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计算机组成原理作业计算机组成原理作业信息工程学院田晶第三章 3.5 3.5 设某机器字长设某机器字长8 8位，有两个数的石榴进制表示为位，有两个数的石榴进制表示为9CH9CH和和FFHFFH。试问：若它们分别表示为下列格式的机器数，其对应的十进制真试问：若它们分别表示为下列格式的机器数，其对应的十进制真值是多少？值是多少？无符号整数无符号整数 9CH=10011100B=128+16+8+4=156 FFH=11111111B=128+64+32+16+8+4+2+1=28-1=255原码表示的定点整数原码表示的定点整数 9CH=10011100B=（16+8+4）=28 FFH=11111111B=（128+64+32+16+8+4+2+1）=（27-1）=127原码表示的定点小数原码表示的定点小数 9CH=10011100B=0.0011100=（2-3+2-4+2-5）=0.21875 FFH=11111111B=1111111=（2-1+2-2+2-3+2-4+2-5+2-6+2-7）=（1-2-7）补码表示的定点整数补码表示的定点整数 9CH=10011100B=1100100=（64+32+4）=100 FFH=11111111B=（0000000+1）=0000001=1补码表示的定点小数补码表示的定点小数 9CH=10011100B=0.1100100=（2-1+2-2+2-5）=0.78125 FFH=11111111B=（0.000000+1）=0.0000001=2-7=0.00781253.8 3.8 设某浮点数格式为：字长设某浮点数格式为：字长1212位，阶码位，阶码6 6位，用移码表示；尾数位，用移码表示；尾数8 8位，位，用补码表示。阶码在前，尾数在后（包括数符），则按照此格式，求用补码表示。阶码在前，尾数在后（包括数符），则按照此格式，求解以下问题。解以下问题。（1 1）已知）已知X=X=25/6425/64，Y=2.875Y=2.875求求X X、Y Y的规格化的规格化的浮点数表示形式。解：X=25/64=（11001/1000000）=0.110012-1，则:X浮=0,11111;1.1100100;Y=2.875=10.111B=0.10111210 则:Y浮=1,00010;0.1011100（2 2）已知）已知Z Z的浮点数以十六进制表示为的浮点数以十六进制表示为9F4H9F4H，则求，则求Z Z的十进制真值。的十进制真值。解:9F4H=100111110100 则阶码Z移=100111,则Z补=000111 尾数Z原=1.10100 故:Z=0.1010027=1010000B=(64+16)=80第四章第四章4.28 4.28 设主存容量为设主存容量为256K256K字字,Cache,Cache容量为容量为2K2K字字,块块长为长为4 4。（1 1）设计）设计CacheCache地址格式，地址格式，CacheCache中可装入多少块数中可装入多少块数据？据？（2 2）在直接映射方式下，设计主存地址格式。）在直接映射方式下，设计主存地址格式。（3 3）在四路组相联映射方式下，设计主存地址格式。）在四路组相联映射方式下，设计主存地址格式。（4 4）在全相联映射方式下，设计主存地址格式。）在全相联映射方式下，设计主存地址格式。（5 5）若存储字长为）若存储字长为3232位，存储器按字节寻址，写出位，存储器按字节寻址，写出上述三种映射方式下主存的地址格式。上述三种映射方式下主存的地址格式。解：（1）主存256K字，则主存地址长度18位 Cache2K字，则Cache地址11位 块长4，则块内地址2位；Cache共有2K/4=512块，则Cache块地址9位 则Cache地址格式为：9位 2位 共11位（2）直接映射方式下主存地址格式：7位 9位 2位 总长18位（3）四路组相联映射方式下主存地址格式：主存字块标记主存字块标记Cache字块地址字块地址字块内地址字块内地址Cache字块地址字块地址字块内地址字块内地址 共18位（4）全相联映射方式下主存地址格式 16位 2位 共18位（5）存储字长32位，即4B，则块长为16B 主存256K字为256K4B=1MB，20位地址，主存有1MB16B=128K个块 Cache2K字为2K4B=8KB，Cache有8KB16B=512个块主存字块标记主存字块标记组地址组地址字块内地址字块内地址 9 9位位 7 7位位 2 2位位主存字块标记主存字块标记块内地址块内地址直接映射方式主存地址格式 7位 9位 4位 共20位四路组相联映射方式主存地址格式 9位 7位 4位 共20位全相联映射方式主存地址格式 16位 4位 共20位主存字块标记主存字块标记组地址组地址字块内地址字块内地址主存字块标记主存字块标记Cache字块地址字块地址字块内地址字块内地址主存字块标记主存字块标记字块内地址字块内地址4.29 4.29 假设假设CPUCPU执行某段程序时共访问执行某段程序时共访问CacheCache命中命中48004800次，访问主存次，访问主存200200次。