计算机组成原理第二章习题哈工大

哈工大2007 年秋季学期计算机组成原理试题1．DMA的数据块传送可分为、和阶段。

2．设n = 16 （不包括符号位），机器完成一次加和移位各需100ns，则原码一位乘最多需补码Booth算法最多需ns。

3．设相对寻址的转移指令占2个字节，第一字节为操作码，第二字节是位移量（用补码表示），每当CPU从存储器取出一个字节时，即自动完成（pc）+ 1→pc。

设当前指令地址为3008H，要求转移到300FH，则该转移指令第二字节的内容应为。

若当前指令地址为300FH，要求转移到3004H，则该转移指令第二字节的内容为。

4．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），用移码表示，尾数为24位（含1位数符），用补码规格化表示，则对应其最大正数的机器数形式为，真值为（十进制表示）；对应其绝对值最小负数的机器数形式为，真值为（十进制表示）。

5．利用指令进行输入输出操作的I/O编址方式为统一编6．一个组相联映像的Cache，有128块，每组4块，主存共有16384块，每块64个字，则主存地址共位，其中主存字块标记应为位，组地址应为位，Cache地址共位。

7．和组成存储系统的层次结构。

8．在总线集中式判优控制中，方式对故障很敏感，方式速度最快。

对于同步通信而言，影响其效率的主要因素是，它一般用于场合。

二、解释下列概念（20分）1．机器周期和时钟周期2．周期挪用和向量地址3．中断隐指令及其功能4．双重分组跳跃进位5．水平型微指令6．超标量和超流水线三、（6分）x已知x= 0.1001 y = –0.1101 计算（机器数形式自定）。

y某模型机共有64种操作，操作码位数固定，且具有以下特点：（1）采用一地址或二地址格式；（2）有寄存器寻址、直接寻址和相对寻址（位移量为-128 ~ 127）三种寻址方式；（3）有16个通用寄存器，算术运算和逻辑运算指令的操作数均在寄存器中，结果也在寄存器中；（4）取数/存数指令在通用寄存器和存储器之间传送；（5）存储器容量为1MB、按字节编址。

