计组复习题选做讲解Word文档格式.docx
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每一指令所需周期
Arithmetic-logic算术逻辑
40%
2
Load/store
30%
4
compare
8%
2.5
branch
22%
3
(1)求该计算机的MIPS值以及运行一个具有107条指令的程序所需CPU时间。
解:
CPIave=0.4*2+0.3*4+0.08*2.5+0.22*3=0.8+1.2+0.2+0.66=2.86
MIPS=f(MHz)/CPIave=100/2.86=35
T(sec)=IC×
CPIave/f(Hz)=107*2.86/(100*106)=0.286s
(2)假定每一条比较指令原来都和一条转移指令合用,现在都变为一条比较转移指令,另外还假定新方案的改变将降低时钟频率5%,因为新的比较转移指令需要较多的时间来执行。
求新的CPIave、MIPS和T
CPIave=(0.4*2+0.3*4+0.22*3)/0.92=2.66/0.92=2.9
MIPS=f(MHz)/CPIave=(100*95%)/2.9=32.76
T=IC×
CPIave/f(Hz)=(0.92*107)*2.9/(0.95*100*106)=0.28s
第二章复习题
16.在机器数______中,零的表示形式是唯一的。
A原码B补码C反码D原码和反码
17.在定点二进制运算器中,减法运算一般通过______来实现。
A原码运算的二进制减法器B补码运算的二进制减法器
C原码运算的十进制加法器D补码运算的二进制加法器
18.在定点运算器中,无论采用双符号位还是单符号位,必须有______,它一般用______来实现。
A译码电路,与非门;
B编码电路,或非门;
C溢出判断电路,异或门;
D移位电路,与或非门;
19.定点计算器用来进行_______。
A十进制数加法运算;
B定点数运算;
C浮点数运算;
D既进行定点数运算也进行浮点数运算;
20.[X]补=1.X1X2X3X4,当满足______时,X>
-1/2成立。
A.X1=1,X2~X4至少有一个为1B.X1=1,X2~X4任意
C.X1=0,X2~X4至少有一个为1D.X1=0,X2~X4任意
21.某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。
若用定点小数表示,则最大正小数为______。
A+(1–2-32)B+(1–2-31)C2-32D2-31
22.定点16位字长的字,采用2的补码形式表示时,一个字所能表示的整数范围是______。
A-215~+(215-1)B-(215–1)~+(215–1)
C-(215+1)~+215D-215~+215
23.用64位字长(其中1位符号位)表示定点整数时,所能表示的数值范围是______。
A[0,264–1]B[0,263–1]C[0,262–1]D[0,263]
24.下列数中最大的数为______。
A.(10010101)2B.(227)8C.(96)8D.(143)5
25.下列数中最小的数是______。
A.(100101)2B.(50)8C.(100010)BCDD.(625)16
26.某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。
若用定点整数表示,则最大正整数是___+(231-1)___。
27.用16位字长(其中1位符号位)表示定点整数时,所能表示的数值范围是
[0,215–1]。
28.用32位字长(其中1位符号位)表示定点小数是,所能表示的数值范围是
[0,1–2-31]。
29.已知X为整数,且[X]补=10011011,则X的十进制数值是–101。
30.若[X]补=11010011,则X的十进制数真值是_65_。
31.一个8位的二进制整数,若采用补码表示,且由3个“1”和5个“0”组成,则最小值为-125。
32.{(26)16∨(63)16}
(135)8的值为_(58)10
33.若[x1]补=11001100,[x2]原=1.0110,则数x1和x2的十进制数真值分别是A.___-52___和B.__-0.375____。
34.正数补码算术移位时,符号位不变,空位补_0_。
负数补码算术左移时,符号位不变,低位补_0_。
负数补码算术右移时,符号位不变,高位补_1_,低位舍去。
35.某数在计算机中用8421BCD码表示为011110001001,其真值为789
36.(√)数的真值变成机器码可采用_原码_表示法,_补码_表示法,反码表示法,移码表示法。
37.(√)定点数有纯小数和纯整数之分。
38.(×
)-127的补码为10000000
