计算机组成习题与答案
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计算机组成与结构 习题与答案 2013年6月28日星期五 5
第三章 运算方法和运算部件 • P103,1、2、3、4、5、6、7、8、12、 15、18、19、20、22、23、25、30题。
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.18:原码一位乘 • 3.18题:已知X = 0.1101, Y = -0.1011:用 原码一位乘求 X*Y
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.23:补码两位乘
3.23: [X]补 = 0.10011, [Y]补 = 1.01101,用补码两位乘求:[X· 补 Y] 解:2[X]补 = 001.00110,[-X]补 = 111.01101,2[-X]补 = 110.11010 部分积 乘数 附加位 000 00000 101101 0 + [X]补 000 10011 000 10011 2位 000 00100 111011 0 +[-X]补 111 01101 111 10001 2位 111 11100 011110 1 +[-X]补 111 01101 111 01001 1位 111 10100 101111 0 乘积高位 乘积低位 [X· 补 = 1.10100 10111 Y]
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第四章 主存储器 — 4.6 • 已知ROM地址空间为0000H~1FFFH, 再用8K×4 RAM芯片构成一个16K×8的 RAM区域,起始地址为2000H。画出逻辑 图。
– RAM芯片有CS和WE信号控制端。 – CPU地址总线为A15~A0,数据总线为D7~ D0,控制信号为R/W,MREQ(存储器读写 请求)
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第四章 主存储器 — 4.6
… A15 A14 MREQ A13~A15 A0~A12 CPU CS ROM 8K×8 RAM CS 8K×4 RAM 8K×4 CS RAM CS 8K×4 RAM 8K×4 CS A13 OE 译 码 器
CS2 CS1 CS0
第二章 计算机的逻辑部件 — 1.2题
F AC AB BC D BCE CDE
ABC DE 00 01 000 1 1 001 1 1 1 011 010 100 1 1 101 1 1 111 1 1 1 110
11
10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
F AB AC B D BE
习题与答案
第一章 计算机系统概论 第二章 计算机的逻辑部件 第三章 运算方法和运算部件 第四章 主存储器 第五章 指令系统 第六章 中央处理器(CPU) 第七章 存储系统 第十章 输入输出系统
第一章 计算机系统概论
• P14,1、2、8题。
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第二章 计算机的逻辑部件 • P57,1题。
④ 舍入处理:
⑤
–
判断阶码是否溢出:
阶码未溢出,结果正确,X· = 0.1001 * 21011 = 0.1001 * 23 Y
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.30 • 设有16个信息位,如果采用海明校验,至 少需要设置多少个校验位?应放在哪些位 置上。 • 解:根据P97图3.8,16个信息位至少需要6 个校验位,分别排列在海明码字的第1、2、 4、8、16、22位。
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.25.1
• X = 0.1010 * 21 ,Y = 0.1001 * 2-1 求X+Y(阶码运算用补码,尾数运算用补码) 对阶:
– – – 阶差ΔE = [EX]补+ [-EY]补= 00 001 + 00 001 = 00 010 Y阶码小,MY右移2位,保留阶码 E = 00 001 [MY]补 = 00.0010 01
②
–
尾数相乘(原码一位乘):
[MX· Y]原= 0.1010 * 0.1001 = 0.0101 1010 M
③
• • –
规格化处理:
左规1位: [MX· Y]补 = 0.1011 010 M 阶码减1: [E]移 = 01 000 + 11 111 = 00 111 尾数乘积低位部分的最高位为0,保持原值 [MX· Y]原 = 0.1011 M
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.25 • 设浮点数X:阶码0001(补码),尾数 0.1010(原码);Y:阶码1111(补码), 尾数0.1001(原码);基数为2.
– – ① ② X = 0.1010 * 21 Y = 0.1001 * 2-1 求X+Y(阶码运算用补码,尾数运算用补码) 求X*Y(阶码运算用移码,尾数运算用原码一 位乘) ③ 求X/Y(阶码运算用移码,尾数运算用原码加 减交替除法)
D0~D7 R/W
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第五章 指令系统 • P160,1、2、5、6、9题。
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第五章 指令系统 — 5.1
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第二章 计算机的逻辑部件 — 1.1题
F AB ACD AC BC
BA DC 00 01 11 10
00 01
11 10
1
1 1 1 1 1
1
1
1 1
1
1
F BC AB AC
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④ 舍入处理:
⑤
–
判断阶码是否溢出:
阶码未溢出,结果正确,X· = 0.1011 * 20111 = 0.1011 * 2-1 Y
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.Leabharlann Baidu5.3
• X = 0.1010 * 21 ,Y = 0.1001 * 2-1 ,求X/Y (阶码运算用移码,尾数运算用原码加减交替除法) ① 求商的阶码:两数阶码之差
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第四章 主存储器 • P126,2、5、6、7题。
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第四章 主存储器 — 4.5
• 由64K×1的2164 RAM芯片(4个128×128阵 列)构成512K×16存储器。 1. 共需几片芯片?
