计算机组成与结构习题---经典

1、第3章练习，在3.7中已知，X=0.1011，Y=-0.0101，寻道：X，-X，Y，-Y，X/2，X/4，2X，Y/2，Y/4，-2Y补码解决方案：X补码=0.1011 X/4补码=0.0010 -X补码=1.0101 2X补码=0.1011 Y补码=1.1101 -X补码=0.0101 Y/4补码=1归一化(X)2，(x) 2=0.100000011 2-9顺序码=11001，(原始码为-1001)尾数=0.100000011浮点数表示3360 0 0 11001 1000 000 1100 000，第3章练习，(。规格化(x) 2，(x) 2=0.100000011 2-9顺序代码=10

2、110，(原始代码为-1001)尾数=0.100000011浮点数表示3360 0 0 10110 1000 000 1100 000(3)尾数和顺序代码规格化(X)2，(x) 2=0.100000011 2-9顺序代码=10111，(浮点数表示顺序码为6位，顺序符号为1位，尾数为10位，其中数字符号为1位，基数为2。(1)定点原始码整数表示，最大正数，最小负数？最大正数：(0111 1111 1111)2=(215-1)10=(32767)10。最小负数：(1111 1111 11111)2=(-215 1)10=(-32767)10.最大正数：(0.111 1111 11111)2=(1

3、2-15)10。最小负数：(1.111 111 1111 1111) 2=(-1 2-15) 10。第3章练习，(3)浮点源代码表示，最大正数，最大正数：0 011111 1111111可以表示：(1-2-9) 2 31最小负数：1 01111111111可以表示：-(1-2-9) 2 31具有最小绝对值(非0)的数字规范化：0 111111000000可以表示：尾数表示的有效数字、9位二进制数据和有效数字假设相应的十进制是N位，有：29=n10。log 10(29)=log 10(10n):n=9 log 102=9 0.301=2.709。部分乘积乘数显示00 0000 1011 00 1

4、101的最后一位是1，加上00 1101 00 0110 1101向右移动1位，加上01 0011 00 1001 1110向右移动1位，00 0000等于0。添加0 00 1001 00 0100 1111向右移动1位，00 1101到最后一位是1，添加X 01 0001 00 1000 1111向右移动1位，X * Y=(10)。1001 1111=1.10001111，X*Y=-0.1000 1111.3。部分乘积乘法器描述00 0000 1010 00 0000是0，加上0 0 00 0000 00 0000 0101右移1位00 1010最后一位是1，加上X 00 1010 00 0

5、101 0010右移1位00 0000最后一位是0，加上0 00 0101 00 0010 1001向右移动1位。00 1010的最后一位是1，添加0 00 1100 0110 0100向右移动1位。11 0110 Y0=1，加-X纠正11.1100 0100 X*Y补码=1.1100 0100 X*Y=-0.0011 111补码一位乘法，X补码=00.1010，-X补码=11.0110，Y补码=1.1010，部分乘积乘数附加潜在描述000 000 11010 00 0000 0，加0 000添加-x补码11 0110 11 1011 00110 1右移1位00 1010 10，添加-X补码0

6、0 0101 00 0010 10011 0右移1位1 1011 001，添加-X补码11 1000 11 1100 01001 1 1右移1位00 0000 11，添加0.11 1100 0100X * Y到补码=1。布斯方法，X=00.1010，-X=11.0110，Y=1.1010，部分乘积乘数附加潜在描述000 0000 1.01101 0 000 10011 010，加上X补码000 10011 000 00100 111.011 0向右移动2位数。加-十进制补码111 10001 111 11100 01111.0 1向右移动两位数111 01101 111，加-十进制补码111

7、01001 111 10100 101111。1向右移动1位X*Y补码=1.10100 10111，3.23通过两位数乘法计算X补码=0。布斯法，2X补码=001.00110，-X补码=111.01101，-2X补码=110.11010。汉明码的特征在于冗余奇偶校验位的位数R可以用2r编码，表示2r个不同的状态，其中000表示没有错误，其余的2r-1状态可以用2r-1表示。也就是说，如果2r k r 1需要检测并自动纠正错位并检测两位错误，那么： 2r-1 k r k=16，当r=6时，不等式成立。25=3216 6=22，3.30有16个信息位。如果采用汉明校验，至少应该设置多少校验位，它们

