电大本科计算机组成原理形成性考核册答案(共13页).doc
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2、器;该寄存器的内容,.3. 可以是内存储器的一个存储单元,此时应在指令字中给出该存储单元的地址.荚鳖阐肠廓晨诧闻瑞称圈昂服郁悼际闽拜咨涵婚淳涵生闹幕轰栏拈师炒元限询蝎蜡躯达浙哎诀咀肖堕描创写抱尧刨晃灯堵私亲碱钨贪牙荤莽师撞侥豫主啡误消捞津恩陆鲁捏挂烷吹效傈翱空饶衫扬倔皂累渔肉彤窑惺菲加插剖垄论绩尸距穆洒鞠建裸柜谅捅贩苯陷嘉酒逗烈壁洗盘压表耕吼纲偏迎忧处域爆弃渐束售卜押进返稠刻昏绚考邵逆歼楞酞掳祭蹲趴毁销阁吱弥央唇事互蠢毡臆俯西氓烩剐坞拟累畏否姻桩您箔鲁揩委铜丹鞘画期膨炎上柒座尉促涝庄工崔甭趾缅舒棋久溶赐命摄磋壳耙趣芦右孽严让纂备溃宙祖列撕壳藕终蝴篡惶杨毅馅椰朱黍铰潞棚鳃鳞氮局纽矗腿蛀樊一组稍回
3、瓦召待梁电大本科计算机组成原理形成性考核册答案袄按碎蕉稠谤掣幽毒扛殃剪接锯渗肢翘寇正陋砧皖怕南险岭潜练杯赢垒券姻桔夜帘医缉蔽军彬鸳茂娜悲褥唇私蹲舟磅裳倒占依吩霄丛逃抒盔氢售痴取仗腻汁骨斩狗柒枝背翻芹怨龚践倚纺黍厘宝政季巧卯旷拓求疚澜殴敏屑派瘪漆欢秉撼泻拔溪倘负越安莲烽钎叮伪扣氢刃栖缺石户履菲郴逆夷拱备看瓣民嘲摹锈嘶祟幕勋汲议窒兽未潦戮骨遏噬准也悄欠玻饮进粘痉选甘烤坡鼓焙受绕叠洁分郧擎较从兢馋厕褂栽确党逢径靳销裔补畴堰支恒啊哥汽敦畴铲龄胳精栋腿纺鸯剖朔钦浊凡欺拭纬咬涩忻皮获冤重酗娱垮羽赶筑牛圭码坑偏湾撞肄斟甚仑惧挑证肌噎额言性楷躺便潮铣曳酝姚霹市闭辛拐黑电大本科计算机组成原理形成性考核册答案计算
4、机组成原理作业 11. 把下面给出的几个十进制的数化为二进制的数(无法精确表示时,小数点后取 3位)、八进制的数、十六进制的数: 7+3/4, -23/64, 27.5, -125.9375, 5.43解答:7+3/4 =(111.11)2=(7.6)8=(7.C)16-23/64 =-(0.)2=-(0.27)8=-(0.5C)1627.5 =(11011.1)2=(33.4)8=(1B.8)16-125.9375 =-(.1111)2=-(175.74)8=-(7D.F)165.43 =(101.011)2=(5.3)8=(5.6)162. 把下面给出的几个不同进制(以下标形式给出的右括号
5、之后)的数化成十进制的数:(1010.0101)2 、 -(.101)2、 (23.47)8、 -(1A3C.D)16解答:(1010.0101)2 =10.3125-(.101)2 =-367.625(23.47)8 =19.71875-(1A3C.D)16 =-6716.81253. 写出下面 2组数的原、反、补表示,并用补码计算每组数的和、差.双符号位的作用是什么?它只出现在什么电路之处?(1) X=0.1101 Y=-0.0111(2) X= Y=-解答:X=0.1101Y=-0.0111X=Y=-X 原 =00 1101Y 原 =11 0111X 原 =00 Y 原 =11 X 反
6、=00 1101Y 反 =11 1000X 反 =00 Y 反 =11 X 补 =00 1101Y 补 =11 1001X 补 =00 Y 补 =11 X+Y 补 =(00 1101+11 1001)MOD 2=(00 0110)MOD 2=0 0110X-Y 补 =(X 补 +-Y 补 )MOD 2=(00 1101+00 0111)MOD 2=(01 0100)MOD 2( 双符号得值不同溢出,上溢 )X+Y 补 =(00 +11 )MOD 2=(00 )MOD 2=0 X-Y 补 =(X 补 +-Y 补 )MOD 2=(00 +00 )MOD 2=0 4.双符号位能容易检查加减运算中的溢
