系统结构第二章

1、第二章3.程序员编写程序时使用的地址是(C)41页页A.主存物理地址 B.有效地址C.逻辑地址 D.基址4.堆栈机器(堆栈数据表示)的特点不包括(D)32页页A.有力地支持子程序的嵌套和递归调用B.有丰富的堆栈操作指令且功能强大C.有力地支持高级语言程序的编译D.访问堆栈的速度低5.四种浮点数尾数下溢处理方法中，实现最简单的方法是(A)38页页A.截断法 B.舍入法C.恒置“1”法 D.查表舍入法2.当浮点数尾数的基rm=8，尾数长度m=6时，可表示的规格化最小正尾数的值是( B )A.164B.0.125C.0.25D.0.53.RISC采用重叠寄存器窗口技术，可以减少( C )A.绝大多数

2、指令的执行时间B.目标程序的指令条数C.程序调用引起的访存次数D.CPU访存的访问周期12.寻址方式的三种面向分别是面向寄存器寻址、面向（堆栈寻址）和面向主存寻址。13.在可表示浮点数的正数区间，规格化浮点数的最小正数值由尾数的最小整数值与阶码的（最大正数）组合而成。4.在多数机器中，浮点数的阶码采用的进制是( A )A.二进制B.八进制C.十进制D.十六进制4浮点数尾数基值rm=8，以rm为基的尾数位数m=2，则可表示的规格化最大尾数值为( )A1/64B1/8C7/8D63/64 11数据表示指的是能由机器硬件直接识别和引用的_。 12根据操作数或信息存放的位置，多数计算机分别具有面向_、

3、寄存器和_的寻址方式。 13信息在存储器中按整数边界存储的目的是提高_，但是它会造成存储空间的浪费。 2浮点数表示的尾数的基rm=16，尾数长度p=8，可表示的规格化最大正尾数的值是（D ） A1256B12 C1516D255256 3下列数据存储空间为隐含寻址方式的是（ D） ACPU中的通用寄存器B主存储器 CIO接口中的寄存器D堆栈13.寻址方式指的是指令按什么方式寻找(或访问)到所需的操作数或信息的，具有分别面向_主存主存_、_寄存器寄存器_和堆栈的寻址方式。【40页】 11.自定义数据表示包括_标志符数据表示标志符数据表示_和_数据描述符数据描述符_两类。【28页】4.下列四种浮点

4、数尾数下溢处理方法中，平均误差可以调节的是( B )A.截断法B.舍入法C.恒置“1”法D.查表舍入法12.引入数据表示的原则，一看系统的效率是否提高，即是否减少了实现时间和（存储空间），其次看其（通用性）和利用率是否高。 12指令的操作码优化编码方法有（哈夫曼编码）和（扩展编码）。 13在可表示浮点数的负数区间，规格化浮点数的最大负数值由尾数的（最大负数值）与阶码的（最小负数值）组合而成。 12.引入数据表示的原则，一是看系统实现软件移植的效率是否提高，即是否减少了实现时间和存储空间，其次是看其通用性和利用率是否高。 13.逻辑地址是程序员编程用的地址，主存物理地址是程序在主存中的实际地址。

5、 14.指令格式优化指的是如何用最短的位数来表示指令的操作信息和地址信息，使程序中指令的平均字长最短。 24.简述设计RISC结构可采用的基本技术。 1.按按RISC一般原则设计。一般原则设计。 2.逻辑实现用硬联与微程序结合逻辑实现用硬联与微程序结合 3.用重叠寄存器窗口。用重叠寄存器窗口。 4.指令用流水和延迟转移。指令用流水和延迟转移。 5优化设计编译系统。优化设计编译系统。 【5558页页】简述RISC的优缺点。优点：（1）简化了指令系统的设计，适合VLSI的实现。 （2）提高了机器的执行速度和效率。 （3）降低了设计成本，提高了系统的可靠性。 （4）可直接支持高级语言的实现，简化了编

6、译程序的设计。缺点：（1）由于指令少，使原在CISI上的单一指令完成的某些复杂功能现在要用多条RISC指令才能完成，加重了 汇编语言程序的设计。 （2）对浮点运算执行和虚拟存储器的支持虽有很大加强，但仍显得不足。 （3）RISC机器的编译程序比CISC的难写。 22.简述寻址方式在指令中的两种指明方式，并说明它们的优缺点。 23.简述RISC的优缺点。 22.简述堆栈机器(堆栈数据表示)的特点。 答: (1)有高速寄存器组成的硬件堆栈，并附加控制电路让它与主存中的堆栈区在逻辑上构成整，使堆栈的访问速度是寄存器的，容量是主存的。 (2)有丰富的堆栈操作指令且功能很强，直接可对堆栈中的数据进行各种

