武汉大学计算机组成原理总复习模拟题

一、数据编码与数据校验（5）
• ③生成多项式G(x)= 10011 ； • 因为生成多项式G(x)为5位，所以余数为4 位。 • 求有效信息10101011的CRC校验码的运算 过程如图所示。
一、数据编码与数据校验（6）
1 0 1 1 0 1 1 0 10011 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0
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五、I/O系统与I/O调度 中断排队 多重中断 中断接口 DMA的三种传送方式 DMA的三个传送阶段
一、数据编码与数据校验（1）
1. 设浮点数字长16位，其中阶码5位（含1位阶符） 以2为底，移码表示，尾数11位（含1位数符）， 补码表示，求所能表示的规格化数的范围（用十 进制填写下表）。
二、运算方法与运算器（3）
• 2. 已知x = 0.1001，y = -0.1001，用补码不 恢复余数除法求(x/y)补=？
二、运算方法与运算器（4）
• 补码不恢复余数法的算法规则 • ①符号位参加运算，除数与被除数均用双符号补码表示。 • ②被除数与除数同号，被除数减去除数。被除数与除数 异号，被除数加上除数。商符号位的取值见③。 • ③余数与除数同号，商上1，余数左移一位减去除数； 余数与除数异号，商上0，余数左移一位加上除数。 • 注意：余数左移加上或减去除数后就得到了新余Leabharlann Baidu。 • ④重复③。若采用恒置1法，则包括符号位在内共重复 ③n次；若采用校正法包括符号位在内，应重复③n＋1 次。
二、运算方法与运算器（6）
二、运算方法与运算器（7）
• 中间有一步余数为零表示能除尽，除数为 负，需校正： • (x/y)补= 0.1111 + 0.0001 = 1.0000 • 余数与被除数异号需校正： • 余 数 r 补 =(11.0111 + 00.1001)×2 － 4=0.0000×2－4
二、运算方法与运算器（1６）
• 解：（1）求X+Y（阶码运算用补码，尾数运算用补码） • 对阶：[Ex]补 + [-Ey]补 = 0001 + 0001 = 0010 • 所以My 右移2位，得[My]补 = 00.001001 • 尾 加 ： [Mx] 补 + [My] 补 = 00.1010 + 00.001001 = 00.1100 01 • 规格化：已是规格化尾数 • 舍入：00.1100 • 所以[EX+Y]补 = 0001，[MX+Y]补 = 0.1100
《计算机组成原理》期末考试
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一、数据编码与数据校验 定点、浮点数的表示和表示范围 海明码校验 CRC校验 奇偶校验
《计算机组成原理》期末考试
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二、运算方法与运算器 补码加减法运算、溢出判断 原码乘除法运算 补码乘除法运算 浮点加、减运算
《计算机组成原理》期末考试
三、指令系统与控制器（2）
• （2）实现一位补码乘法的逻辑结构图。
移位电路 计数器 +1
ALU/2→S ALU→S
C ALU ALU+1 „ A→ALU A „ „ „ „ B→ALU B „ S→A „
„
„
C/2→C
Cn+1
„
B→ALU
1
0
„ CP
二、运算方法与运算器（13）
• （3）补码一位乘与原码一位乘逻辑结构上 的差异： • ① 原码乘法的逻辑结构图中只能加B；补码 乘法的逻辑结构图中只能加B也能减B； • ② 补码乘法的逻辑结构图中的C寄存器要 增加一位Cn+1, 原码乘法的逻辑结构图不 需要。
二、运算方法与运算器（11）
yn（高位）yn+1（低位） 0 0 0 1 1 0 操作 部分积右移一位 部分积加x补，右移一位 部分积加（–x）补，右 移一位 部分积右移一位
1
1
• ⑥按照上述算法进行n+1步操作，但第n+1步不再移 位，仅根据y0与y1的比较结果作相应的运算即可。
二、运算方法与运算器（12）
二、运算方法与运算器（5）
• 商的校正 • ① 当刚好能除尽时(即：运算过程中任一步余 数为0)，若除数为负，则商需要加2－n进行修正 • ②当不能除尽时，如果商为负，则商需要加2－n 进行修正 • 余数的校正 • ①若商为正，当余数与被除数异号时，则应将 余数加上除数进行校正。 • ②若商为负，当余数与被除数异号时，则余数 需要减去除数进行校正
• 思考：如果信息在传输过程中出错，如何 纠错检错？
一、数据编码与数据校验（4）
• • • • • • • • • • • • • • ①偶校验，则校验码为 1 10101011，其中最高位为校验位。 ②采用海明校验，海明校验位的位数为4，分组如下： 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 D7 D6 D5 D4 P4 D3 D2 D1 P3 D0 P2 P1 1 0 1 0 1 0 1 1 第一组(P1) √ √ √ √ √ √ 第二组(P2) √ √ √ √ √ √ 第三组(P3) √ √ √ √ √ 第四组(P4) √ √ √ √ √ P1= D6⊕D4⊕D3⊕D1⊕D0=0⊕0⊕1⊕1⊕1=1 P2= D6⊕D5⊕D3⊕D2⊕D0= 0⊕1⊕1⊕0⊕1=1 P3= D7⊕D3⊕D2⊕D1= 1⊕1⊕0⊕1=1 P4= D7⊕D6⊕D5⊕D4= 1⊕0⊕1⊕0=0 所以：信息码10101011的海明校验码为： 1010 0 101 1 1 1 1。
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三、指令系统与控制器 指令格式与寻址方式 指令的操作流程 微指令格式设计 微程序设计的控制器
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四、存储系统与存储结构 内存储器的结构与扩展方法 高速缓冲存储器与数据调度 虚拟存储器的设计方法 磁记录存储器的原理与性能指标计算
《计算机组成原理》期末考试
