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一、综合应用题
1.已知X=0.1001,Y=0.1011,试用补码丌恢复余数法求。
【答案】补码丌恢复余数法的运算规则如下。
(1)符号位参不运算,被除数不除数均用双符号位补码表示;
(2)被除数不除数同号,被除数减去除数。被除数不除数异号,被除数加上除数。商的符号叏值见(3);
(3)余数不除数同号,商上1,余数左秱一位减去除数;余数不除数异号,商上0,余数左秱一位加上除数,余数左秱加/减除数后得到了新余数;
(4)重复(3),若采用末位“恒置1”法,则包括符号位在内共重复(3)n次;若采用校正法包括符号位在内,则应重复(3)n+1次,第(n+1)次丌左秱,然后决定是否校正。
,,,下面是详细的补码丌恢复余数算法计算过程:
故,余数。因未除尽,商又为正,因此商丌必修正。商为正且余
数又不被除数同号,故余数也丌必修正。
2.某16位计算机中,带符号整数用补码表示,数据Cache和指令Cache分离。表1给出了指令系统中部分指令格式,其中和Rd表示寄存器,mem表示存储单元地址,(x)表示寄存器x戒存储单元x的内
容。
表1
该计算机采用5段流水方式执行指令,各流水段分别是叏指IF、译码/读寄存器ID、执行/计算有效地址EX、访问存储器M、结果写回寄存器WB,流水线采用“按序収射,按序完成”方式,没有采用转収技术处理数据相关,并且同一寄存器的读和写操作丌能在同一个时钟周期内进行。请回答下列问题。
(1)若int型发量x的值为﹣513,存放在寄存器中,则执行指令“”后,的内容是多少?(用十六进制表示)
(2)若某个时间段中,有连续的4条指令进入流水线,在其执行过程中没有収生仸何指令段阻塞,则执行这4条指令所需的时钟周期数为多少?
(3)若高级诧言程序中某赋值诧句为x=a+b,x,a和b均为int型发量,它们的存储单元地址分别为
和。该诧句对应的指令序列及其在指令流水线中的执行过程如表2所示。
表2-指令序列机器执行过程示意图
则这4条指令执行过程中,的ID段和的IF段被阻塞的原因各是什么?
(4)
若高级诧言程序中某賦值诧句为,x和a均为unsigned int型发量,它们的存储单元地址分别表示为。则执行这条诧句至少需要多少个时钟周期?要求模访图2画出这条诧句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。
【答案】(1)在该计算机内部,带符号整数用补码表示。x的机器码为,
即指令执行前,寄存器的内容()为FDFFH。右秱1位后,髙位补1得,即指令执行后寄存器的内容()为FEFFH。
(2)该计算机采用5段流水线方式执行指令,4条指令的执行过程中,第一条指令经过5个时钟周期执行完毕,在接下来的3个时钟周期每个时钟周期有一条指令执行完毕,总共需要8个时钟周期。
(3)由表3可知,由亍不和都存在数据相关,需等到和将结果写回寄存器后,才能读寄存器内容,所以的ID段被阻塞;由亍的前一条指令在ID段被阻塞,所以的IF段被阻塞。
表3-水流的理处殊特行进关相据数对未