2．[x]补= a7. a6a5…a0解、（1）当a7= 0时，x≥0 此时x>-0.5则a0 = 0, a1→a6任意即可当a7= 1时，[x]补= =2-|x||x|=2- 1. a6a5…a0=1-0.a6a5…a0若要x>-0.5则|x |<0.5所以有1-0.a6a5…a0<0.50.a6a5…a0>0.50.a6a5…a0>0.100000即a7a6 = 11, a5→a0不全为0或至少有一个为13．字长32位浮点数，符号位1位，阶码8位，用移码表示，尾数23位，用补码表示，基为2（1）最大正数的二进制表示E = 11111111 e=E-27=01111111=+127Ms = 0, M = 11…1（全1）最大的数的二进制表示：+2+127×(1-2-23)（2） 最小负数的二进制数表示：E = 11111111Ms = 1, M = 00…0（全0）（注意：用10….0来表示尾数－1） 表示为：-2+127×1（3）最小正数的二进制表示：+2-128×2-23（4）最大负数的二进制表示： [+2-128×2-23, +2+127×(1-2-23)]∪[-2-128×2-23，-2+127×1] 4． （1）2270.011011 1.1011264-==⨯ X=(-1)s ×2E-127×1.M S=0阶码：E=127+e=127-2=125=01111101 (阶码用移码表示) 尾数：M=0.1011（2） 2270.011011 1.1011264--==-⨯ X=(-1)s ×2E-127×1.M S=1阶码：E=127+e=127-2=125=01111101 (阶码用移码表示) 尾数：M=0.1011 （用原码表示）结果没有溢出，x+y=-101116．（1）x = 11011 , y = - 11111[x]变补=0 0 1 1 0 1 1[-y]变补=0 0 1 1 1 1 1上溢（2）x = 0.10111 , y = 0.11011[x]变补=0 0 1 0 1 1 1[-y]变补=1 1 0 0 1 0 1无溢出（3）x = 11011 , y = - 10011[y]变补=0 0 1 0 0 1 1[x]变补=0 0 1 1 0 1 17.（1）原码阵列x = 11011, y = -11111符号位: x0⊕y0 = 0⊕1 = 1|x| = 11011, |y|= 11111[x*y]原=1. 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1X*y=-0. 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1带求补器的补码阵列[x]补= 0 11011, [y]补= 1 00001乘积符号位单独运算0⊕1＝1尾数部分算前求补输出│X│＝11011，│y│＝111112n算后求补输出1.0010111011[X×Y]补=1.0010111011X×Y＝-0.1101000101(2) 原码阵列x = -0.11111, y = -0.11011符号位: x0⊕y0 = 1⊕1 = 0[x]原= 11111, [y]原 = 11011[x×y]原 = 01101000101x×y =+0.1101000101带求补器的补码阵列[x]补= 1 00001, [y]补= 1 00101乘积符号位单独运算1⊕1＝0尾数部分算前求补输出│X│＝11111，│y│＝110112n算后求补输出1 1 0 1 0 0 0 1 0 1[X×Y]补=0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1X×Y＝+0.11010001019．假设两数均用补码表示，阶码采用双符号法，尾数采用单符号法(1) x = 2-011*0.100101, y = 2-010*(-0.011110)[x]浮= 11101, 0.100101[y]浮= 11110, 1.100010计算x+y①完成对阶Ex-Ey = Ex+（-Ey）= 11 ，101+00，010=11，111<0无溢出Ex-Ey的值为-1Ex向Ey靠M x右移1位，Ex+1M x=0.010010 (1)②尾数相加③规格化处理：M不是1.M的形式，尾数左移2位，阶码-2M= 1.010010 阶码E=E y+11 110= 11100④舍入处理：采用0舍1入法处理M=1.010010⑤判是否溢出：阶码符号为11 无溢出x+y= = - 0.101110×2-4计算x-y①完成对阶与x+y相同②尾数相减③规格化处理：M=0.110000 E=11 110④舍入处理：采用0舍1入法处理M=0.110001⑤判是否溢出：阶码符号为11 无溢出x-y= 0.110001×2-2(2) x = 2-101×(-0.010110), y = 2-100×0.010110[x]浮= 11 011,1.101010[y]浮= 11 100,0.010110计算x+y①完成对阶Ex-Ey = Ex+（-Ey）= 11 ，011+00,100=11，111<0 无溢出Ex-Ey的值为-1Ex向Ey靠M x右移1位，Ex+1M x=1.110101 (0)②尾数相加③规格化处理：M不是1.M的形式，尾数左移2位，阶码-2M= 0.101100 阶码E=E y+11 110= 11 100+11 110=11 010 ④舍入处理：采用0舍1入法处理M= 0.101100⑤判是否溢出：阶码符号为11 无溢出x+y= = +0.101100×2-6计算x-y①完成对阶与x+y相同②尾数相减③规格化处理：M=1.011111 E=11 100④舍入处理：采用0舍1入法处理M=1.011111⑤判是否溢出：阶码符号为11 无溢出x-y= -0.100001×2-4。

1.把下列各数化成二进制数和八进制数(二进制取3位小数，八进制取一位小数): 7+3／4，±3／64，73.5，725.9375，25.34答：7+3/4=111.110B; 7+3/4=7.6O; ±3/64=±0.000B; ±3/64=±0.0O; 73.5=1001001.1 00B; 73.5=111.4O;725.9375=1011010101.111B; 725.9375=1325.7O; 25.34=11001.011B; 25.34=31.3O2.把下列各数化成十进制数：101.10011B ，22.2O，AD.4H答：101.10011B=5.59375; 22.2O=18.25; AD.4H=173.253.完成下列二进制数运算：101.111+11.011，1001.10-110.01，101.11*11.01，1011101 11/1101答：101.111+11.011=1001.01; 1001.10-110.01=11.01;101.11*11.01=10010.1011; 101110111/1101=11100.114.完成下列各十六进制数的运算：A39E+28DC，D5AB-7CE5，2BF*4C，C16E/3A答：A39E+28DC=CC7A; D5AB-7CE5=58C6; 2BF*4C=D014; C16E/3A=355.C25.先将15B*8E/2A中的十六进制数化成十进制数，再进行计算，最后再将结果化为十六进制数。

