计算机组成原理习题讲解

1、 1：设机器字长为32位。阶码7位，阶符1位,尾数 23位，数符1位，阶码和尾数均用补码表示。则浮 点表示的最大正数为多少？最小负数为多少？最 小的绝对值为多少？ JfJ1J2J7SfS1S2S23解： 最大正数：0111 0111，即 (1-2-23)2127 最小负数：0111 1000，即 -2127 最小绝对值：1000 0001，即 2-232128 2：某浮点数基数为2（即阶码的低），阶 码3位，阶符1位,尾数7位，数符1位，阶 码和尾数都用补码表示,且尾数采用规格 化；请写出： （1）最大正数真值是多少？ （2）非零最小正数真值是多少？, （3）绝对值最大的负数真值是多少？ （4

2、）绝对值最小的负数真值是多少？ JfJ1J2J3SfS1S2S7 解：浮点数的格式为： 最大正数：0111 0111，即 (1-2-7)27=127 绝对值最大负数：0111 1001， 即 -(1-2-7)27=-127 绝对值最小负数：1000 1100， 即 -2-12-8=-2-9 非零最小正数：1000 0100，即 2-128=2-9 3：有一个字长为16位的浮点数，阶码6位， 含一位阶符,用补码表示；尾数10位， 用补码表示,含一位数符；基数为2。请 写出： （1）最大正数的十进制表示, （2）最大负数的十进制表示, （3）最接近于零的正规格化数的十进制 表示。 JfJ1J2J5

3、SfS1S2S9 解：浮点数的格式为： 最大正数：0111 0111，即 (1-2-9)231 最大负数：1000 1111，即 -2-9232=-2-41 最接近零的正规格化数： 1000 0100，即 2-3221=2-33 xyy 补 x 浮 011 例：假定有两种静态RAM芯片：1K4位4片；4K1位4 片，试用这些芯片构成4KB存储器。 1：说明如何用上述芯片组成该计算机的主存储器； 2：画出主存储器的组成框图。 解：1：首先用四片4K1位组成存贮器的高4位（采用位并 联法），用4片1K4位片子组成存贮器的低四位（采用地址 串联法），其中后者是用一片2：4译码器。 例：已知地址总线A

4、0A15，其中A0为最低位，半导体存 储器由4K4的ROM芯片和2K8位的RAM芯片构成，按 字节编址。该存储器ROM的容量为8KB，RAM的容量为 16KB。 1：组成该存储器需要ROM和RAM芯片各多少？ 2：该存储器一共需要多少根地址线？ROM芯片和RAM芯 片各需连入几根地址线？ 3：画出该存储器的结构图。 解：1：ROM芯片4片，RAM芯片8片。 2：存储器一共需要地址线16条，连入ROM需要地址线 12条、连入RAM需要地址线11条。 3：存储器结构图如下 例 3：指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。 15 12 11 9 8 6 5 3 2 0 OP 寻址方式 寄

5、存器 寻址方式 寄存器 源地址目标地址 解：指令格式及寻址方式特点如下： （1）单字长二地址指令， （2）操作码字段OP可以指定2416条指令 （3）使用通用寄存器寻址方式。无论是源操作数还是目标操 作数，可采用8种寻址方式来确定，可使用8个寄存器。 （4）这种指令结构可以是RR型指令，或者是RS型指令，还 可以是SS型指令。 例：设CPU结构如图所示,其中有一个累加寄存器AC、一个 状态条件寄存器和其他四个寄存器，各部分之间的连线表 示数据通路，箭头表示信息传送方向。 （1）说明图中四个寄存器a、b、c、d的名称； （2）简述指令从主存取到控制器的数据通路； （3）简述数据在运算器和主存之间

6、进行存/取访问的数据 通路。 例：设Ai、Bi表示两个一位的二进制数，Ci是来自低位的 进位，将Ai、Bi及Ci进行全加，得到相加以后的和Si以及 向高位的进位Ci+1。要求： （1）写出全加器的真值表。 （2）根据真值表写出Si和Ci+1的逻辑表达式。 （3）根据逻辑表达式，画出由与非门和异或门构成的全 加器逻辑图。 iiii iiii i i i i i CBACBACBACBAS 1 iii CBA iiiiiiiiiiii CBABAACCBBAC)( 1 iiiii CBABA)( 例：设A和B分别是两个用补码表示的n+1位的二进制数， 其中A0和B0分别为A、B的符号位，要求： （1）试用全加器、异或门设计一个串行进位的二进制补 码加减运算器，且具有溢出检测逻辑，画出该加减运算器 的组成框图。 （2）说明怎样控制完成加减运算。 （3）设符号位产生的进位为Cn+1，最高有效位产生的进位 为Cn,，溢出信号为V0，判断产生溢出的条件。 M为方式控制输入线，当M=0时，做加法（A+B）运算；当M=1时，做减法 （A-B）运算，在后一种情况下A-B运算转化成A补+-B补运算，求补过程 由来实现。 当Cn=Cn-1时，运算无溢出；而当CnCn-1时，运算有溢出，经异或门产生 溢出信