cho thiết kế datapath hình với lệnh (add, sub, or, and, slt, lw, sw beq) bao nhiêu? (0.5đ) a 2420 ps b 2000 ps c 1100 ps d 500 ps PHẦN TỰ LUẬN (5đ) – câu Cho hai số: A = 0.4375 (toán hạng thứ 1) B = 0.75 (toán hạng thứ 2), sử dụng chuẩn IEEE 754 độ xác đơn biểu diễn máy tính Dựa vào hình 2, Hỏi khối phần cứng theo sau có giá trị phép cộng A+B thực (1.5đ): Tên khối Toán hạng thứ Giá trị (Sinh viên điền vào c t này) 0x3EE00000 (0 01111101 11000000000000000000000) (0 01111101 110…0) 21 số Toán hạng thứ 0x3F400000 (0 01111110 10000000000000000000000) (0 01111110 10…0) MUX Tín hiệu điều khiển MUX1 MUX Tín hiệu điều khiển MUX MUX Tín hiệu điều khiển MUX Khối “Shift right” cần dịch phải bits 1 22 số Cách tính điểm: Tổng cộng câu trả lời, câu 0.25 2/6 Đề 001 (Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên tháo trang để tiện theo dõi cần) Cho đoạn lệnh sau, với datapath hình 3: add $s0, $zero, $t1 beq $t0, $t1, ABC lw $t9, 12($s0) ABC: sw $t0, 4($s1) EFG: beq $s0, $s1, EFG # lệnh thứ # lệnh thứ # lệnh thứ # lệnh thứ # lệnh thứ Biết bắt đầu chạy chương trình, ghi PC = 0x400000; $t1 = 0x10010000; $t0 = 0x00000001; $t9 = 0x0000000f word nhớ địa 0x1001000c có nội dung (hay giá trị) 0x00001111 a Giá trị tín hiệu điều khiển “MemToReg” lệnh chạy đoạn chương trình Trả lời: lệnh thứ 3/ lw / chi tiết “lw $t9, 12($s0)” (0.5đ) b Khi xử lý thực thi câu lệnh thứ 3, điền giá trị (tín hiệu, input output) cho khối vào bảng sau: (1.5đ) Tên khối Ngõ Read address Giá trị (Sinh viên điền vào cột này) 0x400008 0x8E19000C Instruction Memory Instruction[31-0] Read register Read register Registers ALU Data Memory PC Write register (1000 1110 0001 1001 0000 0000 0000 1100) 10000(2) (16) 11001(2) (25) 11001(2) (25) Giá trị (Sinh Các tín hiệu điều khiển viên điền vào cột này) RegDst Branch MemRead Write data 0x00001111 MemtoReg Read data 0x10010000 ALU thực phép tốn Add (+) Read data 0x0000000F MemWrite Input thứ ALU 0x10010000 ALUSrc RegWrite Input khối Control 100011 Input thứ hai ALU 0x0000000C (12) ALU result 0x1001000C Zero Address 0x1001000C Write data 0x0000000F Read data 0x00001111 Giá trị PC (cho lệnh tiếp theo) Có thể hốn đổi vị trị 0x0040000C 3/6 Đề 001 (Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên tháo trang để tiện theo dõi cần) Cách tính điểm: Mỗi vị trí tính 0.06 (sau làm tròn theo 0.25/0.5/0.75/1 theo số gần nhất) Từ 1 câu: đ Từ 3 câu: 0.25 đ Từ 7 10 câu: 0.5 đ Từ 11 14 câu: 0.75 đ Từ 15 18 câu: đ Từ 19 22 câu: 1.25 đ Từ 2325 câu: 1.5 đ Cho đoạn chương trình sau thực thi kiến trúc pipeline tầng: lw $t3, 40($s4) add $t2, $t3, $s0 sw $s1, 50($t2) Sử dụng lệnh nop để giải có xung đột liệu hai trường hợp sau: a Khơng dùng kỹ thuật nhìn trước (forwarding); cho biết tổng số chu kỳ cần thiết để hoàn thành đoạn lệnh bao nhiêu? (0.5đ) b Dùng kỹ thuật nhìn trước(forwarding); cho biết tổng số chu kỳ cần thiết để hoàn thành đoạn lệnh bao nhiêu? (0.5đ) Chú ý: Vẽ rõ ràng hình ảnh chu kỳ pipeline đoạn lệnh thực thi (0.5đ) Sinh viên làm câu phần tự luận đây: a Không forwarding: lw $t3, 40($s4) nop nop add $t2, $t3, $s0 nop nop sw $s1, 50($t2) Hình ảnh chu kỳ pipeline đoạn lệnh thực thi: Chu kỳ: lw nop nop add nop nop sw IF ID EX MEM WB IF ID EX MEM WB IF ID 10 11 EX MEM WB Tổng số chu thi 11 chu kỳ b Có forwarding: lw $t3, 40($s4) nop add $t2, $t3, $s0 sw $s1, 50($t2) Chu kỳ: lw nop add sw IF ID EX MEM WB IF ID IF EX ID MEM EX WB MEM WB Tổng số chu thi chu kỳ 4/6 Đề 001 (Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên tháo trang để tiện theo dõi cần) Cách tính điểm: Với câu a b: Đúng điền nop, vẽ hình đếm số chu kỳ: 0.25đ Tức câu a b 0.75 Duyệt đề Khoa/B môn guy n Giảng viên đề inh S n Nhóm giảng viên phụ trách mơn Kiến trúc Máy Tính Tốn hạng thứ MUX Tốn hạng thứ MUX MUX Hình 5/6 Đề 001 (Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên tháo trang để tiện theo dõi cần) Hình 6/6 Đề 001 (Tài liệu tham khảo xem trang thứ đề thi Sinh viên tháo trang để tiện theo dõi cần) 7/6 ... số bits: A = 1100 0101(2) B = 0101 1010(2) Phép toán A + B có kết xét hai trường hợp: A B hai số không dấu (Trường hợp 1) A B hai số có dấu (Trường hợp 2)? (0.5đ) a Trường hợp 1: tràn; Trường... sử dụng chuẩn IEEE 754 độ xác đơn biểu diễn máy tính Dựa vào hình 2, Hỏi khối phần cứng theo sau có giá trị phép cộng A+B thực (1.5đ): Tên khối Toán hạng thứ Giá trị (Sinh viên điền vào c t này)... ghi PC = 0x400000; $t1 = 0x10010000; $t0 = 0x00000001; $t9 = 0x0000000f word nhớ địa 0x1001000c có nội dung (hay giá trị) 0x00001111 a Giá trị tín hiệu điều khiển “MemToReg” lệnh chạy đoạn chương