答：15BH*8EH/2AH=347*142/42=49274/42=1173.19=495.30AH6.试分别判断下列各组数据中哪个数据最大？哪个数据最小？(1) A=0.1001B，B=0.1001D，C=0.1001H(2) A=10111101B，B=1001D，C=111H答：(1) A最大, C最小; (2) B最大, A最小;1.写出下列各数的二进制原码和补码(最后两个用双字节): 0，96，-128，-38H，127，10 5，879H，-32768答：上述各数的原码依次为：00000000(10000000), 01100000, 无, 10111000, 011 11111, 01101001, 0000100001111001, 无;上述各数的补码依次为：00000000, 01100000, 10000000, 11001000, 01111 111, 01101001, 0000100001111001, 1000000000000000;2.分别列出下述10进制数的16进制数、非压缩的BCD数、压缩的BCD数、ASCII数字串(用16进制形式写出):10, 64, 78, 81, 92, 100, 125, 255答：上述各数的16进制数依次为：AH,40H,4EH,51H,5CH,64H,7DH,FFH;上述各数的非压缩的BCD数依次为：0100H,0604H,0708H,0801H,0902H,010000H, 010205H,020505H;上述各数的压缩的BCD数依次为：10H,64H,78H,81H,92H,0100H,0125H,0255H;上述各数的ASCII数字串依次为：3130H,3634H,3738H,3831H,3932H,313030H,313 235H, 323535H;3.用10进制数写出下列补码表示的机器数的真值:71H，1BH，80H，F8H，397DH，CF4 2H，9350H答：上述补码表示的各机器数的真值用10进制数分别表示为: +113,+27,-128,-8,+14717,-20670,-278284.若用一个字节来表示带符号数，判断下列各运算在机内进行时是否会产生溢出，写出判断过程。

第二章运算方法和运算器练习一、填空题1. 补码加减法中，（符号位）作为数的一部分参加运算，（符号位产生的进位）要丢掉。

2. 为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用（00）表示，负数的符号用（11）表示。

3. 采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位（不相同），则表明发生了溢出。

若结果的符号位为（01），表示发生正溢出；若为（10），表示发生负溢出。

4. 采用单符号位进行溢出检测时，若加数与被加数符号相同，而运算结果的符号与操作数的符号（不一致），则表示溢出；当加数与被加数符号不同时，相加运算的结果（不会产生溢出）。

5. 利用数据的数值位最高位进位C和符号位进位Cf的状况来判断溢出，则其表达式为over=（C⊕Cf）。

6. 在减法运算中，正数减（负数）可能产生溢出，此时的溢出为（正）溢出；负数减（正数）可能产生溢出，此时的溢出为（负）溢出。

7. 补码一位乘法运算法则通过判断乘数最末位Yi和Yi-1的值决定下步操作，当YiYi-1=（10）时，执行部分积加【-x】补，再右移一位；当YiYi-1=（01）时，执行部分积加【x】补，再右移一位。

8. 浮点加减运算在（阶码运算溢出）情况下会发生溢出。

9. 原码一位乘法中，符号位与数值位（分开运算），运算结果的符号位等于（两操作数符号的异或值）。

10. 一个浮点数，当其补码尾数右移一位时，为使其值不变，阶码应该（加1）。

11. 左规的规则为：尾数（左移一位），阶码（减1）。

12. 右规的规则是：尾数（右移一位），阶码（加1）。

13. 影响进位加法器速度的关键因素是（进位信号的传递问题）。

14. 当运算结果的补码尾数部分不是（11.0×××××或00.1×××××）的形式时，则应进行规格化处理。

当尾数符号位为（01）或（10）时，需要右规。

计算机组成原理习题第⼆章第⼆章⼀．填空题1. 设X=-69，n=8（含符号位），则X的原码为，X的补码为，X 的移码为。

2. 设机器字长为8位，X=78，Y=-97，则[X]原= B, [X]补= B[Y]原= B, [Y]补= B3. 阶码8位（最左⼀位为符号位），⽤移码表⽰，尾数为24位（最左⼀位为符号位），⽤规格化补码表⽰，则它能表⽰的最⼤正数的阶码为，尾数为；绝对值最⼩的负数的阶码为，尾数为。

