计算机体系结构第二章练习题

第二章练习

一、 单项选择题

在下面各题的4个备选答案中，只有一个答案是正确的，请把正确答案的标号（A~D ）填入题后面的括号中。

1．数据表示的含义是（ B ）。

A ． 表示数据所采用的数制和码制

B ． 硬件能够直接识别的数据类型

C ． 数据类型

D ． 浮点数的表示方式

2．浮点数表示的尾数的基r m =8，尾数长度p=2，可以表示的规格化最小正尾数的值是（ C ）。

A ．0.5

B ．0.25

C ．0.125

D ．0.015625

3．浮点数表示的尾数的基r m =16，尾数长度p=2，可以表示的规格化最大正尾数的值是（ D ）。

A ．2

1 2 B ．1615 C ．2561 D ．256

255 4.多维数组的自定义数据表示通常采用（ B ）。

A ． 浮点数表示

B ． 带数据描述符的数据表示

C ． 带标志符的数据表示

D．带标志符和数据描述符的数据表示

5.不需要编址的数据存储空间是（ C ）。

A．CPU中通用寄存器

B．主存储器

C．堆栈

D．I/O接口中的寄存器

6.平均码长最短的编码是（ D ）。

A．定长码

B．扩展码

C．需要根据编码使用的频度计算平均码长后确定

D．Huffman编码

7.下述4种编码中，不是2-4扩展编码的是（ D ）。

A．1/12

B．2/8

C．3/4

D．4/8

8. 2-4扩展编码最多可以得到的码点数是（ D ）。

A．6

B．9

C．10

D．13

9.RISC执行程序的速度比CIRC要快的原因是（ C ）。

A．RISC的指令系统的指令数比较少

B．程序在RISC上编译生成的目标程序比较短

C．R ISC的指令平均周期数比较少

D．RISC只允许Load指令和Store指令访问存储器

10. RISC采用交叉寄存器窗口技术，从而大大减少了（ B ）。

A．绝大多数指令的执行时间

B．程序调用引起的访问存储器的次数

C．目标程序的指令条数

D．CPU访问存储器的访问周期

二、填空题

1．设计一种浮点数据表示方式需要确定的6个参数分别是：（尾数的基），（尾数的值），（尾数的长度），（阶码的基），（阶码的值）, （阶码长度）。

2．浮点数的表数范围是指（用有限的q位阶码和p位尾数能够表示的数值大小的范围）。3．可表示浮点数的正数区间：

规格化浮点数的最大正数值由尾数的（最大正数值）与阶码（最大正数值）组合而成；规格化浮点数的最小正数值由尾数的（最小正数值）与阶码（最小负数值）组合而成。规格化浮点数的最大负数值由尾数的（最大负数值）与阶码（最小负数值）组合而成；规格化浮点数的最小负数值由尾数的（最小负数值）与阶码（最大正数值）组合而成。

4．若浮点数尾数的长度为p位，尾数的基为r m，那么，尾数的r m进制数的位数是

（ m r p

2log ）。

5．若浮点数尾数的长度为p 位，尾数的基为r m ，那么，可以表示的规格化浮点数的表数精度是（ )1(2

1--p m r ）。

三、 判断题

判断下列各题的叙述是否正确，正确的叙述在括号内打“√”；错误的叙述在括号内打“⨯”；并简述错误的理由。

1．指令系统和数据表示都是计算机系统的主要软件硬件分界面。 （ √ ）

2．浮点数表示可以表示实数范围内的所有实数。 （ X ）

任何一种浮点数表示的表数范围和表示的浮点数个数都是有限的,而且表示的浮点数在数轴上是不连续的。

3．带标志符的数据表示增大了数据字的字长，从而会增大目标程序在这种机器上运行时占用的存储空间。 （ X ）

数据存储增大了，但是由于简化了指令系统，指令只需指出操作种类，不需指出操作类型，每条指令的字长可以缩短。只要设计合理，整个程序总存储量反而能够减少。

4．带标志符的数据表示简化了指令系统，加快了指令的执行速度。（ X ）

简化了指令系统，但是降低了指令执行速度。

5．在引入带标志符的数据表示的机器中，数据的“标志符”对高级语言程序员是透明的。（ √ ）

6．因为寄存器的位数大于主存储器单元的位数，所以，在把存储空间组织为2个地址空间的组织方式中，把CPU通用寄存器和I/O接口寄存器“编址”为1个地址空间，主存单独编址为另一个存储空间。（X ）

寄存器的存储容量比主存小得多，所以，寄存器要求的地址长度更短。在把存储空间组织为2个地址空间的组织方式中，把主存与输入输出设备统一编址为1个地址空间而吧通用寄存器独立编址为另一个存储空间。

7．对给定的频度分布{p i}，由哈夫曼算法生成的哈夫曼树的结构是唯一的，因此，得出哈夫曼编码的“平均码长”是唯一的。（X ）

对给定的频度分布{p i}，由哈夫曼算法生成的哈夫曼树的结构并不是唯一的，但是“平均码长”是唯一的。

8．扩展编码要求所有的“短码”都不能是“长码”的前缀，否则会产生解码不唯一的问题。（ ）

9．2-4扩展编码和2/4扩展编码是同一种扩展编码的2种表示。（X ）2-4扩展编码要求短码为两位，长码为4位，不限定短码和长码分别有多少种。

2/4扩张编码只是要求短码有2种，长码有4种，不限定短码长码长度。

10．由于RISC简化了指令系统，因此，RISC上的目标程序比CISC上的目标程序短一些，程序运行的时间就会少一些。（X ）

CISC通过使用硬件加快频度高的指令的执行，并用一条新的指令代替频度高的指令串，简化了目标程序代码。CISC上的目标程序比RISC上的目标程序短一些。

RISC简化了指令系统，通过一系列技术是程序运行时间比CISC短一些。

四、应用题

1．一个处理机有I1~I10共10条指令，经过统计，各指令在程序中的使用频度分别为：p1=0.25，p2=0.20，p3=0.15，p4=0.10，p5=0.08，p6=0.08，p7=0.05，p8=0.04，p9=0.03，p10=0.02。（1）计算这10条指令的操作码编码的最短“平均码长”。