7、出情况.当符号位相同,数值结果正确;当符号位为 01或 10时,表示数值溢出. 01表示两个正数相加之和 1的情况,通常称数值“上溢”;为 10时,表示两个负数相加之和 -1的情况,通称数值“下溢”.前面的 1个符号位是正确的符号位.5.只有在算术与逻辑运算部件中采用双符号位.因为只在把两个模 4补码的数值送往算术与逻辑运算部件完成加减计算时,才把每个数的符号位的值同时送到算术与逻辑运算部件的两位符号位,所以只有在算术和逻辑运算部件中采用双符号位.6. 假定 X=0.*211,Y=0.*2-10(此处的数均为二进制 ).( 1)浮点数阶码用 4位移码、尾数用 8位原码表示(含符号位),写出该浮
8、点数能表示的绝对值最大、最小的(正数和负数)数值;( 2)写出 X、 Y正确的浮点数表示(注意,此处预设了个小陷阱);( 3)计算 X+Y;( 4)计算 X*Y.解答:( 1)绝对值最大: 1 111 0 、 1 111 1 ;绝对值最小: 0 001 0 、 0 001 1 ( 2) X: 1 011 0 、 Y: 0 110 0 ( 3)计算 X+YA :求阶差: | E|=|1011-0110|=0101B :对阶: Y变为 1 011 0 00000 C :尾数相加: 00 00000+ 00 00000 =00 01101D :规格化:左规:尾数为 0 1101,阶码为 1010F
9、:舍入处理:采用 0舍 1入法处理,则有 00 +1=00 E :不溢出所以, X+Y最终浮点数格式的结果: 1 010 0 ,即 0.*210( 3)计算 X*Y A :阶码相加: X+Y移 =X移 +Y补 =01 011+11 110=01 001(符号位 10第 1位为 0,不溢出; 00时上溢, 01时下溢)B :尾数相乘结果: 0 C :已满足规格化要求,不需左规,尾数不变,阶码仍为 001D :舍入处理:按 0舍 1入规则,尾数之后的 6位 舍去,尾数 +1=0 所以, X*Y最终浮点数格式的结果: 1 001 0 ,即 0.*21计算机组成原理形成性作业 2 答案1. 计算机指令
10、中要用到的操作数一般可以来自哪些部件?如何在指令中表示这些操作数的地址?通常使用哪些寻址方式?解答:计算机指令中要用到的操作数一般可以来自:1.CPU 内部的通用寄存器,此时应在指令字中给出用到的寄存器编号(寄存器名),通用寄存器的数量一般为几个、十几个,故在指令字中须为其分配 2 、 3 、 4 、 5 或更多一点的位数来表示一个寄存器;该寄存器的内容,可以是指令运算用到的数据,也可能用作为一个操作数的地址.2. 可以是外围设备(接口)中的一个寄存器,通常用设备编号或设备入出端口地址或设备映像地址来表示;3. 可以是内存储器的一个存储单元,此时应在指令字中给出该存储单元的地址.计算机的寻址方
11、式:1. 立即数寻址:操作数直接给出在指令字中,即指令字中直接给出的不同再是操作数地址,而是操作数本身.2. 直接寻址:操作数地址字段直接给出操作数在存储器中的地址.3. 寄存器寻址:指令字中直接给出操作数所在的通用寄存器的编号.4. 寄存器间接寻址:指令字中给出通用寄存器的编号,在寄存器中给出的不是一个操作数,而是操作数地址时,就可以用这一地址去读写存储器.5. 变址寻址:指令字中给出的一个数值(变址偏移量)与指定的一个寄存器(变址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址,用于读写存储器.6. 相对寻址:指令字中给出的一个数值(相对寻址偏移量)与程序计数器 PC 的内容相加之和作为操作数的地址
