_计算机体系结构第二章练习题
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第二章练习
一、 单项选择题
在下面各题的4个备选答案中，只有一个答案是正确的，请把正确答案的标号（A~D）
填入题后面的括号中。
1．数据表示的含义是（B）。
A． 表示数据所采用的数制和码制
B． 硬件能够直接识别的数据类型
C． 数据类型
D． 浮点数的表示方式
2．浮点数表示的尾数的基rm=8，尾数长度p=2，可以表示的规格化最小正尾数的值是（C）。
A．0.5 B．0.25
C．0.125 D．0.015625
3．浮点数表示的尾数的基rm=16，尾数长度p=2，可以表示的规格化最大正尾数的值是（D）。
A．21 2 B．1615
C．2561 D．256255
4.多维数组的自定义数据表示通常采用（B）。
A． 浮点数表示
B． 带数据描述符的数据表示
C． 带标志符的数据表示
D． 带标志符和数据描述符的数据表示
5.不需要编址的数据存储空间是（C）。
A． CPU中通用寄存器
B． 主存储器
C． 堆栈
D． I/O接口中的寄存器
6.平均码长最短的编码是（D）。
A． 定长码
B． 扩展码
C． 需要根据编码使用的频度计算平均码长后确定
D． Huffman编码
7.下述4种编码中，不是2-4扩展编码的是（D）。
A． 1/12
B． 2/8
C． 3/4
D． 4/8
8. 2-4扩展编码最多可以得到的码点数是（D）。
A． 6
B． 9
C． 10
D． 13
9.RISC执行程序的速度比CIRC要快的原因是（C）。
A． RISC的指令系统的指令数比较少
B． 程序在RISC上编译生成的目标程序比较短
C． RISC的指令平均周期数比较少
D． RISC只允许Load指令和Store指令访问存储器
10. RISC采用交叉寄存器窗口技术，从而大大减少了（B）。
A． 绝大多数指令的执行时间
B． 程序调用引起的访问存储器的次数
C． 目标程序的指令条数
D． CPU访问存储器的访问周期
二、 填空题
1． 设计一种浮点数据表示方式需要确定的6个参数分别是：（尾数的基），
（尾数的值），（尾数的长度），（阶码的基），（阶码的值）, （阶码长度）。
2．浮点数的表数范围是指（用有限的q位阶码和p位尾数能够表示的数值大小的范围）。
3． 可表示浮点数的正数区间：
规格化浮点数的最大正数值由尾数的（最大正数值）与阶码（最大正数值）组合而成；
规格化浮点数的最小正数值由尾数的（最小正数值）与阶码（最小负数值）组合而成。
规格化浮点数的最大负数值由尾数的（最大负数值）与阶码（最小负数值）组合而成；
规格化浮点数的最小负数值由尾数的（最小负数值）与阶码（最大正数值）组合而成。
4．若浮点数尾数的长度为p位，尾数的基为rm，那么，尾数的rm进制数的位数是（mrp2log）。
5．若浮点数尾数的长度为p位，尾数的基为rm，那么，可以表示的规格化浮点数的表数精
度是（)1(21pmr）。
三、 判断题
判断下列各题的叙述是否正确，正确的叙述在括号内打“”；错误的叙述在括号内打“”；
并简述错误的理由。
1．指令系统和数据表示都是计算机系统的主要软件硬件分界面。（）
2．浮点数表示可以表示实数范围内的所有实数。（X）
任何一种浮点数表示的表数范围和表示的浮点数个数都是有限的,而且表示的浮点数在
数轴上是不连续的。
3．带标志符的数据表示增大了数据字的字长，从而会增大目标程序在这种机器上运行时占
用的存储空间。（X）
数据存储增大了，但是由于简化了指令系统，指令只需指出操作种类，不需指出操作类型，
每条指令的字长可以缩短。只要设计合理，整个程序总存储量反而能够减少。
4．带标志符的数据表示简化了指令系统，加快了指令的执行速度。（X）
简化了指令系统，但是降低了指令执行速度。
5．在引入带标志符的数据表示的机器中，数据的“标志符”对高级语言程序员是透明的。
（）
6．因为寄存器的位数大于主存储器单元的位数，所以，在把存储空间组织为2个地址空间
的组织方式中，把CPU通用寄存器和I/O接口寄存器“编址”为1个地址空间，主存单独
编址为另一个存储空间。（X）
寄存器的存储容量比主存小得多，所以，寄存器要求的地址长度更短。在把存储空间组织为
2个地址空间的组织方式中，把主存与输入输出设备统一编址为1个地址空间而吧通用寄存
器独立编址为另一个存储空间。
7．对给定的频度分布{pi}，由哈夫曼算法生成的哈夫曼树的结构是唯一的，因此，得出哈夫
曼编码的“平均码长”是唯一的。（X）
对给定的频度分布{pi}，由哈夫曼算法生成的哈夫曼树的结构并不是唯一的，但是“平均码
长”是唯一的。
8．扩展编码要求所有的“短码”都不能是“长码”的前缀，否则会产生解码不唯一的问题。
（）
9．2-4扩展编码和2/4扩展编码是同一种扩展编码的2种表示。（X）
2-4扩展编码要求短码为两位，长码为4位，不限定短码和长码分别有多少种。
2/4扩张编码只是要求短码有2种，长码有4种，不限定短码长码长度。
10．由于RISC简化了指令系统，因此，RISC上的目标程序比CISC上的目标程序短一些，
程序运行的时间就会少一些。（X）
CISC通过使用硬件加快频度高的指令的执行，并用一条新的指令代替频度高的指令串，
简化了目标程序代码。CISC上的目标程序比RISC上的目标程序短一些。
RISC简化了指令系统，通过一系列技术是程序运行时间比CISC短一些。
四、 应用题
1．一个处理机有I1~I10共10条指令，经过统计，各指令在程序中的使用频度分别为：p1=0.25，
p2=0.20，p3=0.15，p4=0.10，p5=0.08，p6=0.08，p7=0.05，p8=0.04，p9=0.03，p10=0.02。
（1）计算这10条指令的操作码编码的最短“平均码长”。
（2）写出这10条指令的操作码的哈夫曼编码，并计算编码的“平均码长”和信息冗余量。
（3）采用3/7扩展编码和2/8扩展编码写这10条指令的操作码，并分别计算“平均码长”
和信息冗余量。问哪一种扩展编码比较好？并说明其理由。
(1)最短平均码长：
0.25*2+0.2*2.32+0.15*2.73+0.1*3.32+0.08*3.64+0.08*3.64+0.05*4.32+0.04*4.64+0.03*5.05+0
.02*5.64=2.96
(3)3/7扩展编码：
00
01
10
11000
11001
„„
11110
平均码长：（0.25+0.20+0.15）*2+（0.1+0.08+0.08+0.05+0.04+0.03+0.02）*5=3.2
信息冗余量：1-2.96/3.2=7.5%
2/8扩展编码：
00
01
1000
1000
„„
10111
平均码长：（0.25+0.20）*2+（0.15+0.1+0.08+0.08+0.05+0.04+0.03+0.02）*4=3.1
信息冗余量：1-2.96/3.1=4.5%
通过比较2/8扩展编码比较好，因为信息冗余量比3/7的小