已知次。已知CacheCache的存储周期的存储周期为为30ns30ns，主存的存取周期是，主存的存取周期是150ns150ns，求，求CacheCache的命的命中率及中率及Cache-Cache-主存系统的平均访问时间和效率，主存系统的平均访问时间和效率，试问该系统的性能提高了多少倍？试问该系统的性能提高了多少倍？解：解：CacheCache命中率命中率=4800=4800（4800+200）=96%平均访问时间平均访问时间=300.96+1500.04=34.8ns效率效率e=(3034.8)100%=86.2%性能提高了性能提高了15034.8-1=3.3倍倍4.32 4.32 设某机主存容量为设某机主存容量为4MB4MB，CacheCache容量为容量为16KB 16KB，每块有，每块有8 8个字，每字个字，每字3232位。设计一个四路组相连位。设计一个四路组相连映射的映射的CacheCache组织。组织。（1 1）画出主存地址字段中各段的位数。）画出主存地址字段中各段的位数。设设CacheCache的初态为空，的初态为空，CPUCPU依次从主存第依次从主存第0,1,20,1,2，8989号单元读出号单元读出9090个字（主存依次读出一个字），个字（主存依次读出一个字），并重复按此次序读并重复按此次序读8 8次，问命中率是多少？次，问命中率是多少？（2 2）若）若CacheCache的速度是主存速度的的速度是主存速度的6 6倍，试问有倍，试问有CacheCache和无和无CacheCache相比，速度约提高多少倍？相比，速度约提高多少倍？解解:(1):(1)根据题意根据题意:每字块有每字块有8 8个字个字,每个字每个字3232位位故主存地址字段中字块内地址字段为故主存地址字段中字块内地址字段为5 5位位(2(25 5=32),=32),字块大小为字块大小为8 832b=32B=232b=32B=25 5B B所以所以16KB16KB的的CACHECACHE共有共有2 21414B/2B/25 5B=2B=29 9块块,即即C=9C=9。根据四路组相联映象。根据四路组相联映象2 2r r=4=4得得r=2 r=2 故故q=c-r=9-2=7q=c-r=9-2=7主存容量为主存容量为4MB=24MB=22222B B，主存地址字段中主存字块标记位数为，主存地址字段中主存字块标记位数为22-7-5=1022-7-5=10位。位。主存地址字段各段格式为：主存地址字段各段格式为：主存字块标记主存字块标记(10(10位位)组地址组地址(7(7位位)字块内地址字块内地址(5(5位位)(2)CACHE(2)CACHE开始空，开始空，CPUCPU访问访问0 0单元时肯定不命中，会读取内存，并将内存单元时肯定不命中，会读取内存，并将内存所在块所在块(0-7(0-7号单元号单元)调入调入CACHECACHE，CPUCPU以后访问以后访问1-71-7号单元会命中，而访问号单元会命中，而访问8 8号单元又不命中，再替换号单元又不命中，再替换.,.,所以，所以，CPUCPU在访问在访问0-890-89号单元时会不命中号单元时会不命中8,16,8,16,8787共共1212个单元。个单元。故命中率故命中率=（90908-128-12）/（90908 8）100%=98.4%100%=98.4%(3)(3)设主存存取周期为设主存存取周期为6t6t，CACHECACHE存取周期为存取周期为t t，没有，没有CACHECACHE的访问时间为的访问时间为6t6t800800，有，有CACHECACHE的访问时间为的访问时间为t t（720-12720-12）+6 t+6 t1212则速度提高倍数则速度提高倍数=（6t6t720720）/（t t（720-12720-12）+6 t+6 t12 12）=6.5=6.5约提高了约提高了6.5-1=5.546.5-1=5.54倍倍4.15 4.15 设设CPUCPU共有共有1616根地址线，并用根地址线，并用#MREQ#MREQ（低电平有效）作访存控制信号，（低电平有效）作访存控制信号，R/W#R/W#作作读读/写命令信号（高电平读，低电平写）。