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.25.2
• X = 0.1010 * 21 ,Y = 0.1001 * 2-1 求X*Y(阶码运算用移码,尾数运算用原码一位乘) ① 求乘积的阶码:两数阶码之和
– [EX+EY]移 = [EX]移 + [EY]补 = 01 001 + 11 111 = 01 000
– (512K/64K)*(16/1) = 8*16 = 128片
2. 采用分散刷新方式,若单元刷新间隔不超过 2ms,则刷新信号的周期是多少?
– 2ms / 128行 = 15.6μs
3. 若采用集中刷新方式,设读写周期T=0.1μs,存 储器刷新一遍至少需要多少时间?
– T*128行 = 12.8μs
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.22:补码一位除
3.22:X = -0.0100,Y = 0.1000,用补码一位除求 X/Y 解:[X]补 = 1.1100, [-Y]补 = 11.1000 被除数(余数) 商 操作说明 11 1100 00000 + 00 1000 两数异号,+ [Y]补 00 0100 00001 余数与除数同号,商 1 00 1000 00010 + 11 1000 上次商1,+ [-Y]补 00 0000 00011 余数与除数同号,商 1 00 0000 00110 + 11 1000 上次商1,+ [-Y]补 11 1000 00110 余数与除数异号,商 0 11 0000 01100 + 00 1000 上次商0,+ Y 11 1000 01100 余数与除数异号,商 0 11 0000 11000 + 00 1000 上次商0,+ Y 11 1000 11000 余数与除数异号,商 0 [X/Y]补 = 1.1000
部分积 000000 000000 000000 000000 001010 001010 000101 000000 000101 000010 001010 001100 000110 110110 111100 乘积高位 乘数 1010
+0
右移1位→ +[X]补
0101
0(丢失)
右移1位→ [X· 补 Y] +0 = [X]补 ·(0.Y1Y2Y3Y4) + [-X]补 = 00.1010 ·0.1010 + 1.0110 右移1位→ +[X]补
①
②
–
尾数相加
[MX]补+ [MY]补 = 00.1010 + 00.0010 01 = 00.1100 01
③
–
规格化求和结果
已经是规格化小数,不再规格化
④
–
舍入
附加位最高位为0,结果最低位保持原值:[M]补= 00.1100
⑤
– –
阶码判溢出
阶码符号位为00,不溢出 最终结果为:X + Y = 0.1100 * 21
– 乘积的数值部分:参见P73,例3.32 – 乘积的符号部分:Xf⊕Yf = 0⊕1 = 1 – [X*Y]原 = 1.1000 1111, X*Y = -0.1000 1111
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.19:补码一位乘
被乘数:X = 0.1010 乘数:Y = -0.0110 [X]补 = 00.1010 [Y]补 = 11.1010 [-X]补 = 11.0110 求[X· 补 Y]
– [EX - EY]移 = [EX]移 + [-EY]补 = 01 001 + 00 001 = 01 010
②
–
尾数相除(原码加减交替除法):
[MX/MY]原 = 00.1010 / 00.1001 = 01.0001 11
③
• • –
规格化处理:
尾数运算溢出,右规1位: [MX· Y]原 = 0.1000 111 M 阶码加1: [E]移 = 01 010 + 00 001 = 01 011 尾数之商低位部分的最高位为1,最低位加1 [MX· Y]原 = 0.1001 M
[X· 补 = 1.1100 0100 Y] X· = -0.0011 1100 Y 右移1位→ +[-X]补
0010
1(丢失)
1001
0(丢失)
0100 0100 乘积低位
1(丢失)
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3.20:设X = -0.10110,Y = 0.11111, [-Y]补 = 11.00001,求 X/Y 及 X%Y 解:求商之绝对值,余数之绝对值 加减交换法原码一位除 被除数(余数) 商 操作说明 00 10110 000000 + 11 00001 + [-Y]补 11 10111 000000 不够减,商 0 11 01110 000000 + 00 11111 +Y 00 01101 000001 够减,商 1 00 11010 000010 商符、余数符号:1 + 11 00001 + [-Y]补 [商]原:1.10110 11 11011 000010 不够减,商0 [余数]原:1.00000 10110 11 10110 000100 + 00 11111 +Y 00 10101 000101 够减,商1 01 01010 001010 + 11 00001 + [-Y]补 00 01011 001011 够减,商1 00 10110 010110 + 11 00001 + [-Y]补 11 10111 010110 不够减,商0 + 00 11111 + Y,恢复余数 00 10110 2013年6月28日星期五
第三章 运算方法和运算部件 • P103,1、2、3、4、5、6、7、8、12、 15、18、19、20、22、23、25、30题。
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.18:原码一位乘 • 3.18题:已知X = 0.1101, Y = -0.1011:用 原码一位乘求 X*Y
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.23:补码两位乘
