計算機(jī)組成原理總復(fù)習(xí)市公開課一等獎省賽課微課金獎?wù)n件

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用原碼加減交替法計算x÷y。(1)x=0.100111，y=0.101011余數(shù)商說明00.100111+11.0101010000000-y11.11110011.111000+00.1010110000000不夠減，商0左移1位上次商0，+y00.10001101.000110+11.0101010000001夠減，商1左移1位上次商1，-y00.01101100.110110+11.0101010000011夠減，商1左移1位上次商1，-y00.00101100.010110+11.0101010000111夠減，商1左移1位上次商1，-y11.10101111.010110+00.1010110001110不夠減，商0左移1位上次商0，+y00.0000010011101夠減，商1解：Y*=00.101011，[-Y*]補(bǔ)=11.010101余數(shù)商說明00.000010+11.0101010011101左移1位上次商1，-y11.0101110111010

不夠減，商0余數(shù)為正，無需恢復(fù)余數(shù)，且商符號位為0，有x/y=0.111010若要取得正確余數(shù)，還需要恢復(fù)余數(shù)第1頁P(yáng)292-6.26(1)6.26

按機(jī)器補(bǔ)碼浮點(diǎn)運(yùn)算步驟計算[x±y]補(bǔ)。(1)x=0.101100×2-011，y=-0.011100×2-010【解】依據(jù)浮點(diǎn)加減法運(yùn)算步驟①對階[EX]補(bǔ)=1,101[-EY]補(bǔ)=0,010有[EX-EY]補(bǔ)=[EX]補(bǔ)+[-EY]補(bǔ)=1,111

為負(fù)數(shù)，說明EX<EY，故階碼向Y對齊。且對階后x=0.0101100×2-010(附加位為0，可省略)，y=-0.011100×2-010第2頁P(yáng)292-6.26(1)6.26

按機(jī)器補(bǔ)碼浮點(diǎn)運(yùn)算步驟計算[x±y]補(bǔ)。對階后x=0.010110×2-010，y=-0.011100×2-010②尾數(shù)運(yùn)算[Mx+My]補(bǔ)=0.010110[Mx-My]補(bǔ)=0.010110

+1.100100+0.0111001.1110100.110010③規(guī)格化加法結(jié)果需要左規(guī)，且左移三次，階碼減3，尾數(shù)為1.010000，階碼-101。減法結(jié)果符合規(guī)格化要求第3頁P(yáng)292-6.26(1)6.26

按機(jī)器補(bǔ)碼浮點(diǎn)運(yùn)算步驟計算[x±y]補(bǔ)。經(jīng)規(guī)范化后x+y=-0.110000×2-101，x-y=0.110010×2-010④舍入操作

兩種運(yùn)算均無需舍入⑤判斷溢出結(jié)果無溢出故x+y=-0.110000×2-101x-y=0.110010×2-010第4頁P(yáng)292-6.29(1)6.29

設(shè)浮點(diǎn)數(shù)階碼取3位，尾數(shù)取6位(均不包含符號位)，要求階碼用移碼運(yùn)算，尾數(shù)用補(bǔ)碼運(yùn)算，計算x*y，且結(jié)果保留一倍字長。(1)x=0.101101×2-100，y=-0.110101×2-011【解】依據(jù)浮點(diǎn)乘除法運(yùn)算步驟①階碼相加[EX]移=00,100[EY]補(bǔ)=11,101有[EX+EY]移=00,100

11,10100,001階碼對應(yīng)真值為-111第5頁P(yáng)292-6.29(1)6.29

尾數(shù)用補(bǔ)碼一位乘booth算法運(yùn)算。(1)x=0.101101×2-100，y=-0.110101×2-011②尾數(shù)相乘[-x]補(bǔ)=1.010011[y]補(bǔ)=1.001011運(yùn)算過程如右部分積YY’說明00.000000+11.01001110010110+[-x]補(bǔ)11.01001111.10100111.110100+00.1011011100101111001011右移1位右移1位+x00.10000100.010000+11.01001111110010右移1位+[-x]補(bǔ)11.10001111.110001+00.10110111111001右移1位+x00.01111000.00111100.000111+11.0100110111110101111100右移1位右移1位+[-x]補(bǔ)11.011010101111最終一次不移位第6頁P(yáng)292-6.29(1)6.29

設(shè)浮點(diǎn)數(shù)階碼取3位，尾數(shù)取6位(均不包含符號位)，要求階碼用移碼運(yùn)算，尾數(shù)用補(bǔ)碼運(yùn)算，計算x*y，且結(jié)果保留一倍字長。經(jīng)計算后，階碼-111，[Mx*y]補(bǔ)=11.011010101111③規(guī)格化處理符號位與最高數(shù)據(jù)位相反，符合規(guī)格化要求。④舍入

題中要求保留一倍字長，即保留6位，利用“0舍1入”法，對負(fù)數(shù)補(bǔ)碼，附加部分最高位為1，其它不全為0，故“入”第7頁P(yáng)292-6.29(1)6.29

設(shè)浮點(diǎn)數(shù)階碼取3位，尾數(shù)取6位(均不包含符號位)，要求階碼用移碼運(yùn)算，尾數(shù)用補(bǔ)碼運(yùn)算，計算x*y，且結(jié)果保留一倍字長。經(jīng)計算后，階碼-111，[Mx*y]補(bǔ)=11.011010101111④舍入