现有这些存储芯片：写命令信号（高电平读，低电平写）。现有这些存储芯片：ROMROM（2K2K8 8位，位，4K4K4 4位，位，8K8K8 8位），位），RAMRAM（1K1K4 4位，位，2K 2K8 8位，位，4K4K8 8位）及位）及74LS13874LS138译码器和其译码器和其它门电路。它门电路。试从上述规格中选用合适的芯片，画出试从上述规格中选用合适的芯片，画出CPUCPU和存储芯片的连接电路。要求如下：和存储芯片的连接电路。要求如下：（1 1）最小）最小4K4K地址为系统程序区，地址为系统程序区，4096-163834096-16383地址范围为用户程序区。地址范围为用户程序区。（2 2）指出选用的存储芯片类型及数量。）指出选用的存储芯片类型及数量。（3 3）详细画出片选逻辑。）详细画出片选逻辑。解：（解：（2 2）ROM ROM 4K4K4 4位位2 2片，位扩展；片，位扩展；RAM RAM 共共12K12K8 8位容量，需要位容量，需要3 3片片 4K4K8 8位芯片，字扩展；位芯片，字扩展；（3 3）地址范围）地址范围ROMROM地址范围：地址范围：0000H0000H0FFFH0FFFHRAMRAM地址范围：地址范围：1000H1000H3FFFH3FFFH，其中：，其中：RAM1RAM1地址范围地址范围1000H1000H1FFFH1FFFH RAM2 RAM2地地址范围址范围2000H2000H2FFFH2FFFH RAM3 RAM3地地址范围址范围3000H3000H3FFFH3FFFH以上地址用以上地址用A15A14A13A15A14A13A2A1A0A2A1A0展开，得到用于译码器连接用的高位地址展开，得到用于译码器连接用的高位地址A15=0A15=0，接，接译码器使能端，而译码器使能端，而138138译码器的译码器的CBACBA接接A14A13A12A14A13A12ROM ROM 的的A14A13A12=000 A14A13A12=000 片选接片选接138138译码器译码器Y0#Y0#RAM1RAM1的的A14A13A12=001 A14A13A12=001 片选接片选接138138译码器译码器Y1#Y1#RAM2RAM2的的A14A13A12=010 A14A13A12=010 片选接片选接138138译码器译码器Y2#Y2#RAM3RAM3的的A14A13A12=011 A14A13A12=011 片选接片选接138138译码器译码器Y3#Y3#电路图略电路图略4.17 4.17 写出写出11001100对应的汉明码对应的汉明码 汉明码：汉明码：011110001111004.18 4.18 已知接收到的汉明码（按配偶原则配置）为已知接收到的汉明码（按配偶原则配置）为11001001100100，检查此，检查此代码是否有错？第几位错？代码是否有错？第几位错？解：所接收代码有错，错在第解：所接收代码有错，错在第6 6位，正确的为位，正确的为011001104.19 4.19 已知接收到下列汉明码，分别写出它们所对应的欲传送代码。已知接收到下列汉明码，分别写出它们所对应的欲传送代码。（1 1）11000001100000（按偶性配置）（按偶性配置）答案：第答案：第3 3位有错，欲传送代码为位有错，欲传送代码为10001000（2 2）00110010011001（按奇性配置）（按奇性配置）答案：第答案：第7 7位有错，欲传送代码为位有错，欲传送代码为100010004.16 CPU4.16 CPU假设同上题，现有假设同上题，现有8 8片片8K8K8 8位的位的RAMRAM芯片与芯片与CPUCPU相连。相连。（1 1）用）用74LS13874LS138译码器画出译码器画出CPUCPU和存储芯片的连接电路。和存储芯片的连接电路。（2 2）写出每片）写出每片RAMRAM的地址范围。的地址范围。（3 3）如果运行时发现不论往哪片）如果运行时发现不论往哪片RAMRAM写入数据，以写入数据，以A000HA000H为起始地址的存储为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。