3.23: [X]补 = 0.10011, [Y]补 = 1.01101,用补码两位乘求:[X· 补 Y] 解:2[X]补 = 001.00110,[-X]补 = 111.01101,2[-X]补 = 110.11010 部分积 乘数 附加位 000 00000 101101 0 + [X]补 000 10011 000 10011 2位 000 00100 111011 0 +[-X]补 111 01101 111 10001 2位 111 11100 011110 1 +[-X]补 111 01101 111 01001 1位 111 10100 101111 0 乘积高位 乘积低位 [X· 补 = 1.10100 10111 Y]
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第四章 主存储器 — 4.6 • 已知ROM地址空间为0000H~1FFFH, 再用8K×4 RAM芯片构成一个16K×8的 RAM区域,起始地址为2000H。画出逻辑 图。
– RAM芯片有CS和WE信号控制端。 – CPU地址总线为A15~A0,数据总线为D7~ D0,控制信号为R/W,MREQ(存储器读写 请求)
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第四章 主存储器 — 4.6
… A15 A14 MREQ A13~A15 A0~A12 CPU CS ROM 8K×8 RAM CS 8K×4 RAM 8K×4 CS RAM CS 8K×4 RAM 8K×4 CS A13 OE 译 码 器
CS2 CS1 CS0
第二章 计算机的逻辑部件 — 1.2题
F AC AB BC D BCE CDE
ABC DE 00 01 000 1 1 001 1 1 1 011 010 100 1 1 101 1 1 111 1 1 1 110
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10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
F AB AC B D BE
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第一章 计算机系统概论 第二章 计算机的逻辑部件 第三章 运算方法和运算部件 第四章 主存储器 第五章 指令系统 第六章 中央处理器(CPU) 第七章 存储系统 第十章 输入输出系统
第一章 计算机系统概论
• P14,1、2、8题。
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第二章 计算机的逻辑部件 • P57,1题。
④ 舍入处理:
⑤
–
判断阶码是否溢出:
阶码未溢出,结果正确,X· = 0.1001 * 21011 = 0.1001 * 23 Y
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.30 • 设有16个信息位,如果采用海明校验,至 少需要设置多少个校验位?应放在哪些位 置上。 • 解:根据P97图3.8,16个信息位至少需要6 个校验位,分别排列在海明码字的第1、2、 4、8、16、22位。
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.25.1
• X = 0.1010 * 21 ,Y = 0.1001 * 2-1 求X+Y(阶码运算用补码,尾数运算用补码) 对阶:
– – – 阶差ΔE = [EX]补+ [-EY]补= 00 001 + 00 001 = 00 010 Y阶码小,MY右移2位,保留阶码 E = 00 001 [MY]补 = 00.0010 01
②
–
尾数相乘(原码一位乘):
[MX· Y]原= 0.1010 * 0.1001 = 0.0101 1010 M
③
• • –
规格化处理:
左规1位: [MX· Y]补 = 0.1011 010 M 阶码减1: [E]移 = 01 000 + 11 111 = 00 111 尾数乘积低位部分的最高位为0,保持原值 [MX· Y]原 = 0.1011 M
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.25 • 设浮点数X:阶码0001(补码),尾数 0.1010(原码);Y:阶码1111(补码), 尾数0.1001(原码);基数为2.
– – ① ② X = 0.1010 * 21 Y = 0.1001 * 2-1 求X+Y(阶码运算用补码,尾数运算用补码) 求X*Y(阶码运算用移码,尾数运算用原码一 位乘) ③ 求X/Y(阶码运算用移码,尾数运算用原码加 减交替除法)
D0~D7 R/W
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第五章 指令系统 • P160,1、2、5、6、9题。
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第五章 指令系统 — 5.1
计算机组成与结构
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第二章 计算机的逻辑部件 — 1.1题
F AB ACD AC BC
BA DC 00 01 11 10
00 01
11 10
1
1 1 1 1 1
1
1
1 1
1
1
F BC AB AC
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④ 舍入处理:
⑤
–
判断阶码是否溢出:
阶码未溢出,结果正确,X· = 0.1011 * 20111 = 0.1011 * 2-1 Y
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.Leabharlann Baidu5.3
• X = 0.1010 * 21 ,Y = 0.1001 * 2-1 ,求X/Y (阶码运算用移码,尾数运算用原码加减交替除法) ① 求商的阶码:两数阶码之差
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第四章 主存储器 • P126,2、5、6、7题。
计算机组成与结构
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第四章 主存储器 — 4.5
• 由64K×1的2164 RAM芯片(4个128×128阵 列)构成512K×16存储器。 1. 共需几片芯片?
