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1、计算机组成原理12014-5-6第3章 P111 第1题1、设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：(1)该存储器能存储多少字节的信息？存储容量=存储单元个数每单元字节数=220(32 bit 8 bit)=4M(2)如果存储器由512K8位SRAM芯片组成，需要多少片?需要做存储芯片的字位扩展，所需芯片数d=22032/512K8=8片位扩展：4片512K8位芯片构成512K32位的存储组；字扩展：2组512K32位存储组构成1M32位的存储器。(3)需要多少位地址做芯片选择？字扩展的是2个存储组，因此，需1位地址做片选。第1页/共50页计算机组成原理22014-5-6第3章 P11
2、1 第3题3、用16K8位的DRAM芯片构成64K32位存储器，要求：(1)画出该存储器的组成逻辑框图。由16K8位的芯片进行字位扩展构成64K32位存储器，共需芯片数d=64K32/16K8=16片；位扩展：由4片16K8位芯片构成16K32位存储组；字扩展：由4组16K32位存储组构成64K32位存储器；因此，4个存储组的片选信号应由最高两位地址A14和A15产生；该存储器的组成逻辑框图如下：2:4译码器A14A15CS3CS2CS0CS1A13A0D0D7/WE第2页/共50页计算机组成原理32014-5-6第3章 P111 第3题16K8RAMA13A0D7D0/WE/CS16K8RA
3、MA13A0D7D0/WE/CSA13A0D7D0D15D816K8RAMA13A0D7 D0/CS/WE16K8RAMA13A0D7 D0/CS/WED23D16D31D23/CS/WE位位扩扩展展第3页/共50页计算机组成原理42014-5-6字扩展16K32存储组A13A0D31D0/WE/CS16K32存储组A13A0D31D0/WE/CS16K32存储组A13A0D31D0/WE/CS16K32存储组A13A0D31 D0/CS/WE/WEA13A0D31D074LS139/G1B A/Y0/Y1/Y2/Y3/MREQA14A15第4页/共50页计算机组成原理52014-5-6第3章
4、 P111 第5题5、要求用256K16位SRAM芯片设计1024K32位的存储器。SRAM芯片的两个控制端：当CS有效时，该片选中。当W/R=1时执行读操作，当W/R=0时执行写操作。256K16SRAMA17A0D15D0/WE/CS256K16SRAMA17A0D15D0/WE/CSA17A0D15D0D31D16CSWE解：所需芯片数d=1024K32/256K16=8片(1)位扩展：2片256K16位芯片构成256K32位存储组；地址线、片选、读写信号共用，数据线分高16位、低16位，如图示。位扩展位扩展第5页/共50页计算机组成原理62014-5-6第3章 P111 第5题(2)字
5、扩展：4组256K32位存储组构成1024K32位存储器，因容量由256K增大到1024K，共需地址线20条。原有地址线A17A0、读写信号、32位数据线共用，最高两位地址线A18和A19经2-4译码器输出产生4个存储组的片选信号，如图所示。256K32存储组A17A0D31D0/WE/CS256K32存储组A17A0D31D0/WE/CS256K32存储组A17A0D31D0/WE/CS256K32存储组A17A0D31 D0/CS/WE/WEA17A0D31D02-4译码器B A/Y0/Y1/Y2/Y3A18A19字扩展字扩展第6页/共50页计算机组成原理72014-5-6第3章 P111
6、 第6题6、用32K8位的E2PROM芯片组成128K16位的只读存储器，试问：(1)数据寄存器多少位？因为系统数据总线为16位，所以数据寄存器16位(2)地址寄存器多少位？因为存储器容量为128K，需系统地址总线17位，所以地址寄存器17位(3)共需多少个E2PROM芯片？所需芯片总数：(128K/32K)(16/8)=8片第7页/共50页计算机组成原理82014-5-6第3章 P111 第6题(4)画出此存储器的组成框图。CPU地址地址寄存器寄存器数据数据寄存器寄存器32K832K832K832K832K832K832K832K8CS3CS2CS1CS02:4译码器译码器CS0CS3A16
7、A15第8页/共50页计算机组成原理92014-5-6第3章 P111 第7题7、某机器中，已知配有一个地址空间为0000H3FFFH的ROM区域。现在再用一个RAM芯片(8K8)形成40K16位的RAM区域，起始地址为6000H。假设RAM芯片有CS和WE信号控制端。CPU的地址总线为A15A0，数据总线为D15D0，控制信号为R/W（读/写），MREQ(访存)，要求：(1)画出地址译码方案RAM区域共需芯片数d=40K16/8K8=10片，其中位扩展：2片8K8位芯片构成8K16位的存储组，字扩展：5组8K16位的存储组构成40K16位存储器。(2)将ROM与RAM同CPU连接(略)。8K
