计算机组成原理作业.docx

计算机组成原理习题一 （2010-04-14）P112 T3.40.10100-0-0.10100.1111-0.0100原码0.10100.00001.00001.10100.11111.0100补码0.10100.00000.00001.01100.11111.1100反码0.10100.00001.11111.01010.11111.1011P112 T3.9定点数格式：115 数符 数值浮点数格式：1519 阶符 阶码 数符 尾数（1） 定点原码整数表示：最大正数：215 - 1 0 1 1 1 1最小负数：-215+1 1 1 1 1 1（2） 定点原码小数表示 最大正数： 0. 1 1 1 1最小负数： 1. 1 1 1 1（3） 浮点原码表示 最大正数： 0 11111 0 111111111最小负数： 0 11111 1 111111111绝对值最小的数（非0）：（尾数规格化） 1 11111 0(1) 100000000因为二进制尾数是9位，所以估算十进制的有效数字位数为3位。P113 T3. 10解：浮点数格式1618 阶符 阶码 数符 尾数已规格化非规格化最大正数（1-2-8）2630 111111 0 11111111（1-2-8）263非零最小正数（1/2）2-64 即2-651 000000 0 100000002-82-64 即2-721 000000 0 00000001绝对值最大负数（-1）2630 111111 1 00000000（-1）263绝对值最小负数-（2-1 +2-8）2-641 000000 1 01111111（-2-8）2-64 即2-721 000000 1 11111111当阶码采用移码表示时，注意考虑阶码为2-64时，按下溢处理成机器零。 常见错误：X+Y补=X补+Y补=0.11001+(2-0.10111) =2+0.00010=0.00010 (mod 2) P113 T3. 15 X=0.11001 Y=-0.10111解：X补=00.11001 Y补=11.01001 00.11001+ 11.01001 00.00010 所以X+Y补=00.00010 说明：一般采用双符号位进行运算(1) X=0.10010 Y=0.11000解：X补=00.10010 Y补=00.1100000.10010+ 00.11000 01.01010 正溢出P113 T3. 16 （1）X=-0.01111 Y=0.00101解：X补=11.10001 Y补=0.00101 -Y补=11.11011X补 11.10001+-Y补 11.11011 11.01100 所以X-Y补=11.01100（2）X=0.11011 Y=-0.10010解：X补=00.11011 Y补=11.01110 -Y补=00.10010X补 00.11011+-Y补 00.10010 01.01101 正溢出P113 T3. 18解：|X|补=00.1101 |Y|补=0.1011 注意：原码乘法和除法运算都是进行绝对值的运算：部分积 乘数 操作说明 00.0000 .1011+ |X|补 00.1101 00.1101 00.0110 1.101+ |X|补 00.1101 01.0011 00.1001 11.10 00.0100 111.1+ |X|补 00.1101 01.0001 00.1000 1111. 最后，符号位单独处理所以 X*Y原=1.10001111P113 T3.19 解一：采用布斯比较法X补=00.1010 -X补=11.0110 Y补=1.1010 部分积 乘数 操作说明00.0000 1.10100 初始值，最后一位补零，YnYn+1=00,+0 注意：符号位参与运算，最后一位补零 00.0000 01.1010 右移一位，YnYn+1=10，+-X补+-X补 11.011011.0110 11.1011 001.101 右移一位，YnYn+1=01，+X补 注意：负数补码右移，连同符号位一起右移+X补 00.101000.0101 00.0010 1001.10 右移一位，YnYn+1=10，+-X补+-X补 11. 011011.1000 11.1100 01001.1 右移一位，YnYn+1=11，+0注意：最后一步不右移 X*Y补=1.11000100解二：采用一般补码乘法，注意最后一步根据Y的符号位决定是否加-X补X补=00.1010 -X补=11.0110 Y补=1.1010 部分积 乘数 操作说明00.0000 .1010 +0 00.0000 注意：该步应加0 00.0000 00.0000 0.101+X补 00.101000.1010 00.0101 00.10+0 00.0000 00.0101 00.0010 100.1+X补 00.1010 00.1100 00.0110 0100.+-X补 11. 0110 注意：最后一步根据Y的符号位为1，加-X补 11.1100 0100.X*Y补=1.11000100P113 T3.20原码进行绝对值的运算常见错误： 被除数（余数）初始化为X补 11.01010解：|X|补=00.10110 |Y|补=00.11111 -|Y|补=11.00001被除数（余数） 商 操作说明 00.10110 +- |Y|补 11.00001 11.10111 0. 不够减，上商0，左移，+|Y|补11.01110+|Y |补 00.1111100.01101 1 够减，上商1，左移，+-|Y|补00.11010+-|Y| 补 11.0000111.11011 0 不够减，上商0，左移，+|Y|补11.10110+|Y |补 00.1111100.10101 1 够减，上商1，左移，+-|Y|补01.01010+-|Y| 补 11.0000100.01011 1 够减，上商1，左移，+-|Y|补00.10110+-|Y| 补 11.0000111.10111 0 不够减，上商0，+ | Y |补 00.11111 注意：最后一步恢复余数00.10110X/Y的商为-0.10110 余数为-0.0000010110P113 T3.25X：阶码0001，尾数0.1010；(阶码采用补码，尾数采用原码)Y：阶码1111，尾数0.1001；（1）求X+Y. 