体系结构试题例题有解释

确定和引入数据表示的基本原则是什?2.1 数据结构和机器的数据表示之间是什么关系题?

么数据表示是数据结构的组成元素，数据结构要通过软件映象变换成机器所具有[解答]

表现在实现不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持，的各种数据表示来实现。效率和方便性上不同。数据结构和数据表示是软件和硬件之间的交界面。确定和引入数据表示的基本原则：一是看系统效率有否提高，即是否减少了实现的时

间和存贮的空间，实现时间有否减少又主要看在主存和处理机之间传送的信息量有否减少；二是看引入这种数据表示的通用性和利用率是否较高。描述符数据表示与向量数据表示? 标志符数据表示与描述符数据表示有何区别题2.2

?对向量数据结构所提供的支持有什么不同在标志符数据表示中，标志符是与每个数据相连的，并且合存在同一个存贮单解答] [

数据描述符是与数据分开独用于描述单个数据的类型等属性；元中，在描述符数据表示中，立存放的，主要是用于描述成块数据的类型属性，地址及其它信息的。能更快地描述符数据表示在实现向量、阵列数据元素的索引上要比用变址方法的方便，

也有利于检查程序中的向量、数组在使用形成元素的地址，从而可以迅速进行访问，同时，数组数据结构的实现提供了一定的支持，有利于简化编译中中是否越界。因此，它为向量、也没有采用流水或处描述符数据表示并没有向量、数组的运算类指令，的代码生成。但是，没有时阵列中每个元素又是一个子阵列的相关型交叉阵列理单元阵列形式的高速运算硬件，运算等指也投有时大量元素是零的稀疏向量和数据进行压缩存贮、还原、进行处理的硬件。它对向量和数组的数据结构提供的支持不够强，所以并不是向量数据表示。令和硬件。因此，堆栈型机器系统结构为程?2.3 堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么题?序调用的哪些操作提供了支持通用寄存器型机器对堆栈数据结构的实现支持较差。这表现在：堆栈操作用的解答] [之类的指令，功能单一；堆栈被(POP)(PUSH)和弹出机器指令数少，一般只是些简单的压入堆栈一般只用于保存于程序调用速度低；放置于主存中，因此每次访问堆栈都要进行访存，只有少量参数经堆栈来传递，时的返回地址，大部分参数都是通过寄存器或内存区来传递的。附加有控制电路让它它主要表现在：有高速寄存器型的硬件堆栈，堆栈型机器则不同，

容与主存中的堆栈区在逻辑上构成一个整体，从而使堆栈的访问速度接近于寄存器的速度，有对堆栈的栈顶元素或栈顶元素和次栈顶元素进行各种操作和运算处理的丰量却是主存的；由逆波兰表达式作为编有力地支持高级语言程序的编译，富的堆栈操作指令，且功能很强；有力地支持进行多元素表达式的计算，译的中间语言，就可直接生成堆栈指令构成的程序，于程序的嵌套和递归调用。在程序调用表现在：堆栈型机器系统结构为程序的嵌套和递归调用提供了很强的支持，

如不仅用堆栈保存返回地址，还保存条件码等多种状态信息和某些关键寄存器的内容，时，中间结果局部性参数，以及为被调用的程序在堆栈中建立一个存放局部变量、全局性参数、当子将这些内容全部用硬件方式压入堆栈。等现场信息的工作区。堆栈机器在程序调用时，返回点现场信息均通过于程序返回指令用硬件方式从堆运算结果、程序返回时，返回地址、堆栈机器能及时释放不用的栈中弹出。只需修改堆栈指针内容就可删去堆栈中不用的信息。即使访问主存，也采用相对寻省去了地址码字段。单元，访问堆栈时大量使用零地址指令，程序执行时所用的存贮使访存的地址位数较少，从而使堆栈型机器上运行的程序较短，址，单元数少，存贮效率较高。word 编辑版．

16、、86位、尾数48位。阶符和数符不在其内，当尾数分别以2 题2.4 设某机阶码其最小阶、最大阶、阶的个数，最小为基时，在非负阶、正尾数、规格化数情况下，求出尾数值、最大尾数值、可表示的最小值和最大值及可表示的规格化数的总个数。位，就是阶码部分除去阶符外，62.7的浮点数表示格式可知，阶码分析] 由教材中图[rm位。当尾数基值为位，就是尾

