《计算机组成原理》课后习题答案

第1章计算机组成原理考试大纲

第一章

计算机体系结构和计算机组成

冯。诺伊曼体系的特点

Amdahl定律

第二章

数制和数制转换

各种码制的表示和转换

浮点数的表示

补码加减法

布思算法

浮点数的加减法

海明码的计算

练习：5，6，7，8，10

1、已知X=19，Y=35，用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。

2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数：-5，-1.5，1/16，-6，384，-1/32。

3、已知X=-0.1000101×2-111，Y=0.0001010×2-100。试计算X+Y，X-Y，X×Y和X/Y。

4、某浮点数字长12位，其中阶符1位，阶码数值3位，尾符1位，尾数数值7位，阶码和尾数均

用补码表示。它所能表示的最大正数是多少？最小规格化正数是多少？绝对值最大的负数是多少？

5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。

第三章

练习：5

解释下列概念：PROM，EPROM，E2PROM，Flash memory，FPGA，SRAM和DRAM。

第四章

总线的分类

总线操作周期的四个传输阶段

总线仲裁的概念及其分类

异步通信方式的种类

总线的最大传输率

第五章

存储器的分类

存储容量的扩展

RAID的概念、特点以及分类

Cache的地址映射

Cache的写策略

Cache的性能分析

3C

练习：4，5，7

1．一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少?用下列存储芯片时，各需要多少片?

1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×l位，4K×8位，8K×8位

2．现有1024×l的存储芯片，若用它组成容量为16K×8的存储器。

(1)实现该存储器所需的芯片数量?

(2)若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8，该存储器所需的地址线总数是多少?

几位用于选片?几位用作片内地址?

(3)画出各芯片的连接逻辑图。

3．设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每块包含8个字，每字32位，设计一个4路组相联映射(即Cache每组内共有4个块)的Cache组织，要求：

(1)画出主存地址字段中各段的位数。

(3)若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍?

第六章

I/O端口的编址方式

中断处理的步骤

第七章

MAR，MBR，PC，IR

指令周期的概念，完整的周期包括哪些

Pentium处理器中的标志寄存器

第八章

操作码和地址码

扩展操作码技术

大端和小端

寻址技术

中缀和后缀表达式

RISC和CISC的比较

MMX指令，回绕运算和饱和运算

习题1，2，4，5，6

1、有可能设计出一种12位长的指令格式对下列指令进行编码吗？其中每个寄存器需要3位编码。

a.4条3寄存器指令

b.255条单寄存器指令

c.16条0寄存器指令

2、某机指令字长16位，每个操作数的地址码为6位，指令分为零地址、一地址、二地址三种格式。

若两地址指令有K种，零地址指令有L种，则一地址指令最多有几种？

4、一台处理机具有如下指令格式：

２位６位３位３位

X OP 源寄存器目的寄存器地址

格式表明有８位通用寄存器（长度16位），X指定寻址模式，主存实际容量为２５６k字。

1) 假设不用通用寄存器也能直接访问主存中的每一个单元，请问地址码域应分配多少位？指令字长

度应有多少位？

2) 假设X=11时，指定的那个通用寄存器用做基值寄存器，请提出一个硬件设计规划，使得被指定

的通用寄存器能访问1M主存空间中的每一个单元。

5、请将下面的中缀表达式转换成逆波兰表达式。

a. A+B+C+D-E

b. (A-B)×(C+D)+E

c. (A×B)+(C×D)+E

d. (A-B)×(((C-D×E)/F)/G)×H

6、请将下面的逆波兰表达式转换成中缀表达式。

a. AB-C+D×

b. AB/CD/+

c. ABCDE+××/

d. ABCDE×F/+G-H/×+

第九章

控制器的功能

控制器的组成部件

微操作命令分析

输入控制信号和输出控制信号

硬布线控制器的结构

微程序控制器的组成部件

固件的概念

微指令的格式

习题3

1.假定某控制存储器是24位宽。微指令格式的控制部分分成两个字段。一个13位的微操作字段用来指定将要完成的微操作，一个地址选择字段用来指明能引起微指令转移的8种条件。

1）地址选择字段有多少位?

2）地址字段有多少位?

3）控制存储器容量有多大?

第十章

同时性和并发性

并行计算机体系结构的分类

流水线及其性能指标

UMA的主要特点

题型：填空（10*2）选择（10*1）简答（4*5）综合（5*10）

第2章课后习题解答

第二章习题

2．设机器字长为8位（含一位字符位在内），写出对应下列各真值的原码、反码和补码：-1011010B，-87,168 解：

-1011010B-87168

原码1,101 1010 1,101 0111 -

反码1,010 0101 1,010 1000 -

补码1,010 0110 1,010 1001 -

原码：最高位为符号位，数值部分是真值的绝对值。

反码：正数的反码与原码相同；负数的反码符号位不变，数值部分各位取反。

补码：正数的反码与原码相同；负数的补码符号位不变，数值部分各位取反后再加1。

由于8位有符号的数表示范围：-128~127，所以168溢出。

4．已知X=-66，Y=99。设机器字长为8位，用补码运算规则计算X+Y和X-Y。

解：[X]原=1,100 0010 [X]补=1,011 1110

[Y]原=0,110 0011 [Y]补=0,110 0011 [-Y]补=1,001 1101

[X+Y]补=[X]补+[Y]补=1,011 1110 + 0,110 0011=00,010 0001

[X-Y]补=[X]补+[-Y]补=1,011 1110 + 1,001 1101=10,101 1011（溢出）

5．已知X=19，Y=35，用布思算法计算X⨯Y和X⨯(-Y)。

解：

无符号数乘法的规则：Q0=1:A<-A+M,然后C,A,Q右移

Q0=0:C,A,Q直接右移

其中，C为进位标识符；辅助寄存器A的初始值为0；乘积的高n位存放在辅助寄存器A中，乘积的低n 位存放在寄存器Q中；移位时C标识符用0扩展。