计算机组成原理练习题及参考答案.doc

1.10111000当做无符号数的值为多少，当做整数的值为多少，当做定点小数的值为多少？(十进制数)
无符号：2^7+2^5+2^4+2^3=128+32+16+8=184
整数：10111000 定点小数:10111000
11000111(取反） 11000111(取反）
+ 1 + 1
11001000 11001000
-(2^3+2^6)=-72 -（1/2+1/16）=-9/16
2.已知接受到的信息为001100001111，其中有效数据位为8位，运用海明码检测，问信息传输是否有错？8位的数据值是多少？
编号 检测位 数据位
12 1100 0 M8 C1=M1M2M4M5M7=0
11 1011 0 M7 C2=M1M3M4M6M7=0
10 1010 1 M6 C4=M2M3M4M8=0
9 1001 1 M5 C8=M5M6M7M8=0
8 1000 0 C8
7 0111 0 M4 发：0111
6 0110 0 M3 收：0000
5 0101 0 M2 发 收=0111
4 0100 1 C4 即M4出错则数据实为00111001
3 0011 1 M1
2 0010 1 C2
1 0001 1 C1
3.已知原始报文为1111，生成多项式为G（x）=x4+x2+x+1,求编码后的报文
（1） ：将生成多项式为G（x）=x4+x2+x+1，转换成对应的二进制为10111
（2） 生成多项式为5（R+1)位，将原始报文左移4（R)位为11110000
（3） 进行模2除

（4）编码CRC码为11110011
4.采用IEEE754标准的32位短浮点数格式，即0-22位为尾数，23-30位为阶码位，第1位为数符，其中阶码偏置为127，试求出32位浮点代码CC9E23AF的真值（结果可用任何进制的数表示）
CC9E23AF表示的二进制为 1100 1100 1001 1110 0010 0011 1010 1111
阶码 （10011001）2-127=2^7+2^4+2^3+1-127=26=(1.0011110001000111010111)*2^26

5.采用IEEE754标准的32位短浮点数格式，将十进制数0.2356转换成二进制数。
0.23356=0.001111 1.111*2^-3
01111111
+ 011
_____________
01111100
0011 11100 111 00000000000000000000

6.浮点数相加：33.44+0.08877要求：阶码5bit，尾数9bit，双符号位表示
[x]浮 0110 00 100001011
[y]浮 1101 00 101100000
∆E=[Ex]+[Ey]=0110+0011=01001=9
[y]浮=0110 00 000000001
[Mx]+[My] 00 100001011
00 000000001
00 100001100
33.44+0.08877=00100001100
556.6+777.7
X=(556.6)10=(1000101100.100110011)2=0.10001011*2^1010
Y=(777.7)10=(110000100.101100110)2=0.11000010*2^1010
[x]浮=0 1010 10001011 [y]浮=0 01010 11000010
∆E=Ex-Ey=[Ex]移+[-Ey]移=01010+10101=11111,即E=-2
[x]浮=0010100010001011
00010001011
+ 011000010
01001111101
010011111阶码为01001 采用0舍1入法处理
0.10011111 x+y=2^100 *（-0.10011111）
7.已知某计算机有100条指令，平均每条指令由10条微指令组成，其中有4条取指令是所有指令公用的，设微指令长度为24位。试计算控制存储器的容量。
[(100-4)*10+10]*(24/3) 八位一个字节
8. 一个组关联Cache由64个行组成，每组4行。主存储器包含4k个块，每块128字节，请表示主存地址格式
主存容量：4K*128字节=2^12+2^7=2^19； Cache 64行每组4行→16组=2^4,故组号4bit； 每块 128字节→2^7,故块内地址7bit；每组4行→2^2,故组内块号2bit; 区号：19-7-2-4=6；
区号
组号
组内块号
块内地址
6
4
2
7
9.设某机主存容量为2MB ，Cache 容量为16KB ，每块包含4 个字，每字32 位，设计一个四路组相联映像（即Cache 每组内共有四个块）的内存组织结构。
主存容量：2MB=2^21 Cache容量:16K=2^14 则区号为： 21-14=7 每块包含4 个字，每字32 位，一个字节8位，则块内地址： 4*32/8=16=2^4 因为4路组相联，所以组内块号为2^2为2 组号为21-7-4-2=8
区号
组号
组内块号
块内地址
7
8
2
4
10.考虑一个机器带有字节可寻址的主存，其容量是256字节，块（行）的大小是8字节，假设它使用直接映射式cache，其容量是32行
（1）16位存储器地址如何划分成标记、行号、和字节号？
标记
行号
字节号
8
5
3
（2）如下地址的内容将存入cache的哪些行？
0001 0001 0001 1011 03
1100 0011 0011 0100 06
1101 0000 0001 1101 03
1010 1010 1010 1010 25
地址是什么？
（3） 存储器总共有多少字节能保存于cache中？
32*8=256字节
11.一个计算机有cache，主存和用于虚拟存储的磁盘。若所访问的字在cache中，则存取它只需20ns。若字在主存而不在cache中，则需要60ns将它装入cache，然后从cache中存取。若字不在主存中，则需要12ns将它从磁盘取来装入主存，再用60ns复制到cache，最后从cache存取。Cache的命中率0.9，主存命中率0.6，那么此系统访问一个字的平均存取时间是多少？
命中率*周期+（不命中两种情况）*主存周期
0.9*20+0.1*{0.6*（0.6+20）+0.4*（60+20+12000）}=506ns
课本P159——— 改：RAM 6116芯片（2k*8）放低位地址，ROM 58C65芯片（8k*8）放高位地址，（提示：RAM地址0000-07FF ，ROM地址0800——27FF）