数的二进位位数m=48剩下的阶码值部分为6位；尾数48。的尾数位数m'=m/ 。进制数位需用个二进位表示。尾数基值为rm时，尾数每一个rm12位。48、16、rm为2、8、16时，m'分别为对于。最大阶应当是由于是非负阶，最小阶应当是阶值部分为全“0”。所以，最小阶为0

，共到2 -1l63)。阶的个数由阶值0阶值部分6位为全‘l”，所以，最大阶为2 -1,即26-1(＝64个。有2 个，即的数。因为尾数进制数位不是01个rm 所谓规格化正尾数，就是正尾数小数点后的第进制为全“0”的数是机器零，不作为机器中可表示的数。所以，最小正尾数值应当是rm。最大1 rm 个rm进制数位为“1”，其余数位为全“0”的数值，即尾数的小数点后第1进制的rm 一1的数。可以设想，在小数点后，正尾数值当然是rm进制尾数各数位均为rm。所以。可表示的最大尾数1，即加上rm-m'，就会使整个尾数值变为第m'个数位上加1m'。值应当是1- rm-尾数值。浮点数可表示的最小值应当按浮点数表示格式的含义，浮点数的值应当是r

，尾数为规格化最小正尾数值，所以，可表示浮点数最小值应当为0是阶为非负阶的最小值，尾数为规格化正尾数2 -1-1= rm-1；可表示浮点数的最大值应当是阶为正的最大值rm0? rm。r ?(1- r )最大值，所以，可表示浮点数的最大值应为可表示的浮点数规格化数的总个数应当是可表示阶的个数与可表示尾数的个数的乘积。

个码，所以，rmrm-1），共有rm进制数位中，每个数位均可以有0～（由于在m'个尾数显然，0的那些非规格化的数。个，但应当去掉小数点后第1个数位是尾数的编码总个数为r

可表示的浮点数规格化的比例。所以，非规格化数的个数占了全部尾数可编码总数的l／rm

-1/rm) 。数的总个数就为2 ?r ?(1的具体值代入上述各式就可以得到本题的解答。rmm、m'、

只要将p、时的各个参168、、p=6、m=48时，在非负阶、规格化、正尾数情况下，rm =2解答[] 所示。数的计算结果如表2.1)m=48位尾基rm(p=16位，非负阶、正尾数、规格化8(m'=16) 16(m'=12) 2（m'=48）0 0 0 0最小阶值 2 -1最大阶值63 63 632 阶的个数

64 64 64rm-1 1/2 1/8 1/16尾数最小值

-2-48 1-8-16 1-16-121- rm-m' 1尾数最大值

rm-1 1/2 1/8 1/16最小值- r )r ?(1最大值

）63?（）161-16-121-8-16 1-2-48263?（）863?（ 2 ?r ? 数的总个数2

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为基rmrm=10，以＝2。阶码位数p=2，尾数基值题2.5 (1)浮点数系统使用的阶基rp。试计算在非负阶、正尾数、规格4m＝的尾数位数m'＝1，按照使用的位数来说，等价于可表示的最小值和最大值及可表示数的最大阶值、化数情况下的最小尾数值、最大尾数值、个数。，重复以上计算。，m'＝2，rm＝4对于rp＝2，p＝2 (2)中的一个值，～9所以，rm进制尾数的每个数位只能取0分析] 因为尾数基值rm＝10，[9。即每个数位能取的最大值为(1)在非负阶、正尾数、规格化数的情况下，[解答]

＝0.1rm-1＝l0-1 最小尾数值为＝0.91- rm-m'=1-10-1 最大尾数值为最大阶值为2 -1=2 =rm-1=10-1=0.1 可表示的最小值为

=900（1-10-1）可表示的最大值为r ?(1- r )=103

2 ?r ? = 可表示的数的个数为

rm-1=4-1=0.25 (2)最小尾数值为

1-4-2=15/161- rm-m'= 最大尾数值为2 -1=22-1=3 最大阶值为

rm-1=4-1=0.25 可表示的最小值为

- r )= r ?(1 可表示的最大值为