8、8RAMA12A0D7D0/WE/CS8K8RAMA12A0D7D0/WE/CSA12A0D7D0D15D8CSWE位扩展位扩展第9页/共50页计算机组成原理102014-5-6使能端使能端8K16存储组A12A0D15D0/WE/CS8K16存储组A12A0D15D0/WE/CS8K16存储组A12A0D15D0/WE/CS8K16存储组A12A0D15 D0/CS/WE/WEA12A0D15D03-8译码器/G1B A/Y0/Y1/Y2/Y3A13A14A15C8K16存储组A12A0D15 D0/CS/WE/Y4/Y5/Y6/Y7第第3 3章章 P111 P111 第第7 7题题字扩展字
9、扩展第10页/共50页计算机组成原理112014-5-6第3章 P112 第8题8、设存储器容量为64M，字长为64位，模块数m=8，分别用顺序和交叉方式进行组织。存储周期T=100ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期=50ns。求：顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？解：顺序存储器和交叉存储器连续读出m=8个字的数据信息量为：q=864=512位顺序存储器所需要的时间为：t1=mT=8100ns=800ns=810-7s故顺序存储器的带宽为：W1=q/t1=512/(810-7)=64107bit/s交叉存储器所需要的时间为t2=T+(m-1)=100ns+(8-1)50ns=450n
10、s=4.510-7s故交叉存储器的带宽为W1=q/t2=512/(4.510-7)=113.8107bit/s第11页/共50页计算机组成原理122014-5-6第3章 P112 第9题9、CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，已知cache存储周期为40ns，主存存储周期为240ns，求cache/主存系统的效率和平均访问时间。命中率：h=Nc/(Nc+Nm)=2420/(2420+80)=0.968主存与Cache的速度倍率：r=tm/tc=240ns/40ns=6访问效率：e=1/(r+(1-r)h)=1/(6+(1-6)0.968)=8
11、6.2%平均访问时间：ta=tc/e=40ns/0.862=46.4ns第12页/共50页计算机组成原理132014-5-6第三章 P112 第11题11、某机器采用四体交叉存储器，今执行一段小循环程序，此程序放在存储器的连续地址单元中。假设每条指令的执行时间相等，而且不需要到存储器存取数据，请问在下面两种情况中(执行的指令数相等)，程序运行的时间是否相等？解：设总线传送周期为，取指周期T，执行指令时间为t，则：(1)循环程序由6条指令组成，重复执行80次；程序运行时间为：ta=(T+(6-1)+6t)80(2)循环程序由8条指令组成，重复执行60次。程序运行时间为：ta=(T+(8-1)+8
12、t)60第13页/共50页计算机组成原理142014-5-6第3章 P112 第13题13、一个组相联Cache由64个行组成，每组4行。主存储器包含4K个块，每块128字。请表示内存地址的格式。组相联映射下的主存地址格式如下：块大小2w=128字=27，故w=7Cache有64行，每组4行，则组数2d=64/4=16=24，故d=4主存块数2s=4K=212，故s=12标记位有s-d=12-4=8位标记标记s-ds-d组号组号d d字字w w7 7位位4 4位位8 8位位第14页/共50页计算机组成原理152014-5-6第3章 P112 第14题14、某机主存容量1MB，字长1B，块大小1
13、6B，Cache容量64KB，若Cache采用直接映射方式，请给出2个不同标记的内存地址，它们映射到同一个Cache行。直接映射下的主存地址格式如下：块大小2w=16B，故w=4Cache容量64KB，每块16B，行数2r=4K=212，故r=12主存容量1MB=220=2s+w，故s+w=20，则s=20-w=16故标记位s-r=16-12=4两个满足题目要求的主存地址：0000 1001 0000 1110 0000 0001 1001 0000 1110 0000标记标记s-rs-r行号行号r r字字w w4 4位位1212位位4 4位位第15页/共50页计算机组成原理162014-5-
14、6第3章 P112 第15题15、假设主存容量16M32位，Cache容量64K32位，主存与Cache之间以每块432位大小传送数据，请确定直接映射方式的有关参数，并画出主存地址格式。直接映射下的主存地址格式如下：块大小2w=4，故w=2Cache容量64KB，块大小为4，则行数为2r=64K/4=16K=214，故r=14 主存16MB，块大小为4，则块数2s=16M/4=4M=222，故s=22标记位s-r=22-14=8位标记标记s-rs-r行号行号r r字字w w2 2位位1414位位8 8位位第16页/共50页计算机组成原理172014-5-6第3章 P112 第19题19、某虚拟