39.(×
)0的补码等于-1的反码
40.(√)一个定点数由符号位和数值域两部分组成。
41.(×
)为运算器构造的简单性运算方法中通常采用原码加减法,
42.(×
)为运算器构造的简单性运算方法中通常采用补码乘除法。
43.(√)定点数运算中,运算的结果超出了机器的表示范围产生溢出。
44.(×
)计算机系统中采用补码运算的目的是为了提高运算速度。
45.(√)计算机系统中采用补码运算的目的是为了简化计算机的设计。
1.转换下列各无符号数从给定的基值到表所列的其他3种基值。
十进制
二进制
八进制
十六进制
369.3125
10111101.101
326.5
F3C7.A
2.转换下列各有符号数从给定的数制到表所列的其他数制,如果有任何不存在的答案,则指出。
符号数值
二进制补码
二进制反码
715
-367
(94AC)16
(73CD)16
(C5BF)16
(8000)16
(D680)16
(5379)16
1.已知:
x=0.1011,y=-0.0101,求:
[
x]补,[
x]补,[-x]补,[
y]补,[
y]补,[-y]补。
[x]补=0.1011,[y]补=1.1011
[
x]补=0.01011,[
x]补=1.11011
x]补=0.001011,[
x]补=1.111011
[-x]补=1.0101,[-x]补=0.0101
2.某机字长32位,定位表示,尾数31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?
(1)定点原码整数表示时
最大正数:
数值=(231–1)10
最大负数:
数值=-(231–1)10
(2)定点原码小数表示时
最大正数值=(1–2-31)10
最大负数值=-(1–2-31)10
3.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?
最大负数是多少?
(2)定点原码小数表示时,最大正数是多少?
①定点原码整数表示
最大正数
数值=(215–1)10=(+32767)10
最大负数
数值=-(215–1)10=(-32767)10
②定点原码小数表示
最大正数值=(+0.11……11)2=(1–215)10
最大负数值=(-0.11……11)2=-(1-215)
4.已知x=-0.01111,y=+0.11001,
求[x]补,[-x]补,[y]补,[-y]补,x+y=?
,x–y=?
[x]原=1.01111[x]补=1.10001所以:
[-x]补=0.01111
[y]原=0.11001[y]补=0.11001所以:
[-y]补=1.00111
[x]补11.10001[x]补11.10001
+[y]补00.11001+[-y]补11.00111
[x+y]补00.01010[x-y]补10.11000
所以:
x+y=+0.01010因为符号位相异,结果发生溢出
5.写出下列各数的原码、反码、补码表示(用8位二进制数)。
其中MSB是最高位(又是符号位),LSB是最低位。
如果是小数,小数点在MSB之后;
如果是整数,小数点在LSB之后。
(1)–35/64
(2)23/128(3)–127
(4)用小数表示–1(5)用整数表示–1
解答:
(1)-35/64写成二进制即
-100011/1000000=-0.100011=-0.1000110
原码:
1.1000110反码:
1.0111001补码:
1.0111010
(2)23/128写成二进制为
10111/10000000=0.0010111
0.0010111反码:
0.0010111补码:
0.0010111
(3)-127写成二进制为-1111111
原码:
11111111(1,1111111)
反码:
10000000(1,0000000)
补码:
10000001(1,0000001)
(4)用小数表示-1
原码与反码的小数表示中没有-1;
补码表示的小数-1为1.0000000
(5)用整数表示-1
原码为10000001;
反码为11111110;
补码为11111111。
6.将下列数由小到大排序:
16,1010.11B,25.3Q,[X1]补=10001101,1CH,[X2]反=01001101,0110.1001BCD,[X3]原=10101011,[-X4]补=10111111,-[X5]补=10100101
解题要点:
(1)统一各个数的表示形式,一般均表示为十进制
(2)所需知识:
了解B、Q、H、BCD的含义;
各种进制数向十进制的转换;
机器码求真值。
答案:
以上十个数由小到大排序结果:
X1,X3,0110.1001BCD,1010.11B,16,25.3Q,1CH,X4,X2,X5
第3章复习题