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.25.2
• X = 0.1010 * 21 ,Y = 0.1001 * 2-1 求X*Y(阶码运算用移码,尾数运算用原码一位乘) ① 求乘积的阶码:两数阶码之和
– [EX+EY]移 = [EX]移 + [EY]补 = 01 001 + 11 111 = 01 000
– (512K/64K)*(16/1) = 8*16 = 128片
2. 采用分散刷新方式,若单元刷新间隔不超过 2ms,则刷新信号的周期是多少?
– 2ms / 128行 = 15.6μs
3. 若采用集中刷新方式,设读写周期T=0.1μs,存 储器刷新一遍至少需要多少时间?
– T*128行 = 12.8μs
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.22:补码一位除
3.22:X = -0.0100,Y = 0.1000,用补码一位除求 X/Y 解:[X]补 = 1.1100, [-Y]补 = 11.1000 被除数(余数) 商 操作说明 11 1100 00000 + 00 1000 两数异号,+ [Y]补 00 0100 00001 余数与除数同号,商 1 00 1000 00010 + 11 1000 上次商1,+ [-Y]补 00 0000 00011 余数与除数同号,商 1 00 0000 00110 + 11 1000 上次商1,+ [-Y]补 11 1000 00110 余数与除数异号,商 0 11 0000 01100 + 00 1000 上次商0,+ Y 11 1000 01100 余数与除数异号,商 0 11 0000 11000 + 00 1000 上次商0,+ Y 11 1000 11000 余数与除数异号,商 0 [X/Y]补 = 1.1000
部分积 000000 000000 000000 000000 001010 001010 000101 000000 000101 000010 001010 001100 000110 110110 111100 乘积高位 乘数 1010
+0
右移1位→ +[X]补
0101
0(丢失)
右移1位→ [X· 补 Y] +0 = [X]补 ·(0.Y1Y2Y3Y4) + [-X]补 = 00.1010 ·0.1010 + 1.0110 右移1位→ +[X]补
①
②
–
尾数相加
[MX]补+ [MY]补 = 00.1010 + 00.0010 01 = 00.1100 01
③
–
规格化求和结果
已经是规格化小数,不再规格化
④
–
舍入
附加位最高位为0,结果最低位保持原值:[M]补= 00.1100
⑤
– –
阶码判溢出
阶码符号位为00,不溢出 最终结果为:X + Y = 0.1100 * 21
– 乘积的数值部分:参见P73,例3.32 – 乘积的符号部分:Xf⊕Yf = 0⊕1 = 1 – [X*Y]原 = 1.1000 1111, X*Y = -0.1000 1111
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第三章 运算方法和运算部件 — 3.19:补码一位乘
被乘数:X = 0.1010 乘数:Y = -0.0110 [X]补 = 00.1010 [Y]补 = 11.1010 [-X]补 = 11.0110 求[X· 补 Y]
– [EX - EY]移 = [EX]移 + [-EY]补 = 01 001 + 00 001 = 01 010
②
–
尾数相除(原码加减交替除法):
[MX/MY]原 = 00.1010 / 00.1001 = 01.0001 11
③
• • –
规格化处理:
尾数运算溢出,右规1位: [MX· Y]原 = 0.1000 111 M 阶码加1: [E]移 = 01 010 + 00 001 = 01 011 尾数之商低位部分的最高位为1,最低位加1 [MX· Y]原 = 0.1001 M
[X· 补 = 1.1100 0100 Y] X· = -0.0011 1100 Y 右移1位→ +[-X]补
0010
1(丢失)
1001
0(丢失)
0100 0100 乘积低位
1(丢失)
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3.20:设X = -0.10110,Y = 0.11111, [-Y]补 = 11.00001,求 X/Y 及 X%Y 解:求商之绝对值,余数之绝对值 加减交换法原码一位除 被除数(余数) 商 操作说明 00 10110 000000 + 11 00001 + [-Y]补 11 10111 000000 不够减,商 0 11 01110 000000 + 00 11111 +Y 00 01101 000001 够减,商 1 00 11010 000010 商符、余数符号:1 + 11 00001 + [-Y]补 [商]原:1.10110 11 11011 000010 不够减,商0 [余数]原:1.00000 10110 11 10110 000100 + 00 11111 +Y 00 10101 000101 够减,商1 01 01010 001010 + 11 00001 + [-Y]补 00 01011 001011 够减,商1 00 10110 010110 + 11 00001 + [-Y]补 11 10111 010110 不够减,商0 + 00 11111 + Y,恢复余数 00 10110 2013年6月28日星期五