15、存储器采用页式存储管理，使用LRU页面替换算法。若每次访问在一个时间单位内完成，页面访问的序列如下：1，8，1，7，8，2，7，2，1，8，3，8，2，1，3，1，7，1，3，7。已知主存只允许存放4个页面，初始状态时4个页面是全空的，则页面失效次数是？LRU(近期最少使用)：每页设计数器，每命中1次，该页计数器清零，其他各页计数器加1，需要替换时，将计数值最大的页换出。第17页/共50页计算机组成原理182014-5-6LRULRULRULRU 初始值初始值初始值初始值1 1 1 18 8 8 81 1 1 17 7 7 78 8 8 82 2 2 27 7 7 72 2 2 21 1 1
16、18 8 8 8编号编号编号编号内内内内容容容容计数计数计数计数 内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数a a a a0 0 0 01 1 1 10 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 10 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 12 2 2 21 1 1 13 3 3 31 1 1 14
17、4 4 41 1 1 15 5 5 51 1 1 10 0 0 01 1 1 11 1 1 1b b b b0 0 0 08 8 8 80 0 0 08 8 8 81 1 1 18 8 8 82 2 2 28 8 8 80 0 0 08 8 8 81 1 1 18 8 8 82 2 2 28 8 8 83 3 3 38 8 8 84 4 4 48 8 8 80 0 0 0c c c c0 0 0 07 7 7 70 0 0 07 7 7 71 1 1 17 7 7 72 2 2 27 7 7 70 0 0 07 7 7 71 1 1 17 7 7 72 2 2 27 7 7 73 3 3 3d
18、 d d d0 0 0 02 2 2 20 0 0 02 2 2 21 1 1 12 2 2 20 0 0 02 2 2 21 1 1 12 2 2 22 2 2 2换出换出换出换出LRULRULRULRU 初始值初始值初始值初始值3 3 3 38 8 8 82 2 2 21 1 1 13 3 3 31 1 1 17 7 7 71 1 1 13 3 3 37 7 7 7编号编号编号编号内内内内容容容容计数计数计数计数 内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计计计计数数数数内容内容内容内容计
19、数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数内容内容内容内容计数计数计数计数a a a a1 1 1 11 1 1 11 1 1 12 2 2 21 1 1 13 3 3 31 1 1 14 4 4 41 1 1 10 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 10 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 10 0 0 01 1 1 11 1 1 11 1 1 12 2 2 2b b b b8 8 8 80 0 0 08 8 8 81 1 1 18 8 8 80 0 0 08 8 8 81 1 1 18 8 8
20、 82 2 2 28 8 8 83 3 3 38 8 8 84 4 4 47 7 7 70 0 0 07 7 7 71 1 1 17 7 7 72 2 2 27 7 7 70 0 0 0c c c c7 7 7 73 3 3 33 3 3 30 0 0 03 3 3 31 1 1 13 3 3 32 2 2 23 3 3 33 3 3 33 3 3 30 0 0 03 3 3 31 1 1 13 3 3 32 2 2 23 3 3 33 3 3 33 3 3 30 0 0 03 3 3 31 1 1 1d d d d2 2 2 22 2 2 22 2 2 23 3 3 32 2 2 24 4
21、4 42 2 2 20 0 0 02 2 2 21 1 1 12 2 2 22 2 2 22 2 2 23 3 3 32 2 2 24 4 4 42 2 2 25 5 5 52 2 2 26 6 6 62 2 2 27 7 7 7换出换出换出换出7 7 7 78 8 8 8第18页/共50页计算机组成原理192014-5-6第3章 P112 第21题21、设某系统采用页式虚拟存储管理，页表放在主存中。(1)如果一次内存访问使用50ns，访问一次主存需用多少时间？若页表放在主存中，则要实现一次主存访问需两次访问主存，一次是访问页表，确定所存取页面的物理地址，第二次才根据该地址存取页面数据。故访问