解：（解：（1 1）8 8片片8K8K8 8位的位的RAMRAM芯片，由于每片地址线直接接芯片，由于每片地址线直接接A12A11.A0A12A11.A0，故故A15A14A13A15A14A13接接128128译码器译码器CBACBA端，端，8 8片片RAMRAM字扩展，片选分别接字扩展，片选分别接Y7#.Y0#Y7#.Y0#（2 2）每片地址范围如下：）每片地址范围如下：RAM0 0000H-1FFFH RAM1 2000H-3FFFH RAM2 4000H-RAM0 0000H-1FFFH RAM1 2000H-3FFFH RAM2 4000H-5FFFH RAM3 6000H-7FFFH5FFFH RAM3 6000H-7FFFHRAM4 8000H-9FFFH RAM5 A000H-BFFFH RAM2 C000H-RAM4 8000H-9FFFH RAM5 A000H-BFFFH RAM2 C000H-DFFFH RAM3 E000H-FFFFHDFFFH RAM3 E000H-FFFFH（3 3）原因：原因：Y5#Y5#连接的芯片片选接地。后果是只能使用连接的芯片片选接地。后果是只能使用一半的一半的RAMRAMP228P228页页 5.2 5.2 有一个有一个64K64K1616位的存储器，由位的存储器，由16K16K1 1位的位的DRAMDRAM芯片（芯片内是芯片（芯片内是128128128128结构）构成，存储器读结构）构成，存储器读/写周期为写周期为500ns500ns。（1 1）需要多少片）需要多少片DRAMDRAM芯片？芯片？（2 2）采用异步刷新方式，如果单元刷新间隔不超过）采用异步刷新方式，如果单元刷新间隔不超过2ms2ms，则刷新信号周期是多少？，则刷新信号周期是多少？（3 3）如果采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少需要多少时间？）如果采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少需要多少时间？解：解：（1 1）设需要）设需要X X片，则片，则X=X=（64641616）（16161 1）=64=64，需要需要6464片片，采用字位，采用字位扩展。展。扩展方法：将展方法：将6464个芯片分成个芯片分成4 4个个组，每个，每个组1616片，片，组内位内位扩展展(16K(16K1616位），位），组间字字扩展（展（64K64K1616位）。位）。（2 2）由于芯片是）由于芯片是128128128128结构，存构，存储器以行位器以行位单位位进行刷新，且刷新行刷新，且刷新间隔隔2ms2ms，所，所异步刷新在异步刷新在2ms2ms内需要刷新内需要刷新128128次，次，则，刷新信号周期，刷新信号周期为2ms2ms128=128=15.625s15.625s(3)(3)采用集中刷新方式，采用集中刷新方式，则集中刷新集中刷新128128行，存行，存储器存取周期器存取周期500ns500ns，则存存储器全部刷器全部刷新一遍需要新一遍需要500ns500ns128=128=64s64sP228P228页：页：5.3 5.3 某机字长某机字长1616位，位，CPUCPU地址总线地址总线1818位，数据线位，数据线1616位，存储器按字编址，位，存储器按字编址，CPUCPU的控制信号的控制信号线有：线有：MREQ#MREQ#（存储器访问请求，低电平有效），（存储器访问请求，低电平有效），R/W#R/W#（读写控制，低电平为写信号，高电平为读（读写控制，低电平为写信号，高电平为读信号）。试问：信号）。试问：（1 1）该机可以配备的最大主存容量为）该机可以配备的最大主存容量为2 2181816=256K16=256K1616位。位。（2 2）该机主存采用）该机主存采用64K64K1 1位的位的DRAMDRAM芯片（内部为芯片（内部为4 4个个128128128128阵列）构成最大主存空间，则共需阵列）构成最大主存空间，则共需（256K256K64K64K）（16161 1）=64=64个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔2ms2ms，则刷新信号的周期为，则刷新信号的周期为2ms2ms128=15.625s128=15.625s。（3 3）若该机配备）若该机配备2K2K1616位的位的CacheCache，每块，每块8B8B，采用，采用2 2路组相联映射方式，试写出对主存地址各个字路组相联映射方式，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为462EH462EH，则该地址可映射到，则该地址可映射到CacheCache的哪一组？