計(jì)算機(jī)組成原理復(fù)習(xí)題2016

1、計(jì)算機(jī)組成原理一、（共15分）浮點(diǎn)數(shù)基數(shù)為2，階碼為5位移碼（含1個(gè)符號(hào)位），尾數(shù)為7位補(bǔ)碼（含1個(gè)符號(hào)位）。 X= +2.5625 ，Y= 61/64 。 （1）求X和Y的規(guī)格化浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)。 （2）浮點(diǎn)數(shù)如上，用浮點(diǎn)運(yùn)算方法計(jì)算X+Y （3）該浮點(diǎn)數(shù)能表示的最大正數(shù)是 ， 非零最小正數(shù)是 ， 絕對(duì)值最大負(fù)數(shù)是 ， 絕對(duì)值最小負(fù)數(shù)是 。得分 二、（8分）某計(jì)算機(jī)的指令字長為17位。要求有零地址指令16條，一地址指令31條，兩地址指令14條及三地址指令31條。每個(gè)地址碼字段為4位。請(qǐng)用指令操作碼擴(kuò)展技術(shù)設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)。得分三、（8分）某計(jì)算機(jī)采用9位定長指令操作碼和微程序控制。共有82個(gè)微指令，微

2、程序可在整個(gè)控制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。若每條機(jī)器指令需要3條微指令解釋執(zhí)行，采用字段直接編碼，每個(gè)字段為4位。分析控制存儲(chǔ)器的容量應(yīng)該為多少？四、（共14分）設(shè)CPU字長32位，有8條數(shù)據(jù)線，16條地址線， ， 等控制線。存儲(chǔ)器按字節(jié)編址。要求用16K4 bit的RAM 芯片和16K8 bit的ROM芯片組成32KB的ROM和16KB的RAM，ROM的起始地址0000H。 說明該計(jì)算機(jī)的地址空間、實(shí)存容量、ROM和RAM的地址范圍分別是多少？ 該CPU內(nèi)部的程序計(jì)數(shù)器PC、ALU、存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器MDR、存儲(chǔ)器地址寄存器MAR和累加器AC各為多少位？為什么？ 計(jì)算ROM和RAM的芯片數(shù)，選擇地址譯

3、碼器，畫出CPU和存儲(chǔ)系統(tǒng)的電路連接圖。 標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) A( )/B( ) 卷 一、 （共15分）（1）（5分）X=（+2. 5625）10 =（+10.1001）2 = +0.2+010 （0.5分）EX補(bǔ)=00010 EX移=10010 MX補(bǔ)=0. （1分）Y=（-61/64）10 =（-0.）2 = -0.20， （0.5分）EY補(bǔ)=00000 EY移=10000 MY補(bǔ)=1. （1分）尾符尾數(shù)階碼設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為： 1 2 6 7 12 （1分）浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)： X浮點(diǎn)=0 10010 Y浮點(diǎn)=1 10000 （1分）（或者：設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為： 1 5 6 12尾數(shù)階碼浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)： X

4、浮點(diǎn)=10010 Y浮點(diǎn)=10000 ）（有2種格式可選，浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)必須與所選的浮點(diǎn)數(shù)格式一致，否則不得分。不給出格式寫的浮點(diǎn)機(jī)器數(shù)不得分）（2）（共8分） 必須正確寫出5個(gè)步驟的名稱。 對(duì)階（2分） + -EY補(bǔ)=00000 取雙符號(hào)位運(yùn)算，E移= EX移+-EY補(bǔ)=+=E= +2 ，應(yīng)將EY加2，MY右移2位：E X+Y移=MY補(bǔ)=1. 01 00.- 11. 00.尾數(shù)相加（2分） 取雙符號(hào)位運(yùn)算 MX+Y補(bǔ)=MX補(bǔ)-MY補(bǔ)=00.-11.=00. 11規(guī)格化（2分） 尾數(shù)的符號(hào)位與最高數(shù)值位相同，應(yīng)進(jìn)行左規(guī)。尾數(shù)左移1位，階碼減1：MX+Y補(bǔ)=0. 1 E X+Y移=舍入（1分） 用0

5、舍1入法： MX+Y補(bǔ)=0.判斷溢出（1分） 階碼（移碼）的符號(hào)位為01，沒有溢出。結(jié)果：X+Y=+0.2+001（3） （2分） , , , 二、（共8分）要求三地址指令有31條，3125，基本操作碼字段的長度為5位。 （1分） 指令格式為： 16 12 11 8 7 4 3 0 A1 A2 A3包括1個(gè)基本操作碼字段（5位）和3個(gè)地址碼字段（4位）。 （1分） 5位基本操作碼，共有32個(gè)碼位。其中0000011110作為31條三地址指令的操作碼，11111用于把操作碼擴(kuò)展到A1。 （1分）14條二地址指令操作碼由給出，留下2個(gè)碼號(hào)和用于把操作碼擴(kuò)展到A2。 （2分） 31條一地址指令的操作

6、碼,由0010和0011給出，留下一個(gè)碼號(hào)11用于把操作碼擴(kuò)展到A3。 （2分） 16條零地址指令的操作碼由給出。（1分）三、（共8分）（1）由條件計(jì)算機(jī)采用9位定長指令操作碼和微程序控制,可得機(jī)器指令的條數(shù)最多可為2的9次方為512條。（3分）（2）因?yàn)槊織l機(jī)器指令需要3條微指令解釋執(zhí)行,可得微指令的條數(shù)最多可為3*512=1536條。即下地址字段的位數(shù)應(yīng)為11位(102415362048,2的11次方為2048)。（3分）（3）又因?yàn)楣灿?2條微指令,即82條微指令完成了上述1536條微指令的工作,操作控制字段的字段數(shù)為：(82/15)向上取整得7段(每個(gè)字段為4位,即015共16條。但0

7、為不執(zhí)行指令操作標(biāo)志,所以真正的微指令條數(shù)應(yīng)為15條)。操作控制字段的位數(shù)為4*7=28位。（3分）（4）控制存儲(chǔ)器的容量為：2048(2的11次方,即下地址字段位數(shù))*(28+11)=2048*39bit位（2分）四、（共14分） （3分）CPU有16條地址線，虛存空間 = 216 = 64 K實(shí)存容量= ROM容量+RAM容量 = 32 KB+16KB = 48 KB32KB的ROM區(qū)的地址范圍是0000H7FFFH。RAM區(qū)的地址范圍是8000H0BFFFH。 （3分）必須給出正確的理由，否則不得分。程序計(jì)數(shù)器PC和存儲(chǔ)器地址寄存器MAR是16位，因?yàn)镃PU有16條地址線。存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器MDR是8位，因?yàn)镃PU有8條數(shù)據(jù)線。ALU和累加器AC是32位，因?yàn)镃PU字長32位。 CPU和存儲(chǔ)系統(tǒng)的電路連接