2014计算机组成原理例题习题讲解.ppt

组成原理例题习题 2 第2章运算方法与运算器 数据与文字的表示方法 2 1 定点除法运算 定点加法 减法运算 2 2 定点乘法运算 2 3 2 4 定点运算器的组成 2 5 浮点运算方法和浮点运算器 2 6 本章练习 3 2 1数据与文字的表示方法 1 请完成以下数据格式转换 37 43 10 2 0 385 10 8 7 44 8 10 1A 08 16 10 10 101 2 8 16 解 37 43 10 100101 01101 2 0 385 10 0 305 8 7 44 8 7 5625 10 1A 08 16 26 03125 10 10 101 2 2 5 8 2 A 16 4 2 1数据与文字的表示方法 X 1011 Y 1011 则 X 移 Y 移 X 0 1101 Y 0 1101 则 X 移 Y 移 X 1011 Y 0 1101 求X和Y的8位移码机器数 X 移 Y 移 0 移 1 1011 0 0101 1 1101 0 0011 1 0001011 0 0011000 2 移码练习 1 000000 5 2 1数据与文字的表示方法 3 某浮点数字长32位 如下图所示 其中阶码8位 移码表示 尾数24位 含1位数符 补码表示 请写出 8C5A3E00 16对应的十进制真值 解 8C5A3E00 16 10001100010110100011111000000000 2 10001100010110100011111000000000 2移码表示的阶码0001100为12D 尾数0 10110100011111此数为0 10110100011111 2 12 101101000111 11 2 101101000111 11 2 11 16 2 4 16 7 0 75 2887 75 10 6 2 1数据与文字的表示方法 4 某浮点数字长16位 其中阶码5位 含1位阶符 补码表示 尾数11位 含1位数符 补码表示 请把3 5和79 512表示成规格化浮点数 解 1 3 5 11 1 2 2 2 0 111 2 规格化浮点数 0001001110000000 2 79 512 2 9 1001111 2 2 2 0 1001111 2 规格化浮点数 1111001001111000 7 2 6浮点运算 1 已知用真值表示的浮点数X 0 0101 2 010 Y 0 0101 2 011 该浮点数表示格式如下图 其中阶码用4位移码表示 含1位阶符 尾数用6位补码表示 含2位数符 1 分别写出X和Y的机器数表示 2 计算X Y 写出主要过程 并对结果进行规格化及舍入操作 采用0舍1入法 8 2 2定点加法 减法运算 1 手工计算二进制加减乘除 解 9 2 2定点加法 减法运算 2 已知x和y 试用变形补码计算是否溢出 X 0 11011 Y 0 11111 求X YX 0 10110 Y 0 00001 求X YX 0 11011 Y 0 11111 求X YX 0 10111 Y 0 11011 求X Y 解 X Y 0111010正溢X Y 1101001无溢出X Y 0111010正溢X Y 1111100无溢出 10 第3章内部存储器例题 1 设主存容量为512KB cache容量为4KB 每个字块为16个字 每个字为32位 按字节编址 1 cache地址有多少位 可容纳多少块 2 主存地址多少位 可容纳多少块 3 在直接映射方式下 主存的第几块映射到cache的第5块 起始块为1 4 画出直接地址映射方式下主存地址中各字段的位数 解 1 cache容量4KB 故cache地址12位 每块有16 32 8 64B 所以可容纳4KB 64B 64块 2 主存容量512KB 故地址为19位 可容纳512KB 64B 8KB即8096块 3 直接映射将主存按chache大小分组 组内每块映射到cache中唯一的对应块 故主存的第5 64 5 2 64 5 2 13 1 64 5块对应cache第5块 4 11 第3章内部存储器例题 2 设主存容量为512K 16位 cache容量为4K 16位 块长为4个字 每字16位 按字地址访问 1 在直接映射方式下 设计主存地址格式 2 在全相联映射方式下 设计主存地址格式 3 在二路组相联映射方式下 设计主存地址格式 4 在四路组相联映射映射方式下 设计主存地址格式 解 1 2 3 4 12 第3章内部存储器例题 3 某计算机系统的内存储器由cache和主存构成 Cache有128块 每组4块 主存共有16K块 每块64个字 按字编址 Cache与主存采用组相联地址映射 Cache的存储周期为30ns 主存的存取周期为150ns 1 已知在一段时间内 CPU共访问内部存储器5000次 其中400次访问主存 问 Cache的命中率是多少 CPU访问内存储器的平均时间是多少纳秒 ns Cache 主存系统的效率是多少 2 问 主存地址为多少位 Cache地址为多少位 将主存地址映射为Cache地址时 tag 组号 块号分别为多少位 主存1A2B3H可能被映射到cache哪一组 从1开始编号 3 画出4路组联的地址映射组织示意图 并说明中央处理器访问Cache或主存的过程 13 第3章内部存储器例题 4 某半导体存储器容量为8KB 以字节编址 其中ROM区2KB 可选EPROM芯片2K 8位 片 RAM区6KB 可选SRAM芯片有 2K 4位 片 求 1 EPROM和SRAM各要多少片 2 各片 组 的地址如何分配 3 画出该存储器的逻辑图 画出地址线A 数据线D 片选信号线CS以及读写信号线的连线R W 4 若该存储器采用多模块交叉方式进行组织 共分成四个模块 则每个模块应存储多少个单元 这些单元在各模块中如何安排 多模块交叉的组织方式与顺序的组织方式相比有什么优点 14 第4章指令系统综合题 1 某计算机机的指令格式如下所示其中OP为操作码 R为通用寄存器 32位长 X为寻址方式 说明下列情况下能访问的最大主存空间为多少个机器字 1 X 000 D为直接操作数 2 X 001 D为直接主存地址 3 X 010 由通用寄存器R0提供主存地址 4 X 011 D为位移量 由通用寄存器R1提供基址地址 15 第4章指令系统综合题 解 1 X 000 D为直接操作数指令字本身 2 X 001 D为直接主存地址2 16 3 X 010 由通用寄存器R0提供主存地址2 32 4 X 011 D为位移量 通用寄存器R1提供基址地址2 32 16 第4章指令系统综合题 2 已知计算机指令字长为32位 指令格式如下 X为寻址特征位 X 00 直接寻址 X 01 用变址寄存器RX1寻址 X 10 用变址寄存器RX2寻址 X 11 相对寻址设 PC 1234H RX1 0037H RX2 1122H H代表十六进制数 请确定下列指令中的有效地址 1 4420H 2 2244H 3 1322H 4 3521H 17 第4章指令系统综合题 2 已知计算机指令字长为32位 指令格式如下 X为寻址特征