的哪一组？（4 4）若该机已有）若该机已有8K8K1616位的位的ROMROM存储器，地址处于存储器的最高端，现在再用若干个存储器，地址处于存储器的最高端，现在再用若干个16K16K8 8位的位的SRAMSRAM芯片形成芯片形成128K128K1616位的位的RAMRAM存储区域，其实地址为存储区域，其实地址为00000H00000H，假设，假设SRAMSRAM芯片有芯片有CS#CS#和和WE#WE#信号控制信号控制端；试写出端；试写出RAMRAM和和ROMROM的地址范围，并画出的地址范围，并画出SRAMSRAM、ROMROM与与CPUCPU的连接图，标明的连接图，标明SRAMSRAM芯片个数、译码器的输入输出线、芯片个数、译码器的输入输出线、地址线、数据线、控制线及其连接。地址线、数据线、控制线及其连接。解：解：（3 3）主存地址总位数）主存地址总位数256K=18256K=18位，每块大小位，每块大小8B8B，由于存储字长，由于存储字长1616位，所以位，所以8B=48B=41616，则块内地址，则块内地址2 2位；位；CacheCache共有共有2K2K4=294=29个块，由于是个块，由于是2 2路组相联，则共分路组相联，则共分29292=282=28个组，故组地址个组，故组地址8 8位，则字块标记为位，则字块标记为18-8-2=818-8-2=8位位。8位位 8位位 2位位主存地址主存地址462EH=000100011000101110B，组地址地址为10001011B=139，即，即映射到映射到Cache的第的第139组。主存字块标记主存字块标记组地址组地址块内地址块内地址（4 4）解：）解：RAMRAM总容量总容量128K128K1616，SRAMSRAM芯片容量芯片容量16K16K8 8，故需要，故需要进行字位行字位扩展，共需要展，共需要（128K128K16K16K）（16168 8）=16=16片，共分片，共分8 8个个组，每个，每个组2 2个芯片。个芯片。组内位内位扩展，展，组间字字扩展。展。设ROMROM起始地址起始地址为X X，因，因为最后一个最后一个单元地址元地址为2 220-1-1，容量，容量为8K=28K=213 故：（故：（2 220-1-1）-X+1=2-X+1=213 则，X=（2 220-1-1）-（2 213-1-1），地址），地址为低位低位1313个个0 0，高位，高位7 7个个1 1 设设RAMRAM最后地址最后地址为Y Y，因，因为第一个第一个单元地址元地址为0 0，容量，容量为128K=2128K=217 故：故：Y-0+1=2+1=217 则，Y=2 217-1-1，地址，地址为低位低位1717个个1 1，高位，高位3 3个个0 0A A19A A18A A17A A16 A A15A A14A A13A A12 A A11A A10A A9A A8 A A7A A6A A5A A4 A A3A A2A A1A A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAMRAM0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ROMROM1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1图略略5.5 5.5 某计算机的存储系统由某计算机的存储系统由CacheCache、主存和用于虚拟存储器的磁盘组、主存和用于虚拟存储器的磁盘组成。成。CPUCPU总是从总是从CacheCache中获取数据。中获取数据。若所访问的字在若所访问的字在CacheCache中，则存取中，则存取它只需要它只需要20ns20ns，将所访问的字从主存装入，将所访问的字从主存装入CacheCache需要需要60ns60ns，而将它从，而将它从磁盘装入主存则需要磁盘装入主存则需要1200ns1200ns。假定。假定CacheCache的命中率为的命中率为90%90%，主存命中率，主存命中率为为60%60%，计算该系统访问一个字的平均存取时间。，计算该系统访问一个字的平均存取时间。