7、运算和处理。 (3)有力的支持高级语言程序的编译。 (4)有力的支持子程序的嵌套和递归调用。 25简述在高级数据表示中，标志符数据表示的主要优点。 26简述设计RISC结构的原则。 22简述设计RISC结构采用的基本技术。 27.浮点数系统使用的阶基rp=2，阶值位数p=3，尾数基值rm=8，以rm为基的尾数位数m=2，计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、最大阶值、可表示数的最小值和最大值及可表示的数的个数。 答:最小尾数值:1/8 最大尾数值:63/64 最大阶值:7 可表示数的最小值:1/8 可表示数最大值:504 可表示的数的个数:4485.（1）浮点数系统使用的

8、阶基rp=2,阶值位数p=2,尾数基值rm=10，以rm为基的尾数位数m=1,按照使用的倍数来说，等价于m=4, 试计算在非负阶、正尾数、规格化情况下的最小尾数值、最大尾数值、最大阶值、可表示的最小值和最大值及可表示数的个数。 （2）对于rp=2,p=2,rm=4,m=2,重复以上计算。 解 依题意列下表： 题中“按照使用的倍数来说，等价于m=4,” 这个m=4,因为231024,等价为实际要4个二进制位，表示RM=10为基的一位 p=2,rm=10,m=1p=2,rm=4,m=2最小尾数值10-1=0.14-1=0.25最大尾数值1-10-1=0.91-4-2=15/16最大阶值2p-1=3

9、3可表示的最小值0.10.25可表示的最大值103*0.9=90043*15/16=60可表示数的个数3648 6.由4位数（其中最低位为下溢附加位）经ROM查表舍入法，下溢处理成3位结果，设计使下溢处理平均误差接近于零的ROM表，列出ROM编码表地址与内容的对应关系。 解： ROM编码表地址与内容的对应关系 地址0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111内容000001001010010011011100100101101110110111111111 28浮点数尾数的下溢处理采用ROM查表舍入法，地址位数

10、k=4(其中最低位为下溢处理之附加位)，下溢处理成3位结果，设计使下溢处理平均误差接近于零的ROM表，写出ROM中存放的下溢处理表。 29.假设某机器共有8条指令(I1-I8)，使用频度如题29表所示，要求： 题29表 指令使用频度piI10.30I20.10I30.25I40.15I50.05I60.04I70.01I80.10(1)构造哈夫曼(Huffman)树； (2)列表写出操作码的哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码； (3)分别计算使用哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码的平均码长。 解：（1）构造哈夫曼(Huffman)如下图： (2)操作码的哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码

11、如下表： (3)分别计算使用哈夫曼编码和只有两种码长的扩展操作码的平均码长为:12.某模型机9条指令使用频率为： ADD(加) 30% SUB(减) 24% JOM(按负转移) 6%STO(存) 7% JMP(转移) 7% SHR(右移) 2%CIL(循环) 3% CLA(清加) 20% STP(停机) 1%要求有两种指令字长，都按双操作数指令格式编排，采用扩展操作码，并限制只能有两种操作码码长。设该机有若干通用寄存器，主存为16位宽，按字节编址，采用按整数边界存储。任何指令都在一个主存周期中取得，短指令为寄存器-寄存器型，长指令为寄存器-主存型，主存地址应能变址寻址。 (1)仅根据使用频率，不考虑其它要求，设计出全Huffman操作码，计算其平均码长; (2)考虑题目全部要求，设计优化实用的操作形式，并计算其操作码的平均码长; (3)该机允许使用多少可编址的通用寄存器？ (4)画出该机两种指令字格式，标出各字段之位数; (5)指出访存操作数地址寻址的最大相对位移量为多少个字节？ 解： 第(1)和(2)中Huffman和扩展操作码的编码及平均码长如下表： 指令Ii使用频度PiHuffman编码扩展操作码编码I1I2I3I4I5I6I7I8I930%24%20%7%7%6%3%2%1%1000011100110111101111011