8、应该放在哪里？当校验码出错和数据位出错时，校验码位置的排列应该使结果不同。假设22位海明码的位数为H22H1，其中数据位由D16D1表示，奇偶校验位由P6P1表示。由于校验码的错误只影响其自身，所以它被安排在比特数为2i-1的位置，并且六个校验码P6P1被安排在从比特数低的位置到比特数高的位置。H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 H15 H14 H13 H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 P6 D16 D15 D14 D13 D12 P5 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 P4 D3 D2 P3 D1 P2 P1 1 2

9、4-1 23-1 22-121-1，3.30有16个信息位。如果使用汉明校验，至少应该设置多少校验位，应该放在什么位置？方案选择，检查并纠正一个错位，检查两个错误。根据汉明码的条件校验位：2r-1 k r k=8，r=5。25-1=16 8 5=13，让汉明码为：H13H1。数据位为D8D1，校验位为P5p1。H13 h 12h 11h 10h 9h 8h 6h 5h 4 H2 h1p 5 D8 D6 D5 p 4 D4 D3d2p 3 D1 P2 P1=D1 D2 D4 D7 P2=D1 D3 D4 D6 D7 P3=D2 D3 D4。d8p 4=D5d 6 D7 D8 P5=d1d2d 3

10、d 5d 6 D7 D8 p1p 2p 3p 4，3.31有8位有效信息，编译海明校准电路，说明编码方法，分析所选方案的检错纠错能力。如果8位信息是01101101，海明码是什么？S1=p1d1 D2 D4 D5 D7 S2=p2d 3d 4d 6 D7 S3=p3d 3d 4d 8d S4=p4d 5d 6 D8 D5 p 5=d1d 2d 3d 4d 5d 67 D8 P1 P2P 3 p 4如果8位信息位为01101101，海明代码如下： P1=10101=1p 2=11111=1p 3=0110=0p 4=0110=0p 5=1011100=1100D2 P3 D1 P2 P1 101

11、 1001 1001 1001 11，3.31有8位有效信息，并编制了海明校准线，说明了编码方法，分析了所选方案的检错纠错能力。如果8位信息是01101101，海明码是什么？在第4章4.5中，有一个512K16存储器，它由64K1的2164个内存组成(芯片中有四个128128结构)。问：(1)总共需要多少内存芯片？总要求：(512K16)/(64K1)=128 (2)当单位刷新间隔小于2毫秒时，刷新信号的周期是多少？刷新时，2164中的4个128128矩阵同时刷新(本书第123页)，所以每128次行单元刷新需要2毫秒内的128个刷新周期，每个周期长度为2毫秒/128=15.625秒，第4章练习

12、，(3)采用集中刷新模式，最好刷新一次内存。它需要1280.1=12.8秒，第4章练习，4.6在某台机器上，地址空间为0000H1FFFH的只读存储器区域是已知的，现在用随机存取存储器芯片(8K4)形成起始地址为2000H的16K8随机存取存储器区域，假设随机存取存储器有CS#和WE#控制端子。中央处理器的地址总线为A15A0，数据总线为D7D0，控制信号为R/W#和MREQ#，因此需要绘制逻辑图。解决方案：1)地址空间分析：如果一个中央处理器的地址行是A15A0，总地址空间是216，这意味着十六进制的：0000。只读存储器占用的地址空间是0000H1FFFH，它变成二进制：0000 0000

13、 0000 0000 0001 1111 1111。空间范围为213，即23210=8K存储空间。中央处理器的地址线是D7D0和8，所以只读存储器的容量是8K8。第四章练习，2)芯片号和字位扩展：由于从机内存芯片的容量小于内存区域的容量，需要字扩展；由于内存芯片的数据线为4位，小于内存区域8的字长，需要进行位扩展。一个芯片的容量为8K4，内存区域的容量为16K8，因此总共需要四个芯片：(16K8)/(8K4)=4。扩展方法：将两个内存芯片重叠，形成一组(两个芯片)8K8内存芯片组，实现位扩展。两组随机存取存储器芯片被解码和选择以形成一个16K8随机存取存储器区域来实现字扩展。第4章练习3)地址空间的分配芯片地址线为A12A0，总地址空间为216。内存区域的容量为16K8，内存区域的地址行为A13A0，占用地址以十六进制确定为： 2000 H5 fffh=2000 h3fffh(8KB)4000 H5 fffh(8KB)解码最小单位。首先，确定芯片的最小地址空间=A12A0。为了将来扩展芯片的灵活性，所有剩余的地址线都将参与解码。中央处理器的地址线为A15A0，其余地址线为A15、A14和A13(如果还有4条地址线，则采用4-16解码)，并采用3-8解码，因此整个中央处理器的64KB(A15A0)地址空间均分为8个8KB空间