22、主存时间为50ns2=100ns(2)如果增加TLB，忽略查找TLB表项占用时间，并且75%的页表访问命中TLB，内存的有效访问时间是多少？50ns75%+100ns(1-75%)=62.5ns第19页/共50页计算机组成原理202014-5-6第3章 P112 第24题24、在一个分页虚存系统中，用户虚地址空间为32页，页长1KB，主存物理空间为16KB。已知用户程序有10页长，若虚页0、1、2、3已经被分别调入到主存8、7、4、10页中，请问虚地址0AC5和1AC5(十六进制)对应的物理地址是多少解：页长1KB，所以页内地址为10位。主存物理空间：16页，页面号015，共14位地址码(其中
23、页面号4位，页内地址10位)用户虚空间：32页，页面号为031，共15位地址码(其中页面号5位，页内地址10位)0AC5H=0000 1010 1100 0101B，页面号为2，已被调入主存页4，物理地址页面号为4，页内地址与虚地址的页内地址相同，故01 0010 1100 0101=12C5H1AC5=0001 1010 1100 0101B，页面号为6，未被调入主存页，故无物理地址，发生缺页中断。第20页/共50页计算机组成原理212014-5-6计算机组成原理第2章 P62 第1题1、写出下列各整数的原码、反码、补码表示(用8位二进制数)十进制数十进制数二进制真值二进制真值原码原码反码反
24、码补码补码-35-0100011101000111101110011011101128+10000000正溢正溢-127-1111111111111111000000010000001-1-0000001100000011111111011111111第21页/共50页计算机组成原理222014-5-6计算机组成原理第2章 P62 第2题2、设x补=a7.a6a5a4a3a2a1a0，其中ai取0或1，若要x-0.5，求a0，a1，a2，a3，a4，a5，a6的取值 解：(1)若a7=0，则x0，肯定满足x-0.5，此时a0a6可取任意值 (2)若a7=1，则x-0.5D=-0.1B=1.1原
25、，则a6必须取1，且a5a0中至少有一个不为0。第22页/共50页计算机组成原理232014-5-6计算机组成原理第2章 P62 第3题3、有1个字长为32位的浮点数，符号位1位，阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：(1)最大数的二进制表示；(2)最小数的二进制表示；(3)规格化数所能表示的数的范围。解：设E=e+128，机器数格式如下，真值为：x=(-1)S(0.M)2E-128最大正数：真值x=(1-2-23)2255-128=(1-2-23)2127 二进制表示：(1-0.0000 0000 0000 0000 0000 001)2111 1111最小负数：真
26、值x=-12127 二进制表示：-1 2111 1111格式格式符号位符号位S 1位位阶码阶码E(移码移码)8位位尾数尾数M(补码补码)23位位最大正数最大正数01111 1111111 1111 1111 1111 1111 1111最小负数最小负数11111 1111000 0000 0000 0000 0000 0000第23页/共50页计算机组成原理242014-5-6计算机组成原理第2章 P63 第3题解：(3)规格化表示范围：值为：x=(-1)S(0.M)2E-128最大正数：(1-2-23)2127 最小正数：2-12-128最大负数：(2-1+2-23)2-128 最小负数：-
27、12127规格化正数表示范围：2-129(1-2-23)2127 规格化负数表示范围：-2127(2-1+2-23)2-128 格式格式符号位符号位S 1位位阶码阶码E(移码移码)8位位尾数尾数M(补码补码)23位位最大正数最大正数01111 1111111 1111 1111 1111 1111 1111最小正数最小正数00000 0000100 0000 0000 0000 0000 0000最大负数最大负数10000 0000011 1111 1111 1111 1111 1111最小负数最小负数11111 1111000 0000 0000 0000 0000 0000第24页/共50
28、页计算机组成原理252014-5-6计算机组成原理第2章 P63 第4题4、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点数规格化数 (1)27/64；(2)-27/64（备注：X真值=(-1)S(1.M)2E-127）解：(1)27/64D=0.011011B=1.10112-2，故S=0，E=-2+127=125，M=1011，规格化数：(2)-27/64D=-0.011011B=-1.10112-2，故S=1，E=-2+127=125，M=1011，规格化数：符号位符号位S阶码阶码E尾数尾数M00111 11011011 0000 0000 0000 0000 000符号位符号位S阶
