计算机组成原理习题(3)ppt精选课件

.,第三章习题,3.7已知，X=0.1011，Y=-0.0101，求：X补，-X补，Y补，-Y补，X/2补，X/4补，2X补，Y/2补，Y/4补，-2Y补解：X补=0.1011X/4补=0.0010-X补=1.01012X补=0.1011（溢出）Y补=1.1011Y/2补=1.1101-X补=0.0101Y/4补=1.1110X/2补=0.0101-2Y补=1.0110,.,第三章习题,3.8设十进制数X=(+128.75)2-10：解：(1)(X)2=(10000000.11)(0.0000000001)=0.01000000011(2)21位浮点数,阶码5位,阶符1位,尾数16位,符号1位，底数2。尾数和阶码用原码表示的机器数。对(X)2规格化，(X)2=0.10000000112-11阶码=10011，（-11的原码表示）尾数=0.1000000011浮点数表示:0100111000000011000000,.,第三章习题,(3)尾数和阶码用反码表示的机器数。对(X)2规格化，(X)2=0.10000000112-11阶码=11100，（-11的反码表示）尾数=0.1000000011浮点数表示:0110001000000011000000(3)尾数和阶码用补码表示的机器数。对(X)2规格化，(X)2=0.10000000112-11阶码=10100，（-11的补码表示）尾数=0.1000000011浮点数表示:0101001000000011000000,.,第三章习题,3.9假设机器字长16位,定点表示,数值15位,符号1位；浮点数表示，阶码6位，阶符1位，尾数10位，其中数符1位，底数2。（1）定点原码整数表示，最大正数，最小负数？最大正数：(0111111111111111)2=(215-1)10=(32767)10.最小负数：(1111111111111111)2=(-215+1)10=(-32767)10.（2）定点原码小数表示，最大正数，最小负数？最大正数：(0.111111111111111)2=(12-15)10.最小负数：(1.111111111111111)2=(-1+2-15)10.,.,第三章习题,（3）浮点原码表示，最大正数，最小负数，绝对值最小的数（非0）？最大正数：0011111111111111可表示：(1-2-9)2+31最小负数：1011111111111111可表示：-(1-2-9)2+31绝对值最小的数（非0）规格化：0111111100000000可表示：(0.1)2-31非规格化：0111111000000001可表示：(2-9)2-31,.,第三章习题,（4）有效位数？尾数表示的有效位数，9位二进制数据，有效位数29，假设对应的10进制是n位，则有：29=n10两边都取以10为的对数：log10(29)=log10(10n)得：n=9log102=90.301=2.709,.,部分积乘数说明0000001011+001101末位为1，加X0011010001101101右移1位+001101末位为1，加X0100110010011110右移1位+000000末位为0，加00010010001001111右移1位+001101末位为1，加X0100010010001111右移1位X*Y原=(10).10011111=1.10001111,X*Y=-0.10001111.,3.18用原码一位乘法计算X=0.1101,Y=-0.1011的积X*Y。,.,部分积乘数说明0000001010+000000末位为0，加00000000000000101右移1位+001010末位为1，加X0010100001010010右移1位+000000末位为0，加00001010000101001右移1位+001010末位为1，加X0011000001100100右移1位+110110Y0=1,加-X修正11.11000100X*Y补=1.11000100X*Y=-0.00111100,3.19用补码一位乘法计算X=0.1010,Y=-0.0110的积X*Y。补码一位乘法,X补=00.1010,-X补=11.0110,Y补=1.1010,.,部分积乘数附加位说明000000110100+00000000，加0000000000000011010右移1位+11011001，加-X补110110111011001101右移1位+00101010，加X补000101000010100110右移1位+11011001，加-X补111000111100010011右移1位+00000011,加01111000100X*Y补=1.11000100,X*Y=-0.00111100,3.19用补码一位乘法计算X=0.1010,Y=-0.0110的积X*Y。布斯法,X=00.1010,-X=11.0110,Y=1.1010,.,部分积乘数附加位说明000000001.011010+00010011010，加X补0001001100000100111.0110右移2位+11101101110，加-X补111100011111110001111.01右移2位+11101101111，加-X补1110100111110100101111.1右移1位X*Y补=1.1010010111,3.23用补码两位乘法计算X补=0.10011,Y补=1.01101的积X*Y补。