1.设计一个A、B、C三人表决电路,当表决某个提案时,多数人同意提案通过,同时A具有否决权,用与非门实现。
输入
输出
A
B
C
Y
1
写出逻辑表达式:
Y=AB+AC
第4章复习题
2.画出一个使用D触发器的4位向右移位寄存器框图
3.用J-K触发器画出一个4位计数器框图
第5章复习题
46.算术/逻辑运算单元74181ALU可完成______。
A16种算术运算功能B16种逻辑运算功能
C16种算术运算功能和16种逻辑运算功能D4位乘法运算和除法运算功能
47.四片74181ALU和1片74812CLA器件相配合,具有如下进位传递功能______。
A行波进位;
B组内先行进位,组间先行进位;
C组内先行进位,组间行波进位;
D组内行波进位,组间先行进位;
48.运算器的主要功能是进行______。
A.逻辑运算B.算术运算C.逻辑运算与算术运算D.初等函数的运算
49.有关运算器的描述,______是正确的。
A.只做加法B.只做算术运算
C.既做算术运算又做逻辑运算D.只做逻辑运算
50.运算器虽有许多部件组成,但核心部件是______。
A.数据总线B.算术逻辑运算单元C.多路开关D.累加寄存器
51.(√)为了运算器的高速性,采用了先行进位等并行措施。
52.(√)74181是采用先行进位方式的4位并行加法器。
53.(√)74182是实现组间并行进位的进位逻辑。
54.(×
)74181ALU可完成16种算术运算功能。
55.(×
)运算器虽有许多部件组成,但核心部件是数据总线
56.若某计算机系统字长为64位,每四位构成一个小组,每四个小组构成一个大组,为实现小组内并行、大组内并行,大组间串行进位方式,共需要16片74181和.4_片74182。
1.某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1,低位来的信号为C0,请分别按下述两种方式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。
(1)串行进位方式
(2)并行进位方式
解:
(1)串行进位方式:
C1=G1+P1C0其中:
G1=A1B1,P1=A1⊕B1
C2=G2+P2C1G2=A2B2,P2=A2⊕B2
C3=G3+P3C2G3=A3B3,P3=A3⊕B3
C4=G4+P4C3G4=A4B4,P4=A4⊕B4
(2)并行进位方式:
C1=G1+P1C0
C2=G2+P2G1+P2P1C0
C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0
C4=G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0
其中G1—G4,P1—P4表达式与串行进位方式相同。
2.(11分)图B11.1为某ALU部件的内部逻辑图,图中S0、S1为功能选择控制端,Cin为最低位的进位输入端,A(A1-A4)和B(B1-B4)是参与运算的两个数,F(F1-F4)为输出结果,试分析在S0,S1,Cin各种组合条件下输出F和输入A,B,Cin的算术关系。
图B11.1
输入S0S1Cin输出F
000A(传送)
001A加0001
010A加B
011A减B(A加B加0001)
100A加B
101A加B加0001
110A加1111
111A加1111加0001
第六章复习题
57.若浮点数用补码表示,则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。
A阶符与数符相同为规格化数
B阶符与数符相异为规格化数
C数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数
D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数
58.下面浮点运算器的描述中正确的句子是:
______。
A.浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现
B.阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算
C.阶码部件只进行阶码相加、相减操作
D.尾数部件只进行乘法和减法运算
59.IEEE754标准规定的32位浮点数中,符号位为1位,阶码为8位,则它所能表示的最大规格化正数为______。
A.+(2–223)×
2+127B.+(1–223)×
2+127
C.+(2–223)×
2+255
D.2+127+227
60.如果浮点数用补码表示,则判断下列哪一项的运算结果是规格化数______。
A1.11000B0.01110C1.00010D0.01010