ALU→S ALU/2→S C ALU+1 „ A→ALU A „ „ „ B→ALU B „ S→A CP „ „ „ C/2→C
ALU
„
1
0
„
二、运算方法与运算器（10）
• 补码一位乘法的运算规则如下： • ①符号位参与运算，运算的数均以补码表示。 • ②被乘数一般取双符号位参加运算，部分积初值 为0。 • ③乘数可取单符号位以决定最后一步是否需要校 正，即是否加[－x]补。（校正法） • ④乘数末位增设附加位y n＋1，且初值为0。（比较 法） • ⑤由于求得一次部分积要右移一位，yn与yn＋1位构 成各步运算的判断位，按下表进行操作：
二、运算方法与运算器（17）
• （2）求X*Y（阶码运算用移码，尾数运算用原码一位乘） • 阶码相加：[Ex+Ey]移 = [Ex]移 + [Ey]补 = 0001 + 1111 = 1000 • 尾数相乘： • 部分积 乘数 • 00.0000 1001 • + 00.1010 • 00.1010 • 00.01010 100 • 00.0001010 1 • + 00.1010 • 00.1011010 • 00.01011010 • 规格化后，尾数为0.1011。 • 阶码 = 1000 + [-1]移 = 0111
阶码（H） 尾数（H） 真值（D）
最大正数 非零最小正数
最大负数
最小负数
一、数据编码与数据校验（2）
阶码（H） 尾数（H） 真值（D）
最大正数
非零最小 正数 最大负数 最小负数
11111
00000 00000 11111
0.1111111111
0.1000000000
215×（1-2－10）
2－16×2－1
• 余数为1010，所以，所求的CRC校验码为：10101011 1010
二、运算方法与运算器（1）
• 1. 已知2[X]补=1.01010010， • 1/2[Y]原=1.01011000， • 用变形补码计算 [X]补+[Y]补，并判断结果 有无溢出？
二、运算方法与运算器（2）
• 解：[X]补=1.10101001， • 1/2[Y]补=1.10101000 • [Y]补=1.01010000 • [X]补+[Y]补=11.10101001+11.01010000 • =10.11111001 • 所以， 有溢出
二、运算方法与运算器（1６）
• 5. 设浮点数X,Y，阶码（补码形式）和尾数 （原码形式）如下： • X：阶码0001，尾数0.1010 • Y：阶码1111，尾数0.1001。设基数为2。
• （1）求X+Y（阶码运算用补码，尾数运算用补码） • （2）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 加减交替法）
二、运算方法与运算器（14）
• 4. 某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1 ， 低位来的信号为C0 ，请分别按下述两种方 式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。 • （1）串行进位方式 • （2）并行进位方式
二、运算方法与运算器（15）
• • • • • • • • • • • • 解： （1）串行进位方式： C1 = G1 + P1 C0 G1 = A1 B1，P1 = A1⊕B1 C2 = G2 + P2 C1 G2 = A2 B2，P2 = A2⊕B2 C3 = G3 + P3 C2 G3 = A3 B3，P3 = A3⊕B3 C4 = G4 + P4 C3 G4 = A4 B4，P4 = A4⊕B4 （2）并行进位方式： C1 = G1 + P1 C0 C2 = G2 + P2 G1 + P2 P1 C0 C3 = G3 + P3 G2 + P3 P2 G1 + P3 P2 P1 C0 C4 = G4 + P4 G3 + P4 P3 G2 + P4P3 P2 G1 + P4 P3 P2 P1 C0 其中，G1~G4和P1~P4表达式与串行进位方式相同。
二、运算方法与运算器（18）
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • （3）求X/Y（阶码运算用移码，尾数运算用原码加减交替法） 阶码相减： [-Ey]移 = 0001 [Ex-Ey]移 = [Ex]移 + [-Ey]补 = 1010 尾数相除： [My]补 = 00.1001 [-My]补 = 11.0111 00.1010 + 11.0111 00.0001 上1 00.0010 + 11.0111 11.1001 上0 11.0010 + 00.1001 11.1011 上0 00.0100 + 00.1000 00.1100 上1 所以[Mx/My]= 1.001 规格化后，尾数为0.1001 阶码 = [Ex-Ey]移 + [1]移 = 1011
二、运算方法与运算器（8）
• • • • 3. 运算器分析与设计题 （1）设计出实现一位原码乘法的逻辑结构图。 （2）设计出实现一位补码乘法的逻辑结构图。 （3）比较补码一位乘与原码一位乘逻辑结构上的 差异。
二、运算方法与运算器（9）
• 解：（1）实现一位原码乘法的逻辑结构图。
移位电路 计数器 +1
1.0111111111 -2－16×（2－1+2－10） 1.0000000000 -215
一、数据编码与数据校验（3）
2. • • • 设待校验的数据为D8～D1=10101011。 ①若采用偶校验，则校验码为？ ②若采用海明校验，其海明码为？ ③若采用CRC校验，且生成多项式为10011， 则其CRC码为？
三、指令系统与控制器（1）
• 1. 设有一台计算机，其指令长度为16位，指令格式如下：
• 其中OP为操作码，占5位；R为寄存器编号，占3位，可有 8个寄存器; M为寻址方式，占2位，与D一起决定源操作数， 规定如下： • M=00，为立即寻址，D为立即数； • M=01，为相对寻址，D为位移量； • M=10，为变址寻址，D为位移量； • 假定要执行的指令为加法指令，存放在001000单元中，D 的值为01，该指令执行前存储器和有关寄存器的存储情况 如下图所示，其中地址码和数据是八进制表示。