布斯法,2X补=001.00110,-X补=111.01101,-2X补=110.11010,.,海明码的特点就是，冗余校验位的位数r，可以进行2r编码，指出2r个不同的状态,其中000表示没有错误,剩余的2r-1状态,可以指出2r-1个错误位置,因此,编码的位数应该大于总位数+1，即：2rk+r+1如果需要检测和自动校正一位错,检测两位错,则:2r-1k+rk=16，当r=6时,不等式成立.25=3216+6=22,3.30设有16个信息位，如果采用海明校验，至少需要设置多少个校验位，应该放在那些位置？,.,校验码位置的安排，应该使得校验码出错时和数据位出错时,影响的结果不同。设22位海明码的位号为：H22H1,其中数据位用D16D1表示，校验位用P6P1表示。由于校验码出错只影响本身，所以被安排在位号为2i-1的位置，从位号低的位置向位号高的位置安排6个校验码P6P1。H22H21H20H19H18H17H16H15H14H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1P6D16D15D14D13D12P5D11D10D9D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P124-123-122-121-1,3.30设有16个信息位，如果采用海明校验，至少需要设置多少个校验位，应该放在那些位置？,.,方案选择，检查和纠正一位错，检查两位错。按照海明码校验位的条件：2r-1k+rk=8,可得r=5.25-1=168+5=13设海明码为:H13H1,数据位为D8D1校验位为P5P1.H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1P5D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1P1=D1D2D4D5D7P2=D1D3D4D6D7P3=D2D3D4D8P4=D5D6D7D8P5=D1D2D3D4D5D6D7D8P1P2P3P4,3.31设有8位有效信息，编制海明校验线路，说明编码方法，分析所选方案有怎样的检错与纠错能力。若8位信息是01101101，海明码是多少？,.,S1=P1D1D2D4D5D7S2=P2D1D3D4D6D7S3=P3D2D3D4D8S4=P4D5D6D7D8P5=D1D2D3D4D5D6D7D8P1P2P3P4若8位信息位是01101101,海明码如下:P1=10101=1P2=11111=1P3=0110=0P4=0110=0P5=101101101100=1H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1P5D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P11011001100111,3.31设有8位有效信息，编制海明校验线路，说明编码方法，分析所选方案有怎样的检错与纠错能力。若8位信息是01101101，海明码是多少？,.,第四章习题,4.5有一个512K16的存储器，由64K1的2164RAM（芯片内是4个128128结构），问：（1）总共需要多少个RAM芯片？总共需要：(512K16)/(64K1)=128（2）采用分散刷新方式，单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号的周期是多少？刷新时，2164中4个128128矩阵同时刷新（书上123页），所以每128行为单元的刷新次数，2ms内需要128个刷新周期，每个周期长：2ms/128=15.625s,.,第四章习题,（3）采用集中刷新方式，设读写周期T=0.1s，存储器刷新一遍最少需要多少时间？需要1280.1s=12.8s,.,第四章习题,4.6某机器中，已知地址空间为0000H1FFFH的ROM区域，现在再用RAM芯片（8K4）形成一个16K8的RAM区域，起始地址为2000H，假设RAM有CS#和WE#控制端。CPU地址总线为A15A0，数据总线为D7D0，控制信号为R/W#，MREQ#，要求画出逻辑图。解：1）地址空间分析:如果一个CPU的地址线是A15A0，总地址空间为216,十六进制表示:0000HFFFFH。ROM占用的地址空间为0000H1FFFH,变为2进制：00000000000000000001111111111111空间的范围是213，就是23210=8K的存储空间，CPU的地址线是D7D0，8根，所以，ROM的容量是8K8。,.,第四章习题,2）芯片数量和字位扩展:由于从RAM芯片容量小于RAM区容量，需要字扩展；由于RAM芯片数据线4位，小于RAM区字长8，需要位扩展。一个芯片的容量是8K4，RAM区的容量是16K8，所以共需要芯片：(16K8)/(8K4)=4片。扩展方法：将2个RAM芯片重叠，构成一组（2片）8K8容量的RAM芯片组，实现位扩展。将2组RAM芯片，译码选择每组芯片，构成16K8的RAM区，实现字扩展。,.,第四章习题,3）地址空间的分配芯片地址线是A12A0，总地址空间为216。RAM区的容量是16K8，RAM区的地址线是A13A0，占用地址用十六进制表示:2000H5FFFH=2000H3FFFH(8KB)+4000H5FFFH(8KB)译码最小单位确定，首先确定芯片的最小地址空间=A12A0，为了今后扩充芯片的灵活性，将剩余的地址线全部参加译码，CPU地址线是A15A0，减去芯片的地址线，剩余的地址线为A15、A14、A13，（如果剩余4根地址线，就采用4-16译码），采用3-8译码，所以将整个CPU的64KB(A15A0)地址空间平均分