29、码阶码E尾数尾数M10111 11011011 0000 0000 0000 0000 000第25页/共50页计算机组成原理262014-5-6计算机组成原理附 录十进制分数如何转换为二进制小数：第26页/共50页计算机组成原理272014-5-6计算机组成原理附 录(续)十进制分数如何转换为二进制小数：第27页/共50页计算机组成原理282014-5-6计算机组成原理附 录(续)十进制分数如何转换为二进制小数：第28页/共50页计算机组成原理292014-5-6第2章 P63 第5题5、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。(1)x=0.11011 y=0.00011 x补
30、00.11011 ，y补00.00011 x+y补00.11110，未溢出 x+y=+0.11110 y补补 00.00011x补补 00.1101100.11110第29页/共50页计算机组成原理302014-5-6第2章 P63 第5题(2)x=0.11011 y=0.10101 x补00.11011 ，y补11.01011x+y补 00.00110，未溢出 x+y=+0.00110 y补补 11.01011x补补 00.1101100.00110第30页/共50页计算机组成原理312014-5-6第2章 P63 第5题(3)x=0.10110 y=0.00001 x补11.01010 ，
31、y补11.11111x+y补 11.01001，未溢出 x+y =-0.10111 y补补 11.11111x补补 11.0101011.01001第31页/共50页计算机组成原理322014-5-6第2章 P63 第6题6、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。(1)x=0.11011 y=0.11111 x补00.11011，y补=11.00001，y补 00.11111x-y溢出（上溢）x补补 00.11011 y补补 00.1111101.11010第32页/共50页计算机组成原理332014-5-6第2章 P63 第6题(2)x=0.10111 y=0.11011 x
32、补00.10111，y补=00.11011，-y补 11.00101x-y补 11.11100，未溢出 x-y=-0.00100 x补补 00.10111 y补补 11.0010111.11100第33页/共50页计算机组成原理342014-5-6第2章 P63 第6题(3)x=0.11011 y=0.10011 x补=00.11011，y补=11.01101，-y补=00.10011x-y补溢出（上溢）x补补 00.11011 y补补 00.1001101.01110第34页/共50页计算机组成原理352014-5-6第2章 P63 第7题7、用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xy。(
33、1)x11011 y11111(原码阵列乘法器)x原0 11011 y原1 11111符号位单独运算：011算前求补器输出：|x|=11011|y|=11111乘法阵列：|x|y|1 1 0 1 0 0 0 1 0 1算后求补器输出为1101000101，加上符号位1，得：xy原 1 1101000101 xy=(-1101000101)2=(-837)10 十进制乘法验证：27(-31)=-837 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1第35页/共50页计算
34、机组成原理362014-5-6第2章 P63 第7题7、用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xy。(1)x11011 y11111(补码阵列乘法器)x补0 11011 y补1 00001符号位单独运算：011算前求补器输出：|x|=11011|y|=11111乘法阵列：|x|y|1 1 0 1 0 0 0 1 0 1乘积符号为1，算后求补器输出为0010111011，得：xy补 1 0010111011 xy=(-1101000101)2=(-837)10 十进制乘法验证：27(-31)=-837 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1
