计算机组成原理

第一题:对于一个给定的程序,IN表示执行程序中的指令总数,ICPU表示执行该程序所需要的CPU时间,T为时钟周期,f为时钟频率(T的倒数),NC为CPU时钟周期数。设CPI表示每条指令的平均时钟周期数,MIPS表示每秒钟执行的百万条指令数,请写出如下四种参数的表达式:(1).tCPU(2).CPI(3).MIPS(4).NC答：第二题:○1什么是适配器(Adapter)？○2什么是CPU？○3什么是指令？○4什么是处理机字长（机器字长）?○5什么是MIPS(MillionInstructionsPerSecond),简述其功能。答：○1主机和不同速度的外设之间的一种部件，用于主机和外设之间的信息转换。○2运算器和控制器合称为中央处理器。○3由操作码和操作数两部分构成，能够表示计算机中的一个基本操作的代码或二进制串。○4机器字长是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数（整数运算即定点整数运算）。因为计算机中数的表示有定点数和浮点数之分，定点数又有定点整数和定点小数之分，这里所说的整数运算即定点整数运算。机器字长也就是运算器进行定点数运算的字长，通常也是CPU内部数据通道的宽度。○5单字长定点指令平均执行速度MillionInstructionsPerSecond的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。第三题:1、简述冯诺依曼计算机的特点?2、請畫出冯·诺依曼计算机硬件框图。答：1、○1冯·诺依曼计算机主要由五大部件组成，分别是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；○2冯诺依曼体系结构的指令和数据均采用二进制码表示；○3指令和数据以同等地位存放于存储器中，均可按地址寻访；○4指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置；○5指令在存储器中按顺序存放，通常指令是按顺序执行的，特定条件下，可以根据运算结果或者设定的条件改变执行顺序；○6机器以运算器为中心，输入输出设备和存储器的数据传送通过运算器。2、冯·诺依曼计算机硬件框图：第四题:用一台50MHz处理机执行标准测试程序,它包含的混合指令数和相应所需的平均时钟周期数如下表所示:指令类型指令数目平均时钟周期数整数运算450001数据传送320002浮点运算150002控制传送80002求有效CPI,MIPS速率,处理机程序运行时间tCPU。答：第五题:写出下列各真值定点８位的原码、反码、补码、移码表示。○1(27)10○2(－103)10○3(－0.01101)2○4(－23/64)10解：○1原码00011011反码00011011补码00011011移码10011011○2原码11100111反码10011000补码10011001移码00011001○3原码1.0110100反码1.1001011补码1.1001100移码0.1001100○4原码1.0101110反码1.1010001补码1.1010010移码0.1010010第六题:请说明计算机系统的组成有哪些?答：微程序级、一般机械级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级第七题:已知x1=-1110,x2=+1101,求：[x1]补,[-x1]补,[x2]补,[-x2]补第八题:有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：(1)最大数的二进制表示(2)最小数的二进制表示(3)规格化数所能表的数的范围。第九题:用8位编码表示下列各整数的原码、反码、补码。(1).-35(2).127(3).-127(4).-1答：（1）、原码：10100011反码：11011100补码：11011101（2）、原码：01111111反码：01111111补码：01111111（3）、原码：11111111反码：10000000补码：10000001（4）、原码：10000001反码：11111110补码：11111111第十题:将数(20.59375)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。第十一题:若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。(41360000)16第十二题:将十进制真值(－127,－1,0,＋1,＋127)列表表示成二进制数及原码、反码、补码、移码值第十三题:设机器字长16位,定点表示,尾数15位,数符1位,问：(1)定点原码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?(2)定点原码小数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?⑶如果均改用补码，是何情况？第十四题:假设由S,E,M三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化浮点数ｘ,真值表示为（非IEEE754标准）：ｘ＝(－1)s×(1.M)×2E－128问：它所表示的规格化的最大正数、最小正数、最大负数、最小负数是多少？第十五题:請使用补码加減法計算下列值（1）x=+1001,y=-0101,求x+y=？（2）x=-0.1011,y=0.0111，求x+y[X]反码=1.0100[Y]反码=1.1000[X]补码=1.0101[Y]补码=1.1001x+y=0.1110（3）x=+1101,y=+0110,求x-y=？第十六题:請使用溢出的检测計算下列值（1）x=+1100,y=+1000,求x+y。（2）x=-1100,y=-1000,求x+y。第十七题:請使用浮点加法、减法运算計算下列值设x=10Ex×Mx=102×0.3,y=10Ey×My=103×0.2,求x+y=?x-y=?第十八题:某机字长16位，问在下列几种情况下所能表示数值的范围：a)无符号整数；b)原码表示定点小数；c)补码表示定点小数；d)原码表示定点整数；e)补码表示定点整数。第十九题:试将下列IEEE短浮点数转换为十进制数。11000000111100000000000000000000解：十进制数为：C1E00000第二十题:在机器数(B)中，零的表示形式是唯一的。A．原码B．补码C．移码D．反码第二十一题:浮点数的表示范围和精度取决于(C)。A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数；C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。第二十二题:冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是(B)。A．多指令流单数据流；B．按地址访问并顺序执行指令；C．堆栈操作；D．存储器按内容选择地址。