计算机组成原理（分析计算题解析）内附填空，选择，解答题答案

关于计算机组成原理的填空，选择以及解答题

1.

根据操作数所在位置,指出其寻址方式(填空):

（1）操作数在寄存器中,为( 寄存器寻址方式 ) 寻址方式。

（2）操作数地址在寄存器，为（寄存器间接）寻址方式。

（3）操作数在指令中，为（立即数寻址方式）寻址方式。

（4）操作数地址(主存)在指令中,为( 直接寻址方式 ) 寻址方式。

（5）操作数的地址，为某一寄存器内容与位移量之和，可以是（相对寻址）、（基址寻址）、（变址寻址）寻址方式。

2.

一个组相联cache由64个行组成，每组4行。主存储器包含4K个块，每块128字。请表示内存地址的格式？

3.

将数(20.59375)10转换成IEEE754标准的32位浮点数的二进制存储格式。

对于本题，首先要了解32位浮点数的格式：

对于符号的含义
s()={1，负数0，正数S:1位；符号位s=0表示正数s=1表示负数M:尾数，23位E是阶码，占八位s()=\begin{cases} 1，负数\\ 0，正数\end{cases} S:1位；符号位 s=0表示正数 s=1 表示负数 M:尾数，23位 E是阶码，占八位 s()={1，负数0，正数S:1位；符号位s=0表示正数s=1表示负数M:尾数，23位E是阶码，占八位

1.所以首先将整数和小数部分转化成二进制

20.59375=（10100.10011)2{整数除基取余或者20=16+4，小数0.59375∗2乘积取整20.59375=（10100.10011)_2 \begin{cases} 整数除基取余或者20=16+4，\\ 小数0.59375*2 乘积取整\end{cases} 20.59375=（10100.10011)2{整数除基取余或者20=16+4，小数0.59375∗2乘积取整

2.移动小数点

10100.10011=1.010010011∗24所以e=4；S=0；E=4+127=13110100.10011=1.010010011* 2^4 所以 e=4； S=0； E=4+127=131 10100.10011=1.010010011∗24所以e=4；S=0；E=4+127=131

M=010010011M=010010011 M=010010011

3.得到二进制存储格式

01000001101001001100000000000000=（41A4C000）1601000001101001001100000000000000=（41A4C000）_{16} 01000001101001001100000000000000=（41A4C000）16

4.

已知x和y,用变形补码计算x+y,同时指出结果是否溢出。

(1)x=11011,y=00011
变形补码={正数，00负数，11变形补码=\begin{cases} 正数，00\\ 负数，11\end{cases} 变形补码={正数，00负数，11

5.

已知x和y,用变形补码计算x-y,同时指出结果是否溢出

(1)x=11011,y=-11111

6.

某机器（可以是8086,8088）是16位机，指令格式如下所示，OP为操作码，分析指令格式特点。

1)单字长二地址指令。

(2)操作码字段OP可以指定
27=1282^7=128 27=128
条指令。

(3)源寄存器和目标寄存器都是通用寄存器(可分别指定16个)，所以是RR型指令，两个操作数均在寄存器中。

(4)这种指令结构常用于算术逻辑运算类指令。

7.

设存储器容量为32字，字长64位，模块数m=4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T =200ns数据总线宽度为64位，总线传送周期t=50ns.若连续读出4个字，问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?

解：顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量都是

q=64bit∗4=256bitq=64bit* 4=256bit q=64bit∗4=256bit
顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是

t2=mT=4∗200ns=800ns=8∗10−7st_2=mT=4* 200ns= 800ns=8*10^{-7}s t2=mT=4∗200ns=800ns=8∗10−7s

t1=T+(m−1)∗t=200ns+3∗50ns=350ns=3.5∗10−7st_1=T+ (m-1)*t= 200ns+3* 50ns =350ns=3.5*10^{-7}s t1=T+(m−1)∗t=200ns+3∗50ns=350ns=3.5∗10−7s

顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是
W2=q/t2=256bit÷(8∗10−7)s=320Mbit/sW_2=q/t_2= 256bit\div (8*10^{-7})s=320Mbit/s W2=q/t2=256bit÷(8∗10−7)s=320Mbit/s

W1=q/t1=256bit÷(3.5∗10−7)s=730Mbit/sW_1=q/t_1= 256bit\div (3.5*10^{-7})s=730Mbit/s W1=q/t1=256bit÷(3.5∗10−7)s=730Mbit/s

8.

设控制存储器的容量为 512X 48位，微程序可在整个控存空间实现转移，而控制微程序转移的条件共有4个(采用直接控制)，微指令格式如下:

试问微指令中的3个字段分别为多少位?

因为控制存储器共有
512∗48=29∗48512*48=2^9*48 512∗48=29∗48

微程序可以在整个控存空间实现转移.。所以，下址字段应有9位，微指令字长48位。

又因为控制微程序转移的条件有4个(采用直接控制)，所以有4位转移条件位。因此控制字段位数为: 48-9-4=35 .

所以微指令格式如下：

9.