35、 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1第36页/共50页计算机组成原理372014-5-6第2章 P63 第7题(2)x11111 y11011(原码阵列乘法器)x原 1 11111 y原 1 11011符号位单独考虑：110 算前求补器输出：|x|=11111|y|=11011乘法阵列：|x|y|1 1 0 1 0 0 0 1 0 1算后求补器输出为1101000101，加上符号位0，得：xy原 0 1101000101 xy=(+1101000101)2=(837)10 十进制乘法验证：(-27)(-31)=837 1 1 1 1 1 1 1 1
36、 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1第37页/共50页计算机组成原理382014-5-6第2章 P63 第7题(2)x11111 y11011(补码阵列乘法器)x补 1 00001 y补 1 00101符号位单独考虑：110 算前求补器输出：|x|=11111|y|=11011乘法阵列：|x|y|1 1 0 1 0 0 0 1 0 1乘积符号为0，算后求补器输出为1101000101，得：xy补 0 1101000101 xy=(+1101000101)2=(+837)10 十进制乘法验
37、证：(-27)(-31)=837 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1第38页/共50页计算机组成原理392014-5-6第2章 P63 第8题练习P63页第8题计算xy(先乘个比例因子变成小数)(2)：x=-01011 y=11001解：将x和y都乘以2-5，则x=-0.01011,y=0.11001x补=0.01011 y补=0.11001 -y补=1.00111 0.01011+1.00111=1.10010 0 商0+0.011001=1.11110
38、1 0 商1+1.11100111 0.00001101 0 商1+1.111100111 0.000000001 0 商1所以，商-0.0111余数0.00000000125=0.0001第39页/共50页计算机组成原理402014-5-6第2章 P63 第8题 0.11000+1.00001 1.11001 0,商1+1.1100001 小数点左移2位 0.0000011 0,商1+1.11100001 小数点左移3位 1.11100111 0,商0+0.000011111 小数点左移4位 1.111101101 0,商0+0.0000011111 小数点左移5位 1.1111111001
39、 0,商0+0.0000011111 余数为负 恢复余数 0.0000011000所以x/y=-0.11000 余数=0.0000011000*25=0.11000若最后一步所得余数为负（即最后一次商0），而又要得到正确余数，则应纠正余数，增加一次+|Y|但不移位的操作。v练习P63页8(1)：x=11000 y=11111解：将x和y都乘以2-5，则 x=0.11000,y=-0.11111 x补=0.11000 y补=0.11111 -y补=1.00001第40页/共50页计算机组成原理412014-5-6第2章 P63 第9题9-1、x=2-0110.100101，y=2-010(-0.
40、011110)，求x+y设尾数、阶码均使用双符号位的补码表示 x浮 11 101，00.100101 y浮 11 110，11.1000101)求阶差并对阶 EExEyEx补Ey补11 101 00 01011 111 修改后的x表示为：x浮 11 110，0.010010(1)2)尾数求和：MS=Mx+My=11.1101 00(1)3)规格化处理：执行2次左规处理，MS=11.0 1 0 0 1 0(0)，ES=11 100 4)舍入处理：采用就近舍入法，则舍去0 5)判溢出：阶码符号位为11，不溢出故得最终结果为 xy2100（0.101110）00.0 1 0 0 1 0 11.1 0
41、 0 0 1 011.1 1 0 1 0 0 第41页/共50页计算机组成原理422014-5-6第2章 P63 第9题9-1、x=2-0110.100101，y=2-010(-0.011110)，求x-y设尾数阶码均使用双符号位的补码表示 x浮 11 101，00.100101 y浮 11 110，11.1000101)求阶差并对阶 EExEyEx补Ey补11 101 00 01011 111 修改后的x表示为：x浮 11 110，0.010010(1)2)尾数求差:MS=Mx My=00.110000(1)3)规格化处理：不需规格化4)舍入处理：采用就近舍入法，则进位，Ms=00.1100
42、01 5)判溢出：阶码符号位为11，不溢出故得最终结果为 x-y20100.11000100.0 1 0 0 1 0 00.0 1 1 1 1 000.1 1 0 0 0 0My补Mx补第42页/共50页计算机组成原理432014-5-6第2章 P63 第9题9-2、x=2-101(-0.010110)、y=2-1000.010110，求x+y设尾数、阶码均使用双符号位的补码表示 x浮11 011,11.101010 y浮11 100,00.0101101)求阶差并对阶 EExEyEx补Ey补11 011 00 10011 111 即E为1，x的阶码小，应使Mx右移1位，Ex加1，x浮 11