解：解：已知被访问字在已知被访问字在CacheCache命中率为命中率为90%90%，则不在，则不在CacheCache而在主存命而在主存命中率为（中率为（1-0.91-0.9）0.60.6=0.06=0.06不在不在CacheCache也不在主存中命中率为也不在主存中命中率为（1-0.91-0.9）0.40.4=0.04=0.04故系统访问一个字的平均存取时间故系统访问一个字的平均存取时间=20=200.9+0.9+（20+6020+60）0.06+0.06+（20+60+120020+60+1200）0.04=48.026S0.04=48.026S5.8 5.8 计算机主存容量为计算机主存容量为256K256K字，字，CacheCache位位8K8K字。主存与字。主存与CacheCache之之间采用组相联映射的方式，间采用组相联映射的方式，CacheCache的每组有的每组有4 4个行，每行有个行，每行有6464个个字。假设开始时字。假设开始时CacheCache为空，为空，CPUCPU按顺序从主存地址为按顺序从主存地址为0 0，1 1、2 2、3 3、84478447的单元执行的单元执行“取取”操作（不命中时采用将主存中含有操作（不命中时采用将主存中含有该字的块送入该字的块送入CacheCache后，再从后，再从CacheCache中把需要的字读出送中把需要的字读出送CPUCPU的方的方法），然后重复执行法），然后重复执行2020次。设次。设CacheCache存取时间为主存时间的存取时间为主存时间的1/10,1/10,。替换使用。替换使用LRULRU算法，计算上述操作总的存取时间和不使算法，计算上述操作总的存取时间和不使用用CacheCache相比，速度提高多少倍？相比，速度提高多少倍？解：根据已知条件，此采用解：根据已知条件，此采用4 4路组相连映射方式，且每个块为路组相连映射方式，且每个块为6464个字。则，个字。则，主存共有主存共有256K256K64=264=21414个个块，CacheCache有有8K8K64=264=27 7=128个个块，4 4路路组相相连映射映射方式下方式下CacheCache共分共分2 27 74=24=25 5=32个个组。开始开始CacheCache空，当空，当CPUCPU访问0 0号号单元元时未命中，故将未命中，故将0 0到到6363号号单元都元都调入入CacheCache第第1 1组的的4 4块中任意一中任意一块，则随后随后访问的的1-631-63号号单元都命中。依次元都命中。依次类推，随推，随后的后的64,6464,642,642,643 3，,64,64131131单元共元共132132个个单元未命中，随后重复的元未命中，随后重复的2020次次都命中。都命中。则命中率命中率=（8448-8448-132132）+8448+84482020）（844821）=99.97%设主存存取主存存取时间为10T，则CAche存取存取时间就就为T，则不使用不使用Cache总的存的存取取时间为88482110T=1858080T；使用；使用Cache后后访问时间=（884821-132）T+13210T=186996T则速度提高倍数速度提高倍数=1858080186996-1=8.935.125.12 设主存容量为设主存容量为3 3个页面，进程对页面的需求序列为个页面，进程对页面的需求序列为3,4,2,6,4,3,7,4,3,6,3,4,8,4,63,4,2,6,4,3,7,4,3,6,3,4,8,4,6，试用列表求分别采用，试用列表求分别采用FIFOFIFO和和LRU+FIFOLRU+FIFO替换策略时的命中率。当主存容量增加到替换策略时的命中率。当主存容量增加到4 4个页面时，两种替换策略的命中率又是多少？个页面时，两种替换策略的命中率又是多少？解：解：（1 1）3 3页面采用页面采用FIFOFIFO替换算法时：替换算法时：访问流访问流3 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 63 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 61页页 3 3 3 6 6 6 6 4 4 4 4 4 8 8 8 2页页 4 4 4 4 3 3 3 3 6 6 6 6 4 4 3页页 2 2 2 2 7 7 7 7 3 3 3 3 6共命中共命中3次，则命中率为次，则命中率为315=20%解：解：（2 2）3 3页面采用页面采用LRU+FIFOLRU+FIFO替换算法时：替换算法时：访问流访问流3 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 63 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 