計(jì)算機(jī)組成原理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第一題: 對(duì)于一個(gè)給定的程序, IN表示執(zhí)行程序中的指令總數(shù), ICPU表示執(zhí)行該程序所需要的CPU時(shí)間, T為時(shí)鐘周期, f 為時(shí)鐘頻率(T的倒數(shù)),NC為CPU時(shí)鐘周期數(shù)。設(shè)CPI表示每條指令的平均時(shí)鐘周期數(shù), MIPS表示每秒鐘執(zhí)行的百萬(wàn)條指令數(shù), 請(qǐng)寫出如下四種參數(shù)的表達(dá)式: (1). tCPU (2). CPI (3). MIPS (4). NC答：第二題: eq oac(,1)什么是適配器(Adapter)？ eq oac(,2)什么是CPU？ eq oac

2、(,3)什么是指令？ eq oac(,4)什么是處理機(jī)字長(zhǎng)（機(jī)器字長(zhǎng)）? eq oac(,5)什么是MIPS(Million Instructions Per Second), 簡(jiǎn)述其功能。答： eq oac(,1)主機(jī)和不同速度的外設(shè)之間的一種部件，用于主機(jī)和外設(shè)之間的信息轉(zhuǎn)換。 eq oac(,2)運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理器。 eq oac(,3)由操作碼和操作數(shù)兩部分構(gòu)成，能夠表示計(jì)算機(jī)中的一個(gè)基本操作的代碼或二進(jìn)制串。 eq oac(,4)機(jī)器字長(zhǎng)是指計(jì)算機(jī)進(jìn)行一次整數(shù)運(yùn)算所能處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)（整數(shù)運(yùn)算即運(yùn)算）。因?yàn)橛?jì)算機(jī)中數(shù)的表示有定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)之分，定點(diǎn)數(shù)又有定點(diǎn)整數(shù)和定點(diǎn)小數(shù)

3、之分，這里所說(shuō)的整數(shù)運(yùn)算即定點(diǎn)整數(shù)運(yùn)算。機(jī)器字長(zhǎng)也就是運(yùn)算器進(jìn)行定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的字長(zhǎng)，通常也是CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度。 eq oac(,5)單定點(diǎn)指令平均執(zhí)行速度 Million Instructions Per Second的縮寫，每秒處理的百萬(wàn)級(jí)的指令數(shù)。第三題: 1、簡(jiǎn)述馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)? 2、請(qǐng)畫出馮諾依曼計(jì)算機(jī)硬件框圖。答：1、 eq oac(,1)馮諾依曼計(jì)算機(jī)主要由五大部件組成，分別是：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備； eq oac(,2)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的指令和數(shù)據(jù)均采用二進(jìn)制碼表示； eq oac(,3)指令和數(shù)據(jù)以同等地位存放于存儲(chǔ)器中，均可按地址尋訪； eq

4、 oac(,4)指令由操作碼和地址碼組成，操作碼用來(lái)表示操作的性質(zhì)，地址碼用來(lái)表示操作數(shù)所在存儲(chǔ)器中的位置； eq oac(,5)指令在存儲(chǔ)器中按順序存放，通常指令是按順序執(zhí)行的，特定條件下，可以根據(jù)運(yùn)算結(jié)果或者設(shè)定的條件改變執(zhí)行順序； eq oac(,6)機(jī)器以運(yùn)算器為中心，輸入輸出設(shè)備和存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送通過(guò)運(yùn)算器。2、馮諾依曼計(jì)算機(jī)硬件框圖：第四題: 用一臺(tái)50MHz處理機(jī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序, 它包含的混合指令數(shù)和相應(yīng)所需的平均時(shí)鐘周期數(shù)如下表所示:指令類型指令數(shù)目平均時(shí)鐘周期數(shù)整數(shù)運(yùn)算450001數(shù)據(jù)傳送320002浮點(diǎn)運(yùn)算150002控制傳送80002求有效CPI, MIPS速率, 處理

5、機(jī)程序運(yùn)行時(shí)間tCPU。答：第五題:寫出下列各真值定點(diǎn)位的原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼表示。 eq oac(,1) (27)10 eq oac(,2) (103)10 eq oac(,3) (0.01101)2 eq oac(,4) (23/64)10解： eq oac(,1) 原碼0 001 1011 反碼0 001 1011 補(bǔ)碼 0 001 1011 移碼 1 001 1011 eq oac(,2) 原碼 1 110 0111 反碼 1 001 1000 補(bǔ)碼 1 001 1001 移碼 0 001 1001 eq oac(,3)原碼 1.011 0100 反碼 1.100 1011 補(bǔ)碼 1