43、100，1.110101（0）2)尾数求和：MS=Mx+My=00.0 0 1 0 1 1（0）3)规格化处理：执行2次左规处理，MS=00.1 0 1 1 0 0(0)，ES=11 0104)舍入处理：采用就近舍入法处理，则舍去0 5)判溢出：阶码符号位为00，不溢出故得最终结果为 xy2110（0.101100）11.1 1 0 1 0 1（0）00.0 1 0 1 1 000.0 0 1 0 1 1（0）第43页/共50页计算机组成原理442014-5-6第2章 P63 第9题9-2、x=2-101(-0.010110)y=2-1000.010110，求x-y设尾数阶码均使用双符号位的补
44、码表示 x浮11 011,11.101010 y浮11 100,00.0101101)求阶差并对阶 EExEyEx补Ey补11 011 00 10011 111 即E为1，x的阶码小，应使Mx右移1位，Ex加1，x浮 11 100，1.110101（0）2)尾数求差 MS=Mx-My=11.0 1 1 1 1 1（0）3)规格化处理：不需规格化4)舍入处理：采用就近舍入法，则舍去05)判溢出：阶码符号位为11，不溢出故得最终结果为 xy 2100（0.100001）11.1 1 0 1 0 1 11.1 0 1 0 1 011.0 1 1 1 1 1 My补Mx补第44页/共50页计算机组成原
45、理452014-5-6第2章 运算方法和运算器补码：8位二进制数，共表示256个数(整数)0 0000 0000+1 0000 0001+127 0111 1111-1 1111 1111-127 1000 0001-128 1000 0000（规定该数表示绝对值最大的负数，即这里的1有两个含义，一、表负数；二表示最大负数在该位上的数码为1）计算机组成原理第45页/共50页计算机组成原理462014-5-6第2章 运算方法和运算器补码：8位 256个(小数)0 0.000 0000+2-7 0.000 0001+1-2-7 0.111 1111-2-7 1.111 1111 -(1-2-7)1
46、.000 0001 -1 1.000 0000（规定表示绝对值最大负数，1有两个含义：一表负数；二表最大负数在该位上的数码为1）计算机组成原理第46页/共50页计算机组成原理472014-5-61.单选题（6 5=30）（1）完整的计算机系统应包括_。A.运算器、存储器、控制器 B.主机和实用程序 C.配套的硬件设备和软件系统 D.外部设备和主机（2）已知y=+0.10001，则 y补为_。A.1.10001 B.0.01111 C.1.01111 D.0.10001（3）根据传送信息的种类不同，系统总线分为_。A.地址线和数据线 B.地址线、数据线和控制线 C.数据线和控制线 D.地址线、数
47、据线和响应线（4）按照IEEE754标准规定的32位浮点数(41A4C000)16对应的十进制数是_。A.4.59375 B.-20.59375 C.-4.59375 D.20.59375（5）一个组相联Cache由64块（行）组成，每组4块（行），主存储器包含4K个块，每块128字，则主存地址格式中标记字段的位数为_位。A7 B.4 C.8 D.6第第2 2、3 3章小测验章小测验第47页/共50页计算机组成原理482014-5-62.填空（8 3=24）（1）已知 X=0.1101，Y=-0.0110，则Y补为_，X+Y补为_，是否溢出_。（2）在Cache-主存层次中，常用的地址映射方法
48、有_，全相联映射和组相联映射三种。（3）计算机系统中的存储器分为内存和外存，在CPU执行程序时，必须将指令存放在_中。3.计算（15+15+16=46）（1）用2K4位RAM芯片组成4K8的随机存储器，问；(a)需多少芯片，画出连接图；(b)存储器的地址寄存器(MAR)和数据寄存器(MDR)分别多少位？（2）某计算机将浮点运算过程分为阶码比较、对阶、尾数加减3个段，若各段的执行时间均为2ns，则(a)串行执行4次浮点运算所需的时间是多少？(b)流水执行4次浮点运算所需的时间是多少？（3）将(a)27/64、(b)-27/64转换为浮点数，阶码和尾数均为补码表示，基数为2，格式如下：第第2 2、3 3章小测验章小测验EsE1E3MsM1M9第48页/共50页计算机组成原理492014-5-6第2、3章小测验参考答案1.单选题 C D B D C2.填空 1.1010 0.0111 否 直接映射 内存3.计算（1）4,12,8（2）24ns，12ns（3）1111 0110110000，1111 1001010000第49页/共50页计算机组成原理502014-5-6感谢您的观看。第50页/共50页