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

计算机组成原理（分析计算题解析）

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 ∗ 2 4 所 以 e = 4 ； S = 0 ； E = 4 + 127 = 131 10100.10011=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 = 010010011 M=010010011 M=010010011

3.得到二进制存储格式

01000001101001001100000000000000 = （ 41 A 4 C 000 ） 16 01000001101001001100000000000000=（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 2 7 = 128 2^7=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 = 64 b i t ∗ 4 = 256 b i t q=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

t 2 = m T = 4 ∗ 200 n s = 800 n s = 8 ∗ 1 0 − 7 s t_2=mT=4* 200ns= 800ns=8*10^{-7}s t2​=mT=4∗200ns=800ns=8∗10−7s

t 1 = T + ( m − 1 ) ∗ t = 200 n s + 3 ∗ 50 n s = 350 n s = 3.5 ∗ 1 0 − 7 s t_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 W 2 = q / t 2 = 256 b i t ÷ ( 8 ∗ 1 0 − 7 ) s = 320 M b i t / s W_2=q/t_2= 256bit\div (8*10^{-7})s=320Mbit/s W2​=q/t2​=256bit÷(8∗10−7)s=320Mbit/s

W 1 = q / t 1 = 256 b i t ÷ ( 3.5 ∗ 1 0 − 7 ) s = 730 M b i t / s W_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 = 2 9 ∗ 48 512*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.