計算機體系結構習題含參考答案

1、110第2章課后習題課后習題1、尾數用補碼、小數表示，階碼用移碼、整數表示，尾數字長p=6（不包括符號位），階碼字長q=6（不包括符號位），為數基值rm=16，階碼基值re=2。對于規(guī)格化浮點數，用十進制表達式寫出如下數據（對于前11項，還要寫出16進值編碼）。（1）最大尾數（8）最小正數（2）最小正尾數（9）最大負數（3）最小尾數（10）最小負數（4）最大負尾數（11）浮點零（5）最大階碼（12）表數精度（6）最小階碼（13）表數效率

2、（7）最大正數（14）能表示的規(guī)格化浮點數個數2一臺計算機系統(tǒng)要求浮點數的精度不低于107.2，表數范圍正數不小于1038，且正、負數對稱。尾數用原碼、純小數表示，階碼用移碼、整數表示。(1)設計這種浮點數的格式(2)計算（1）所設計浮點數格式實際上能夠表示的最大正數、最大負數、表數精度和表數效率。3某處理機要求浮點數在正數區(qū)的積累誤差不大于2p1，其中，p是浮點數的尾數長度。(1)選擇合適的舍入方法。(2)確定警戒位位數。(3)計算在

3、正數區(qū)的誤差范圍。4假設有A和B兩種不同類型的處理機，A處理機中的數據不帶標志符，其指令字長和數據字長均為32位。B處理機的數據帶有標志符，每個數據的字長增加至36位，其中有4位是標志符，它的指令數由最多256條減少到不到64條。如果每執(zhí)行一條指令平均要訪問兩個操作數，每個存放在存儲器中的操作數平均要被訪問8次。對于一個由1000條指令組成的程序，分別計算這個程序在A處理機和B處理機中所占用的存儲空間大?。òㄖ噶詈蛿祿?，從中得到什么

4、啟發(fā)？5一臺模型機共有7條指令，各指令的使用頻率分別為35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8個通用數據寄存器，2個變址寄存器。(1)要求操作碼的平均長度最短，請設計操作碼的編碼，并計算所設計操作碼的平均長度。(2)設計8字長的寄存器寄存器型指令3條，16位字長的寄存器存儲器型變址尋址方式指令4條，變址范圍不小于127。請設計指令格式，并給出各字段的長度和操作碼的編碼。6某處理機的指令字長為16位，有雙地址指令、單地址指令

5、和零地址指令3類，并假設每個地址310這條指令）代替。11試比較下面4種不同類型的指令結構的存儲效率：(1)累加型：所有的操作都在單個寄存器和單個內存地址之間進行(2)存儲器存儲器型：每個指令的3個操作數都在內存中進行(3)堆棧型：所有的操作都在棧頂進行。只有push和pop操作會訪問內存，其它的指令執(zhí)行時都會刪除棧中的操作數，然后寫入執(zhí)行結果。(4)通用寄存器型：所有的操作都在寄存器中進行。這些寄存器寄存器指令中的每個指令都包含3個操

6、作數。通用寄存器一共有16個，寄存器標志符占4位長。為比較存儲效率，我們對以上4種指令集作了如下約定：操作碼占一個字節(jié)（8位）內存地址占2個字節(jié)（16位）操作數占4字節(jié)（32位）所有指令的長度都以整數個字節(jié)計算另外，還假定訪問內存不使用其它的優(yōu)化措施，變量A、B、C和D的初值都已經放在內存中。針對以上4種不同的指令系統(tǒng)，回答下列問題：(1)分別用匯編指令寫出下面3個賦值語句：A=BCB=ACD=A–B(2)分別計算所執(zhí)行指令的字節(jié)數和轉

7、移內存數據的字節(jié)數，并指出如果根據代碼的大小來計算的話，哪種結構的效率是最高的？如果按需要的總內存帶寬（代碼數據）來計算，又是哪種結構的效率最高？12考慮為DLX結構的計算機增加一個新的尋址模式。即使得地址模式增加兩個寄存器和一個11位長的帶符號的偏移量來得到有效地址。這樣，編譯器就會用新的尋址模式來代替ADDR1R1R2LWRd0(R1)(或是Ste指令)如果已知在DLX結構的計算機上對測得一些程序的load和ste指令分別平均占26