61.______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。
A.原码B.补码C.反码D.移码
62.(√)移码表示法主要用于表示浮点数的阶码E,以利于比较两个指数的大小和对阶操作。
63.(×
)浮点运算器阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算。
64.(√)浮点运算器阶码部件可实现加、减和比较操作。
65.(√)按IEEE754标准,一个浮点数由符号位S,阶码E,尾数m三部分组成。
66.(×
)按IEEE754标准,阶码E的值等于指数的基值E加上一个固定偏移量128。
1.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)规格化数所能表示的数的范围;
(4)最接近于零的正规格化数与负规格化数。
•最大正数值是由尾数的最大正数值与阶码的最大正数值组合而成的;
•最小正数值是由尾数的最小正数值与阶码的最小负数值组合而成的。
在负数区间;
•最大负数值是由尾数的最大负数值与阶码的最小负数值组合而成的;
•最小负数值是由尾数的最小负数值与阶码的最大正数值组合而成的。
设浮点数格式为X=2E•S,阶码为8位移码,则阶码的取值范围为-128~+127;
尾数是23位的补码,则尾数最大正数值为Smax=1-2-23;
尾数最小正数值为Smin=2-23。
尾数最大负值为-2-23;
尾数最小负值为-1。
(1)最大数的二进制表示:
正数Xmax=2127•(1-2-23)=1111…11000…00(23个1,104个0)
负数Xmax=2-128•(-2-23)=-0.000……0001(小数点后151个0)
(2)最小数的二进制表示:
正数Xmin=2-128•2-23=0.000……0001(小数点后151个0)
负数Xmin=2127•(-1)=-10000……000
2.设有两个浮点数x=2Ex×
Sx,y=2Ey×
Sy,Ex=(-10)2,Sx=(+0.1001)2,Ey=(+10)2,Sy=(+0.1011)2。
若尾数4位,数符1位,阶码2位,阶符1位,求x+y=?
并写出运算步骤及结果。
因为X+Y=2Ex×
(Sx+Sy)(Ex=Ey),所以求X+Y要经过对阶、尾数求和及规格化等步骤。
(1)对阶:
△J=Ex-EY=(-10)2-(+10)2=(-100)2所以Ex<
EY,则Sx右移4位,Ex+(100)2=(10)2=EY。
SX右移四位后SX=0.00001001,经过舍入后SX=0001,经过对阶、舍入后,X=2(10)2×
(0.0001)2
(2)尾数求和:
SX+SY
1.0001(SX)
+0.1011(SY)
SX+SY=0.1100
结果为规格化数。
所以:
X+Y=2(10)2×
(SX+SY)=2(10)2(0.1100)2=(11.00)2
3.设有两个浮点数N1=2j1×
S1,N2=2j2×
S2,其中阶码2位,阶符1位,尾数四位,数符一位。
设:
j1=(-10)2,S1=(+0.1001)2j2=(+10)2,S2=(+0.1011)2
求:
N1×
N2,写出运算步骤及结果,积的尾数占4位,要规格化结果。
解
(1)浮点乘法规则:
N1×
N2=(2j1×
S1)×
(2j2×
S2)=2(j1+j2)×
(S1×
S2)
(2)码求和:
j1+j2=0
(3)尾数相乘:
被乘数S1=0.1001,令乘数S2=0.1011,尾数绝对值相乘得积的绝对值,积的符号位=
0⊕0=0。
N2=20×
0.01100011
(4)尾数规格化、舍入(尾数四位)
N2=(+0.01100011)2=(+0.1100)2×
2(-01)2
4.已知X=2010×
0.11011011,Y=2100×
(-0.10101100),求X+Y。
为了便于直观理解,假设两数均以补码表示,阶码采用双符号位,尾数采用单符号位,则它们的浮点表示分别为:
[X]浮=00010,0.11011011
[Y]浮=00100,1.01010000
(1)求阶差并对阶:
ΔE=Ex–Ey=[Ex]补+[-Ey]补=00010+11100=11110
即ΔE为–2,x的阶码小,应使Mx右移2位,Ex加2,
[X]浮=00010,0.11011011(11)
其中(11)表示Mx右移2位后移出的最低两位数。
(2)尾数和
1.00110110(11)
2.
01010100
3.
10001010(11)
(3)规格化处理
尾数运算结果的符号位与最高数值位为同值,应执行左规处理,结果为1.00
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