61页页 3 3 3 6 6 6 7 7 7 6 6 6 8 8 8 2页页 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3页页 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 6共命中共命中6次，则命中率为次，则命中率为615=40%解：解：（3 3）4 4页面采用页面采用FIFOFIFO替换算法时：替换算法时：访问流访问流3 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 63 4 2 6 4 3 7 4 3 6 3 4 8 4 61页页 3 3 3 3 3 3 7 7 7 7 7 7 7 7 6 2页页 4 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3页页 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 44页页 6 6 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8 共命中共命中6次，则命中率为次，则命中率为615=40%软工第六章作业软工第六章作业6.2 6.2 已知已知 X=0.aX=0.a1 1a a2 2a a3 3a a4 4a a5 5a a6 6（aiai为为0 0或或1 1），讨论下列几种情况时），讨论下列几种情况时aiai各取何值。各取何值。(1)x=1/2 答案：答案：a1=1,a2到到a6不全为不全为0(2)X=1/8 答案：答案：a1到到a3不全位不全位0(3)1/4=X1/16 答案：答案：a1必须为必须为0，若若a2=0,则当则当a3=0,则则a4=1,a5、a6不全为不全为0；当；当a3=1,则则a4到到a6随意。随意。若若a2=1,则当则当a3到到a6为为0 6.12 6.12 设浮点数格式为：阶码设浮点数格式为：阶码5 5位（含位（含1 1位符号位），尾数位符号位），尾数1111位（含位（含1 1位符号位），写出位符号位），写出51/128,-51/128,-86.586.5所对应的机器数。所对应的机器数。解：设解：设X=51/128=0.0110011,Y=-86.5=-1010110.1(1)阶码和尾数都为原码阶码和尾数都为原码 X原原=1,0001；0.1100110000 Y原原=0,0111；1.1010110100(2)阶码和尾数都为补码阶码和尾数都为补码 X补补=1,1111；0.1100110000 Y补补=0,0111；1.0101001100(3)阶码为移码，尾数为补码阶码为移码，尾数为补码 X移补移补=0,1111；0.1100110000 Y移补移补=1,0111；1.01010011006.17 6.17 设机器数字长设机器数字长8 8位位(含含1 1位符号位），对下列各机器数进行算术左位符号位），对下列各机器数进行算术左移一位、两位，算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。移一位、两位，算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。解：移位后数据如下，验证转换为十进制数，左移是乘解：移位后数据如下，验证转换为十进制数，左移是乘2 2，右移是除，右移是除2 2数据算术左移1位算术左移2位算术右移1位算术右移2位结果结论X原=0.00110100.01101000.1101000.00011010.0000110X补=0.10101000.01010000.10100000.01010100.0010101X反=1.01011111.10111111.01111111.10101111.1101011X原=1.11010001.10100001.01000001.01101001.0011010X补=1.11010001.10100001.10000001.11101001.1111010X反=1.11010001.10100011.01000111.11101001.1111010X原=1.00110011.01100101.11001001.00011001.0000110X补=1.00110011.01100101.11001001.10011001.1100110X反=1.00110011.01100111.11001111.10011001.1100110软工第六章作业软工第六章作业6.19 6.19 设机器数字长为设机器数字长为8 8位（含位（含1 1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。