计算机组成原理 作业三

计算机组成原理作业三

1．设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。

-13/64，29/128

2．设机器字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。

（1）A=9/64，B=-13/32，求A+B；

解：

（1）A=9/64=（0.001 0010）2 B= -13/32=（-0.011 0100）2

[A]补=0.001 0010 [B]补=1.100 1100

[A+B]补= 0. 0 0 1 0 0 1 0 + 1. 1 0 0 1 1 0 0 1. 1 0 1 1 1 1 0 ——无溢出

A+B=（-0.010 0010）2 = -17/64

（2）A=19/32，B=-17/128，求A-B；

解：

（2）A=19/32=（0.100 1100）2 B= -17/128=（-0.001 0001）2

[A]补=0.100 1100 [B]补=1.110 1111 [-B]补=0.001 0001

[A-B]补= 0. 1 0 0 1 1 0 0 + 0. 0 0 1 0 0 0 1 0. 1 0 1 1 1 0 1 ——无溢出

A-B=（0.101 1101）2 = 93/128

3. 试比较基址寻址和变址寻址。

答：基址寻址需设有基址寄存器BR，其操作数的有效地址EA等于指令字中的形式地址与基址寄存器中的内容(称作基地址)相加。即EA＝A+(BR) 变址寻址有效地址EA等于指令字中的形式地址A与变址寄存器IX的内容相加之和。即EA＝A+(IX)

变址寻址与基址寻址的有效地址形成过程极为相似。

两者的不同：

基址寻址主要用于为程序或数据分配存储空间，故基址寄存器的内容通常由操作系统或管理程序确定，而指令字中的A是可变的。

在变址寻址中，变址寄存器的内容是由用户设定的，在程序执行过程中其值可变，而指令字中的A是不可变的。变址寻址主要用于处理数组问题，在数组处理过程中，可设定A为数组的首地址，不断改变变址寄存器IX的内容，便可很容易形成数组中任一数据的地址，特别适合编制循环程序。

4．什么是中断？设计中断时需考虑哪些问题？

答：当主机正在繁忙地处理它的具体事务时，某个外设向主机提出需要临时处理问题的请求，于是主机响应外设请求暂时中断正在执行的程序，转去处理外部事件，处理完后再返回到被中断程序的断点处继续执行原程序的过程，称为中断。

设计中断时需考虑

（1）设立必要的中断源，确定它们提出的中断请求的方式。

（2）根据急迫程度的不同，规定好中断源的优先级别，以确定当几个中断源同时请求时，处理机能有一个先后响应次序。

（3）当处理机响应中断后，需要把被中断程序的现场、断点保存起来，以便中断处理结束后能返回原程序，

（4）中断服务程序设计，

（5）恢复现场，返回原程序，

5．中断处理过程“保护现场”需完成哪些任务？如何实现

答：中断的时候会把SR状态跟中断下来要执行语句的地址放进堆栈中，实现处理完中断以后CPU要执行的语句，注意是地址先进，SR后进，出栈时SR先出，地址后出，当然了在中断里面可以嵌套中断的，对可屏蔽中断来说，主要是CPU响应中断以后，GIE会自动复位，所以不能对可屏蔽中断进行嵌套，如果在中为中要嵌套可屏蔽中断的话可以开GIE，但要注意的是如果此时正在响应的中断标志还是置位的情况下会反复进入此中断，就像死循环一样，这时会引起堆栈的溢出，而在响应可屏蔽中断时，不可屏蔽中断不受此影响，因为他不受GIE的影响，只受自己单独的使能位影响，在堆栈中的操作原理类似。