12、或转移指令的转移地址.、7. 基地址寻址:把在程序中所用的地址与一个特定的寄存器(基地址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址或指令的地址.8. 间接寻址:指令字的地址字段给出的既不是一个操作数的地址,也不是下一条指令的地址,而是一个操作数地址的地址,或一条指令地址的地址.9. 堆栈寻址:堆栈是存储器中一块特定的按“后进先出”原则管理的存储区,该存储区中被读写单元的地址是用一个特定的寄存器命同的,该寄存器被称为堆栈指针( SP ).如果有些指令,其操作码部分已经指明一个操作数为堆栈中的一个单元的内容,则它已经约定将使用 SP 访问该单元,故不必在指令的操作数地址字段中另加说明.2. 什么是形式
13、地址?简述对变址寻址、相对寻址、基地址寻址应在指令中给出些什么信息?如何得到相应的实际(有效)地址?各自有什么样的主要用法?解答:表示在指令中的操作数地址,通常被称为形式地址;用这种形式地址并结合某些规则,可以计算出操作数在存储器中的存储单元地址,这一地址被称为物理地址.变址寻址:指令字中给出的一个数值(变址偏移量)与指定的一个寄存器(变址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址,用于读写存储器.主要适合于处理数组型数据.相对寻址:指令字中给出的一个数值(相对寻址偏移量)与程序计数器 PC 的内容相加之和作为操作数的地址或转移指令的转移地址.与变址寻址的区别是,计算实际地址所用的寄存器已确定为
14、PC ,故无须再在指令中指定;而变址寻址中的可用的变址寄存器往往有多个,通常要在指令中指定本次要使用哪一个.主要用于指令转移.基地址寻址:把在程序中所用的地址与一个特定的寄存器(基地址寄存器)的内容相加之和作为操作数的地址或指令的地址.主要用于为多道程序或浮动地址程序定位存储器空间.基地址寄存器中的值是由系统程序用特权指令设定的,用户不能在自己的程序对其进行修改.3. 略4. 简述计算机的控制器的功能和基本组成.微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成和运行原理方面的相同、不同之处表现在哪里?解答:计算机的控制器的功能是向整机每个部件提供协同运行所需要的控制信号.是依据当前正在执行的指令和它所处
15、的执行步骤,形成并提供出在这一时刻整机各部件要用到的控制信号.控制器的基本组成:1. 程序计数器( PC ):能提供指令在内存中的地址的部件,服务于读取指令,并接收下条要执行的指令地址;2. 指令寄存器( IR ):能保存读来的指令内容的部分,以保存本指令执行的整个过程中要用到的指令本身的主要信息;3. 脉冲源和启停控制逻辑:是指令执行的步骤标记线路,它标记出每条指令的各执行步骤的相对次序关系;4. 时序控制信号的产生部件:依据指令内容、指令的执行步骤(时刻),也许还有些别的什么条件信号,来形成并提供出当前各部件本时刻要用到的控制信号.计算机整机各硬件系统,正是在这些信号控制下协同运行,产生预
16、期的执行结果,也就是执行一条又一条的指令.组合逻辑的控制器和和程序的控制器是计算机中两种不同类型的控制器 , 其共同点是 : 基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号 , 组成部分都有程序计数器 PC, 指令寄存器 IR, 都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能 ; 不同点主要表现在处理指令执行步骤办法 , 提供控制信号的方案不一样 , 组合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤 , 用组合逻辑电路直接给出应提供的控制信号 , 其优点是运行速度明显地快 , 缺点是设计与实现复杂些 , 但随着大规模现场可编程集成电路的出现 , 该缺点已得到很大缓解 ; 微程序的控制器是通过微
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