位符号位），用补码运算规则计算下列各题。（1 1）A=9/64,B=-13/32 A=9/64,B=-13/32 求求A+BA+B 解：解：A=0.001001 A=0.001001 ，B=-0.01101B=-0.01101 A A补补=0.0010010=0.0010010，BB补补=1.1001100=1.1001100 则，则，A+BA+B补补=AA补补+B=0.001001+1.100110=1.101111+B=0.001001+1.100110=1.101111 故：故：A+B=-0.010001A+B=-0.010001（2 2）A=19/32A=19/32，B=-17/128 B=-17/128 求求A-BA-B解：解：A=0.10011 A=0.10011 ，B=-0.0010001B=-0.0010001 A A补补=0.1001100=0.1001100，BB补补=1.1101111=1.1101111，-B-B补补=0.0010001=0.0010001 则，则，A-BA-B补补=A=A补补+-B=0.10011+0.0010001=0.1011101+-B=0.10011+0.0010001=0.1011101 故：故：A-B=0.1011101A-B=0.10111016.27 假设阶码取假设阶码取3位，尾数取位，尾数取6位（均不包含符号位），计算下列各题：位（均不包含符号位），计算下列各题：（1）25(11/16)+24(-9/16)解：解：设X=25(11/16)=250.1011 ；X浮浮=00,101;00.101100 设Y=25(11/16)=250.1011 ；Y浮浮=00,100;11.011100对阶 因因为，阶差差=00,101+11,100=00,001所以所以对阶后，后，Y浮浮=00,101;11.1011100求和求和 X+Y补=00,101；00.011010左左规 X+Y补=00,100；00.110100 X+Y=+0.110124=+11016.27 假设阶码取假设阶码取3位，尾数取位，尾数取6位（均不包含符号位），计算下列各题：位（均不包含符号位），计算下列各题：（2）2-3(13/16)-2-4(-5/8)解：解：设X=2-3(13/16)=2-30.1101 ；X浮浮=11,101;00.110100 设Y=2-4(-5/8)=2-4(-0.101000)；Y浮浮=11,100;11.011000对阶 因因为，阶差差=11,101+00,100=00,001所以所以对阶后，后，Y浮浮=11,101;11.101100求和求和 X-Y尾尾补=X尾尾补+-Y尾尾补=00.110100+00.0101000=01.00100右右规 X-Y补=11,110；00.100100 X-Y=-0.10012-2=2-2（9/16）补充：补充：设设X=0.1101，Y=-0.0110 求：求：解：解：X补补=0.1101 -X补补=1.0011 2X补补=0.110121 补补=0,01；0.1101-2X补补=-0.110121 补补=0,01；1.0011 X/2补补=0.01101-X/2补补=-0.01101补补=1.10011Y补补=1.1010 -Y补补=0.0110 2Y补补=-0.011021 补补=-0.1100补补=1.0100-2Y补补=0.110121 补补=0,01；0.1101 Y/2补补=-0.0011补补=1.1101-Y/2补补=0.0011补补=0.0011 -Y/4补补=0.00011补补=0.00011X移移=1.1101 Y移移=0.1010 2X/2补补=0.1101软工第七章作业软工第七章作业7.16 7.16 某机主机容量某机主机容量4M4M1616位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统完位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统完成成108108种操作，操作码位数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答以下问题：种操作，操作码位数固定，且具有直接、间接