6、.100 1100 移碼 0.100 1100 eq oac(,4)原碼 1.010 1110 反碼 1.101 0001 補(bǔ)碼 1.101 0010 移碼 0.101 0010第六題: 請(qǐng)說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成有哪些?答：微程序級(jí)、一般機(jī)械級(jí)、操作系統(tǒng)級(jí)、匯編語(yǔ)言級(jí)、高級(jí)語(yǔ)言級(jí)第七題: 已知x1=-1110 , x2=+1101 , 求：x1補(bǔ) , -x1補(bǔ) , x2補(bǔ) , -x2補(bǔ)第八題: 有一個(gè)字長(zhǎng)為32位的浮點(diǎn)數(shù)，符號(hào)位1位；階碼8位，用移碼表示；尾數(shù)23位，用補(bǔ)碼表示；基數(shù)為 2。 請(qǐng)寫出：(1)最大數(shù)的二進(jìn)制表示 (2)最小數(shù)的二進(jìn)制表示 (3) 規(guī)格化數(shù)所能表的數(shù)的范圍。第九題:

7、用8位編碼表示下列各整數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼。(1). -35 (2). 127 (3).-127 (4).-1答：（1）、原碼：1 010 0011 反碼：1 101 1100 補(bǔ)碼：1 101 1101（2）、原碼：0 111 1111 反碼：0 111 1111 補(bǔ)碼：0 111 1111（3）、原碼：1 111 1111 反碼：1 000 0000 補(bǔ)碼：1 000 0001（4）、原碼：1 000 0001 反碼：1 111 1110 補(bǔ)碼：1 111 1111第十題: 將數(shù)(20.59375)10轉(zhuǎn)換成754標(biāo)準(zhǔn)的32位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式。第十一題: 若浮點(diǎn)數(shù)x的754標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)格

8、式為()16，求其浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值。 ()16第十二題: 將十進(jìn)制真值(127,1, 0, 1, 127)列表表示成二進(jìn)制數(shù)及原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼值第十三題: 設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)16位,定點(diǎn)表示,尾數(shù)15位,數(shù)符1位,問(wèn)：(1)定點(diǎn)原碼整數(shù)表示時(shí),最大正數(shù)是多少?最小負(fù)數(shù)是多少?(2)定點(diǎn)原碼小數(shù)表示時(shí),最大正數(shù)是多少?最小負(fù)數(shù)是多少?如果均改用補(bǔ)碼，是何情況？第十四題: 假設(shè)由S,E,M三個(gè)域組成的一個(gè)32位二進(jìn)制字所表示的非零規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù),真值表示為（非IEEE754標(biāo)準(zhǔn)）：(1)s (1.M) 2E128問(wèn)：它所表示的規(guī)格化的最大正數(shù)、最小正數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小負(fù)數(shù)是多少？第十五題: 請(qǐng)使用補(bǔ)

9、碼加減法計(jì)算下列值x=+1001 , y=-0101 , 求 x+y=？x=-0.1011,y=0.0111，求x+yX反碼=1.0100 Y反碼=1.1000X補(bǔ)碼=1.0101 Y補(bǔ)碼=1.1001x+y=0.1110（3）x=+1101 , y=+0110 , 求 x-y=？ 第十六題: 請(qǐng)使用溢出的檢測(cè)計(jì)算下列值x=+1100 , y=+1000 , 求 x+y 。（2）x=-1100 , y=-1000 , 求 x+y 。第十七題: 請(qǐng)使用浮點(diǎn)加法、減法運(yùn)算計(jì)算下列值設(shè)x = 10ExMx = 1020.3 , y = 10EyMy = 1030.2 , 求 x+y=? x-y=?第十八題: 某機(jī)字長(zhǎng)16位，問(wèn)在下列幾種情況下所能表示數(shù)值的范圍： a) 無(wú)符號(hào)整數(shù)； b) 原碼表示定點(diǎn)小數(shù)； c) 補(bǔ)碼表示定點(diǎn)小數(shù)； d) 原碼表示定點(diǎn)整數(shù)； e) 補(bǔ)碼表示定點(diǎn)整數(shù)。 第十九題: 試將下列IEEE短浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。 解：十進(jìn)制數(shù)為：C1E00000第二十題:在機(jī)器數(shù)( B )中，零的表示形式是唯一的。A原碼B補(bǔ)碼C移碼D反碼第二十一題: 浮點(diǎn)數(shù)的表示