舍入后數(shù)據(jù)為[Mx*y]補(bǔ)=11.011011⑤判溢出

階碼和尾數(shù)均未溢出。綜合上述過程，得運(yùn)算結(jié)果x*y=-0.100101×2-111第8頁P(yáng)151-4.174.17

寫出1100、1101、1110、1111對應(yīng)海明碼?！窘狻恳罁?jù)海明碼編排規(guī)則，有C1=H3⊕H5⊕H7=D4⊕D3⊕D1C2=H3⊕H6⊕H7=D4⊕D2⊕D1C4=H5⊕H6⊕H7=D3⊕D2⊕D1海明碼H1H2H3H4H5H6H7數(shù)據(jù)排列C1C2D4C4D3D2D1數(shù)據(jù)海明碼11000111100110110101011110001011011111111111第9頁第3章主存放器①存放器數(shù)據(jù)線、地址線與容量關(guān)系②主存存取方式（隨機(jī)存取）③存放器擴(kuò)展技術(shù)(*)字?jǐn)U展位擴(kuò)展字位擴(kuò)展存放芯片地址分配④SRAM與DRAM關(guān)系第10頁第三章主存放器P1504.5什么是存放器帶寬？若存放器數(shù)據(jù)總線寬度32位，存取周期為200ns，則存放器帶寬是多少？【解】

存放器帶寬指單位時間內(nèi)從存放器進(jìn)出信息最大數(shù)量。

帶寬=32/200/8B/ns=109*1/50B/S=109/106*1/50MB/S(取1M=106)=20MB/S

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一個8K*8位動態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列為256*256形式，讀寫周期為0.1us。試問采取集中刷新、分散刷新及異步刷新三種方式刷新間隔各為多少？【解】集中刷新是在要求一個時間內(nèi)，對全部存放單元集中一段時間逐行進(jìn)行刷新。2ms中有2ms/0.1us=2萬個存取周期tr0tr1tr2tr255tr…刷新時間25.6ustcXtc…tcX可用讀寫周期19744個刷新間隔時間2ms死時間為25.6us刷新間隔2ms第12頁P(yáng)150-4.114.11

一個8K*8位動態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列為256*256形式，讀寫周期為0.1us。試問采取集中刷新、分散刷新及異步刷新三種方式刷新間隔各為多少？【解】分散刷新是每行存放單元刷新分散到每個存取周期內(nèi)完成。在tm后添加刷新周期tr。2ms中有2ms/0.2us=1萬個存取周期死時間為0刷新間隔51.2us刷新時間51.2ustm0trtctm1trtctm…trtctm255trtctm0trtctm1trtctm…trtctm255trtc下個刷新周期刷新間隔51.2us第13頁P(yáng)150-4.114.11

一個8K*8位動態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列為256*256形式，讀寫周期為0.1us。試問采取集中刷新、分散刷新及異步刷新三種方式刷新間隔各為多少？【解】異步刷新是在要求時間內(nèi)，每隔固定時間刷新一行。2ms中有2ms/0.1us=2萬個存取周期tr0tctctctc正常讀寫周期刷新間隔時間7.81us死時間為0.1us刷新間隔7.81us…tr1tctctctc正常讀寫周期tr255tctctctc正常讀寫周期77個第14頁P(yáng)151-4.154.15設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ#做訪存控制信號，R/W#做讀寫控制信號，現(xiàn)用這些存放芯片：ROM(2K×8位,4K×4位，8K×8位)，RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位)及74138譯碼器和其它門電路。試從上述規(guī)格中選取適當(dāng)芯片，畫出CPU與存放芯片連接圖，要求：①最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，4096~16383地址范圍為用戶程序區(qū)②指出選取存放芯片類型及數(shù)量③詳細(xì)畫出片選邏輯。第15頁P(yáng)151-4.15【解】分析步驟以下：最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，4096~16383地址范圍為用戶程序區(qū)可確定系統(tǒng)程序區(qū)采取ROM，且容量為4K×8位可確定用戶程序區(qū)采取RAM，且容量為12K×8位依據(jù)題中給定芯片類型，應(yīng)選取滿足要求，且片數(shù)最少情況，ROM(2K×8位,4K×4位,8K×8位)，RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位)：ROM：2片4K×4位芯片，需要進(jìn)行位擴(kuò)展RAM：3片4K×8位芯片，需要進(jìn)行字?jǐn)U展第16頁P(yáng)151-4.15【解】ROM：2片4K×4位芯片，需要進(jìn)行位擴(kuò)展RAM：3片4K×8位芯片，需要進(jìn)行字?jǐn)U展均為4K規(guī)格芯片，故片內(nèi)地址線為12根，即A11~A0，CPU16根地址線中A15~A12用作存放芯片片選和74138使能端連接。

其中可令A(yù)14~A12做74138譯碼輸入(連接74138CBA端)，可令A(yù)15連74138/G2A使能端，又CPU/MERQ為0時，芯片組才工作，可連74138/G2B使能端。而74138G1則可直接連接高電位。討論是否符合題設(shè)要求及地址分布要求第17頁P(yáng)151-4.15ROM4K×4ROM4K×4RAM4K×8RAM4K×8RAM4K×8R+5VCPUD7~D4D3~D0R/WA11~A0A14A13A12A15MERQ74138CBAG1G2AG2BY0Y1Y2Y3地址范圍ROM：