(第十章)組成習(xí)題

ComputerOrganizationexercise2-1Givethesignmag、1’scompl、2’scomplrepresentationofthefollownumber(wordlengthis8),whereMSBisthehighestbit(signbit)，LSBisthelowestbit。Ifthenumberisdecimal,thedecimalpointisbehindtheMSB;ifthenumberisinteger,thenthedecimalpointisbehindtheLSB. 〔1〕–35/64 〔2〕23/128 〔3〕–127 〔4〕–1(decimalrepresentation) 〔5〕–1(integerrepresentation)2-2Rankthesenumbers：(smalltolarge)16，1010.11B，25.3Q，[X1]2’scompl=10001101，1CH，[X2]1’scompl=01001101，0110.1001BCD，[X3]signmag=10101011，[-X4]2’scompl=10111111，-[X5]2’scompl=10100101Key：〔1〕unifyalltheforms,generallydecimalisselected〔2〕transformationbetweenB,Q,HandBCD；3-1設(shè)計(jì)一個(gè)A、B、C三人表決電路，當(dāng)表決某個(gè)提案時(shí)，多數(shù)人同意提案通過(guò)，同時(shí)A具有否決權(quán)，用與非門實(shí)現(xiàn)。6-1Givena32bitfloating-pointnumber，1bitforsign,8bitforE,representedbybiasedcode,23bitforM,representedby2’sComplement；radixis2:〔1〕Maximalbinary；〔2〕Minimalbinary；〔3〕range；〔4〕positiveandnegativenormalizedrepresentationfloat-pointthatclosestto06-2TransformthefollowdecimaltoIEEE75432bitfloat-point〔1〕27/64〔2〕-27/646-3Transformdecimal-0.75toIEEE754

32bitsingleprecisionfloat-pointnumber6-4Transform0C0B00000HIEEE754

32bitfloat-pointnumbertoDecimal6-5Transform(0.15)10

to

Normalizedfloating-pointnumbersrepresentation階碼：Signofm:1-bitExponent:8-bit,integer,biasedcode,radix=2mantissa

:23-bit,decimal,sign-mag,radix=2,impliedleading1Signofmantissaexponentmantissa6-6Transform(0.1)10

to

Normalizedfloating-pointnumbersrepresentation階碼：(1)Signofm:1-bitExponent:8-bit,integer,biasedcode,radix=2mantissa

:23-bit,decimal,sign-mag,radix=2,impliedleading1(2)Signofm:1-bitExponent:7-bit,integer,biasedcode,radix=2mantissa

:6-bit,decimal,sign-mag,radix=16Signofmantissaexponentmantissa6-7LetX=2-010×0.10010010,Y=2-011×(-0.11110111)， e=6bits，m=10bits〔allwith2signbits,2’sc〕 X+Y?9-1XYALU456987R1R3R2Cp+1-2X3101112求1〕寫出1~12的微命令2〕指出互斥性微命令3〕設(shè)計(jì)微命令格式〔設(shè)微命令字長(zhǎng)14位)4〕畫出DDA指令操作流程圖,并標(biāo)出微操作序列5〕按〔3〕進(jìn)行編碼6〕畫出微程序地址轉(zhuǎn)移邏輯圖10-1設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作訪存控制信號(hào)〔低電平有效〕，用R/W作讀寫控制信號(hào)〔高電平為讀，低電平為寫〕，現(xiàn)有以下芯片及各種門電路〔自定〕，如圖。畫出CPU與存儲(chǔ)器的連接圖。要求：〔1〕存儲(chǔ)芯片地址空間分配為：最大4K空間為系統(tǒng)程序區(qū)，相鄰的4K為系統(tǒng)程序工作區(qū)，最小16K為用戶程序區(qū)；〔2〕指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量；〔3〕詳細(xì)畫出片選邏輯。Cs

ROMRD

Cs

RAMWE

74LS138Am……A0Ak…...AoDn…Do2K×8位8K×8位32K×8位1K×4位2K×8位8K×8位16K×1位4K×4位Dn…Do10-2 設(shè)某流水線計(jì)算機(jī)有一個(gè)指令和數(shù)據(jù)合一的cache，cache的讀寫時(shí)間為10ns，主存的讀寫時(shí)間為100ns，取指的命中率為98%，取數(shù)據(jù)的命中率為95%，在執(zhí)行程序時(shí)，有1/5的指令需要存取一個(gè)操作數(shù)。為簡(jiǎn)化起見，假設(shè)指令流水線在任何時(shí)候都不阻塞。問(wèn)設(shè)置cache后，與無(wú)cache比較，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可提高多少倍？10-3設(shè)有一個(gè)Cache的容量為2K字，每塊16字，在直接映象方式下，求:(1)該Cache可容納多少個(gè)塊?(2)如果主存的容量為256K字,那么有多少個(gè)塊?(3)主存的地址格式?Cache的地址格式?(4)主存中的第032AB單元映象到Cache中哪一塊?10-4設(shè)計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器為64K*16位,直接地址映射的Cache容量為1K字,每塊4字,問(wèn):(1)主存中地址的標(biāo)志字段、塊號(hào)和塊內(nèi)地址字段分別有多少位？〔2〕Cache中可裝入多少塊數(shù)據(jù)？10-5在一個(gè)采用組相聯(lián)映象方式的Cache中，Cache的容量為16KB。主存采用模8低位交叉方式訪問(wèn)，每個(gè)存儲(chǔ)體的字長(zhǎng)為32位，總?cè)萘繛?MB。要求Cache的每一塊在一個(gè)主存周期內(nèi)分別從8個(gè)存儲(chǔ)體中取得，Cache的每一組內(nèi)共有4塊。要求采用按地址訪