解：Step1：求阶差 EX补=00.001，EY补=11.111，- EY补=00.001 EX补 00.001+- EY补 00.001 00.010 E补=EX - EY补 = EX补+- EY补=00.010Step2：对阶 X：阶码00 001，尾数0.1010；Y：阶码00 001，尾数0.0010；Step3：尾数求和MX补=00.1010，MY补=00.0010MX补 00.1010+ MY补 00.0010 00.1100Step4：规格化,舍入,检查阶码是否溢出结果： EX+Y补=00.001, MX+Y补=00.1100（2）求X*Y (阶码运算用移码，尾数运算用原码一位乘)X：阶码0001，尾数0.1010；Y：阶码1111，尾数0.1001；解：Step1:求乘积的阶码EX+EY移=EX移+EY补=00.001+00.111=01.000 (即0)Step2:尾数相乘 |MX|MY|原=0.01011010Step3:规格化处理 尾数结果左移一位，变为0.10110100； 阶码需减1，变为0 111 即01.000+11.111=00.111Step4:舍入及判溢出 舍入，无溢出。结果：EX+EY移=0 111 |MX|MY|原=0. 1011 (3) 求X/Y (阶码运算用移码，尾数运算用原码加减交替法)解：Step1:求商的阶码 EX-EY移=EX移+-EY补=01.001+00.001=01.010Step2:尾数相除| MX |补=00.1010 | MY |补=00.1001 -|MY |补=11.0111被除数（余数） 商 00.1010 -|MY |补 11.0111 00.0001 100.0010 -|MY |补 11.011111.1001 0 11.0010+|MY |补 00.100111.1011 0 11.0110+ |MY |补 00.100111.1111 0 11.1110+|MY |补 00.100100.0111 1 |MX|/|MY|原=01.0001Step3:规格化处理：尾数结果右移一位，变为00.10001；阶码需加1，变为1 011，即01.010+00.001=01.011Step4:舍人及判溢出。结果：EX-EY移=1 011 |MX|/|MY|原=0. 1001P114 T3.31解：当有效信息位是8位，具有1位检错和纠错能力时，校验位设4位。组数海明码H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 D8 D7 D6 D5 P4 D4 D3 D2 P3 D1 P2 P1第4组 第3组 第2组 第1组 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1校验位的编码规则:P1=D1D2D4D5D7 =1 P2=D1D3D4D6D7=1P3=D2D3D4D8=0 P4=D5D6D7D8=0译码规则:S1=P1 D1D2D4D5D7 S2=P2 D1D3D4D6D7 S3=P3 D2D3D4D8 S4=P4 D5D6D7D8 计算机组成原理习题二 （2010-05-1）P136 T4.5 512K16的存储器，由64K1的2164RAM芯片构成（芯片内是4个128128结构）解：（1）（512K16）/64K1=128总共需要128片； （2）2ms/128=156s(3) 0.1s*128=12.8sP136 T4.6 (存在的问题：没有地址的分析，直接抄答案！)解：地址 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 ROM 8k*8位 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1RAM 8k*8位0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1RAM 8k*8位0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 MREQ A15A13A12A0CPUD7D4D3D0WEOE译码器A12A0CSROM8K*8RAM8K*4CSA12A0CSA12A0CSA12A0CSCS0CS1CS2A12A0P169 T1 解： 指令格式：OPAddr1Addr2 4 6 6双操作数指令K条，无操作数指令L条，设单操作数指令最多M条M=（24- K）26- L/26 （取上整）P169 T2基址寄存器内容：2000H； 变址寄存器内容：03A0H；指令地址码：3FH； PC内容：2B00H那么变址寻址时，有效地址E =2000H+03A0H+3FH =23DFH 相对寻址时，有效地址E =2B00H+3FH= 2B3FHP170 T8DS=0800H, CS=1800H, SS=4000H, ES=3000H disp =2000H 段加偏移的寻址方式：段地址左移4位，再加上偏移地址。(1) MOV指令 直接寻址E=8000H + 2000H =A000H(2) CS:IP E= 18000H + 1440H =19440H(3) SS:SP E=40000H-2H =3FFFEHT10 计算机组成原理习题三 （2010-05-26）P235 T6.2 JMP（无条件转移到（rs1）+disp） 取指令 计算转移地址：“rs1GR” =1 (8)“(rs1)ALU “ =1 (10) “dispALU” =1 (4) “+” =1 (13) “ALUAR” =1 (19)“ALUPC” =1 (2)微指令编码: 0101,0001,0100,1000,0010,0Load (从(rs1)+disp指示的内存单元取数，送rs保存) 取指令 计算有效地址： “rs1GR” =1 (8)“(rs1)ALU” =1 (10) “dispALU “ =1 (4) “+” =1 (13) “ALUAR” =1 (19)微指令编码: 0101,0001,0100,1000,0010,0 访问存储器，取得操作数： “ARAB” =1 （20） “ADS” =1 (21) M/ IO” =1 (22) “W/R” =0 (23) “DBDR” =1 （6） 微指令编码: 0000,0100,0000,0000,0001,110 数据送入寄存器： “rsGR” =1 (9) “DRALU” =1 (12) “+” =1 (13) “ALUGR” =1 (17) 微指令编码: 0000,0000, 1001,1000, 1000,0Store (把rs内容送到(rs1)+disp指示的内存单元) 取指令 计算有效地址：0101,00