（以上回答⽤⼆进制书写）4. 8位补码定点整数所能表⽰的绝对值最⼤的负数（即最负的数）的值为。

5. 补码定点⼩数所能表⽰的绝对值最⼤负数的值为。

6. 当浮点数的尾数为补码时，其为规格化数应满⾜的条件为。

7. 影响并⾏加法器速度的关键因素是。

8. 向左规格化的规则为：尾数，阶码。

9. 运算器的基本功能是实现和运算。

10 在整数定点机中，机器数位补码，字长8位（含2位符号位），则所能表⽰的⼗进制数范围为⾄，前者的补码形式为，后者的补码形式为。

11 机器数为补码，字长16位（含1位符号位），⽤⼗六进制写出对应于整数定点机的最⼤正数补码是，最⼩负数补码是。

12 机器数为补码，字长16位（含1位符号位），⽤⼗六进制写出对应于⼩数定点机的最⼤正数补码是，最⼩负数补码是。

13 在整数定点机中，采⽤⼀位符号位，若寄存器内容为1 000 0000，当它分别表⽰为原码、补码、反码及⽆符号数时，其对应的真值分别为、、、和。

（均⽤⼗进制表⽰）14 在⼩数定点机中，采⽤1位符号位，若寄存器内容为10000000，当它分别表⽰为原码、补码和反码时，其对应的真值分别为、和（均⽤⼗进制表⽰）15 机器数字长为⼋位（含⼀位符号位），当x=-128（⼗进制）时，其对应的⼆进制为，[x]原= ，[x]反= ，[x]补= ，[x]移= 。

16 机器数字长为⼋位（含⼀位符号位），当x=-127（⼗进制）时，其对应的⼆进制为，[x]原= ，[x]反= ，[x]补= ，[x]移= 。

计算机组成原理第二章习题哈工大计算机组成原理第二章习题1.以真空管为主要器件的是______。

A. 第一代计算机B. 第二代计算机C. 第三代计算机D. 第四代计算机2.所谓第二代计算机是以______为主要器件。

A. 超大规模集成电路B. 集成电路C. 晶体管D. 电子管3.第三代计算机是以______为主要器件。

A. 超大规模集成电路B. 集成电路C. 晶体管D. 电子管4.ENIAC用的主要元件的是______。

A. 集成电路B. 晶体管C. 电子管D. 以上都不对5.目前被广泛使用的计算机是______。

A. 数字计算机B. 模拟计算机C. 数字模拟混合式计算机D. 特殊用途的计算机6.个人计算机（PC）属于______类计算机。

A. 大型机C. 微型机D. 超级计算机7.通常计算机的更新换代以______为依据。

A. 电子器件B. 电子管C. 半导体D. 延迟线8.目前大多数集成电路生产中，所采用的基本材料为______。

A. 单晶硅B. 非晶硅C. 锑化钼D. 硫化镉9.计算机科技文献中，英文缩写CAD代表______。

A. 计算机辅助制造B. 计算机辅助教学C. 计算机辅助设计D. 计算机辅助管理10.邮局把信件进行自动分拣，使用的计算机技术是______。

A. 机器翻译B. 自然语言理解C. 机器证明D. 模式识别11.微型计算机的发展通常以______为技术标志。

A. 操作系统B. 磁盘C. 软件D. 微处理器12.目前我们所说的个人台式商用机属于______。

A.巨型机C.小型机D.微型机13. 电子邮件是指______。

A. 用计算机管理邮政信件B. 通过计算机网络收发消息C. 用计算机管理电话系统D. 用计算机处理收发报业务。