计算机组成与结构试题.doc

计算机组成与结构试题窗体顶端一、 填空题1、在浮点数字长一定的情况下，为了做到表示数的范围最大、表示数的误差最小、表示数的效率最高，尾数基值rm取 ，阶码基值re取 ，并且把 位隐藏起来。窗体底端窗体顶端二、 问答题1、什么是数据表示？数据表示与数据类型的关系是什么？2、把十进制数0.15表示成32位规格化浮点数形式，浮点数的格式如下：尾数符号1位阶码：8位，用整数、 移码表示，基值为2尾数：23位(另外有1个隐藏位)，用小数、 原码表示，基值为2用16进制分别写出这个规格化浮点数的阶码、尾数和完整的浮点数。 3、把十进制数 0.1 表示成如下浮点数格式：(1)尾数：原码、小数、24位，包括一个隐藏位；阶码：移码、整数、7位；阶码和尾数均不包括符号位，基值均为2。 (2)尾数：基值为16、原码、小数、6位；阶码：基值为2、移码、整数、6位；阶码和尾数均不包括符号位。 4、在一台计算机系统中，尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。这种浮点数的格式是：尾数符号1位，阶码符号1位，阶码7位，尾数24位（其中最高位隐藏），整个浮点数共32位。写出这种浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表是数的精度和表是数的效率。5、在浮点数的尾数用原码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数基值re2，阶码基值re2，阶码字长q7，尾数字长p55，尾数符号和阶码符号各一位，总字长为64位。这种浮点数表示方式的各项主要性能如下：6、尾数用原码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p6（不包括符号位），阶码字长q6（不包括符号位），尾数基值rm16，阶码基值re2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出下列数据（对于前11项，还要写出16进制编码）： (1) 最大尾数； (2) 最小正尾数； (3) 最小尾数； (4) 最大负尾数； (5) 最大阶码； (6) 最小阶码； (7) 最大正数； (8) 最小正数； (9) 最大负数； (10) 最小负数； (11) 浮点零； (12) 表示数的精度； (13) 表示数的效率； (14) 能表示的规格化浮点数个数。 7、一种短浮点数的字长共16位（二进制），从高位到低位分别是：符号1位，阶码7位（包括符号位），尾数8位。尾数用原码、小数表示，阶码用移码、整数表示。尾数和阶码的基值都是2。有如下两个浮点数：a1.0001x22和b-0.11001x2-1。(1)把这两个数分别表示成规格化浮点数形式。 (2)按照浮点数加法运算规则，计算这两个浮点数的和。 8、一种16位短浮点数的格式如下。已知二进制数a=0.0101，十进制数b=0.2。 尾数符号1位 阶码：6位，用整数、移码表示，基值为2 尾数：9位(另外有1个隐藏位)，用小数、 原码表示，基值为2 (1)写出这种浮点数能表示的最大规格化正数、最大规格化负数、表示数的精度和效率。(2)把a表示成规格化浮点数形式（最终结果用16进制表示）。(3)把b表示成规格化浮点数形式（最终结果用16进制表示）。(4)按照浮点数加法规则计算a-b。保留1个警戒位，写出主要计算过程。 9、假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。b处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令条数由最多256条减少至不到64条。如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机和b处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？二、 问答题答案问答第1题数据表示是计算机硬件能够直接识别，可以被指令系统直接调用的那些数据类型。 数据表示是数据类型中最常用，也是相对比较简单，用硬件实现相对比较容易的几种，数据表示是数据类型的一个子集。 问答第2题0.1510=0.00100110012 16进制规格化浮点数的阶码为7e 尾数为999999 完整的浮点数为3f199999 问答第3题0.110 = 0.000110011002(1) 尾符阶码隐藏位 尾数0 0111 1101 1 100 1100 1100 1100 1100 1100 写成16进制规格化浮点数格式为：3ecccccc (2) 尾符阶码 尾数 0 100 0000 0001 1001 1001 1001 1001 1001 16进制浮点数的规格化格式为：40199999 问答第4题最大正数：（1-2-24）2127最大负数：-2129 表示数的精度：2-24 表示数的效率：100。 问答第5题能表示的最大尾数值： ，即尾数数值部分的所有55个二进制位全部为都1； 绝对值最小的尾数值： ，尾数数值部分除最高一个二进制位为1之外，其余54个二进制位全部为0； 能表示的最大阶码： ，包括阶码符号位在内的所有8个二进制位全部为1； 能表示的最小阶码： ，包括阶码符号位在内的所有8个二进制位全部为0；最大正数； 最小正数： ；最大负数： ； 最小负数：； 表示数的精度： ；浮点零：由于阶码采用移码表示，且正、负数对称，因此，浮点零与机器零相同，即64个二进制位全为0； 表示数的效率：，如果采用隐藏位表示方法，则表示数的效率能达成最高； 能表示的浮点数个数：问答第6题(1) 最大尾数：1rm-p116-6，0.ffffff (2) 最小正尾数：1/rm1/16，0.100000 (3) 最小尾数：-(1rm-p)-(116-6),1.ffffff(4) 最大负尾数：-1/rm-1/16，1.100000， (5) 最大阶码：req126163，7f，包括符号位 (6) 最小阶码：-req-26-64，00，包括符号位 (7) 最大正数：(116-6)1663，7fffffff(8) 最小正数：16-65，00100000 (9) 最大负数：-16-65，10100000 (10) 最小负数：-(116-6)1663，ffffffff(11) 浮点零： 00000000 (12) 表示数的精度：16-5/2(13) 表示数的效率：15/16(14) 能表示的规格化浮点数个数：2x15x165x27+1 问答第7题(1)浮点数a的规格化形式：0 1000011 10001000 浮点数b的规格化形式：1 0111111 11001000 (2)对阶，浮点数b的尾数右移4位，阶码加4，最右边一位是警戒位： 1 1000011 11110011 1 尾数加：规格化，尾数左移1位，阶码减1，两个浮点数之和的规格化形式为： 0 1000010 11110111 问答第8题(1)能表示的最大规格化正数为：0.1111111111x231或(1-2-10)x231 能表示的最大规格化负数为：-0.5x2-32 表示数的精度：2-10表示数的效率：100 (2)符号0，阶码011111（即-1），尾数010000000（已经去掉隐藏位） 用16进制表示的规格化浮点数a为：3e80 (3)0.210=0.001100112 符号0，阶码011110（即-2），尾数100110011（已经去掉隐藏位）用16进制表示的规格化浮点数b为：3d33 (4)对阶：b的尾数右移1位，阶码加1，并恢复隐藏位； 0 011111 0110011001 1 最后1位为警戒位 尾数加：a的尾数：0 1010000000 恢复隐藏位 b的补码：1 1001100110 1