【正文】 [Ex]移 =00 011, [Ey]移 =11 011, [Ey]補(bǔ) =00 011 [x]浮 =00 011, , [y]浮 =11 011, (1) 求階碼和 [Ex+Ey]移 =[Ex]移 +[Ey]補(bǔ) =00 011 + 00 011 = 00 110, 值為移碼形式 2 計(jì) 算 題 (2)尾數(shù)乘法運(yùn)算 0110110 1110010 0000000 0110110 0000000 0000000 0110110 0110110 0110110 1100000001100 符號(hào)位為 x0⊕ y0 = 0⊕ 1 =1 ∴ [x y]浮 = 00 110, 計(jì) 算 題 ? 設(shè)有兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)： x = 21,y = 22, (1)將 x,y的尾數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制補(bǔ)碼形式 (2)設(shè)階碼 2位，階符 1位，數(shù)符 1位，尾數(shù) 3位，通過(guò)補(bǔ)碼運(yùn)算規(guī)則求出 z = x – y的二進(jìn)制浮點(diǎn)規(guī)格化結(jié)果。 (4） 舍入處理 尾數(shù)為負(fù)數(shù) ， 且是雙倍字長(zhǎng)的乘積 ， 按舍入規(guī)則 ， 尾數(shù)低位部分的前 4位為 1001， 應(yīng)作 “ 入 ” ， 故尾數(shù)為 。 解：設(shè)最高位為符號(hào)位 ， 輸入數(shù)據(jù)為 [x]原 = 01111 [y]原 = 11101 因符號(hào)位單獨(dú)考慮 ， 尾數(shù)算前求補(bǔ)器輸出值為： |x| = 1111, |y| = 1101 乘積符號(hào)位運(yùn)算： x0 ⊕ y0 = 0⊕ 1 =1 尾數(shù)部分運(yùn)算： 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 經(jīng)算后求補(bǔ)器輸出 ， 加上乘積符號(hào)位 ， 得原碼乘積值 [x y] 原 = 111000011 換算成二進(jìn)制真值 x y = (11000011)2 = (195)10 十進(jìn)制數(shù)乘法驗(yàn)證： x y = 15 (13) = 195 計(jì) 算 題 ? 已知 x＝ , y＝ ， 用不恢復(fù)余數(shù)陣列除法器求 x／ y＝ ？ 解： [y]補(bǔ) = 被除數(shù) 減 y 余數(shù)為負(fù) 0 = Q0 = 0 左移 加 y 余數(shù)為正 0 = Q1 = 1 左移 減 y 余數(shù)為負(fù) 0 = Q2 = 0 左移 加 y 余數(shù)為正 0 = Q3 = 1 左移 減 y 余數(shù)為正 0 = Q4 = 1 故得 商 Q = = 余數(shù) R = 計(jì) 算 題 ? 設(shè)有浮點(diǎn)數(shù) x=25 ,y=23 (),階碼用４位移碼表示 ，尾數(shù) （ 含符號(hào)位 ） 用８位補(bǔ)碼表示 。 求 ［ x y］ 浮 。 最終相乘結(jié)果為 [x y]浮 = 00 110, 。 解： S1為 x的尾數(shù)， S2為 y的尾數(shù)，則 S1 = ()10 = ()2 [S1]補(bǔ) = S2= ()10 = (+)2 [S2]補(bǔ) = z = x – y的二進(jìn)制浮點(diǎn)規(guī)格化結(jié)果。 設(shè) [x]補(bǔ) =x0. x1x2 …… xn [y]補(bǔ) =0. y1y2 …… yn 因?yàn)? [x]補(bǔ) =2n+1 + x ( mod2 ) [y]補(bǔ) =y 所以 [x]補(bǔ) [y]補(bǔ) =(2n+1 +x) y = 2n+1y +x y= 2(y1y2 …… yn) +x y 因?yàn)? (y1y2 …… yn) 是大于 0的正整數(shù) ， 根據(jù)模運(yùn)算的性質(zhì)有： 2 (y1y2 …… yn) = 2 (mod2) 所以 [x]補(bǔ) [y]補(bǔ) = 2 + x y =[x y]補(bǔ) (mod2) 即 [x y]補(bǔ) =[x]補(bǔ) [y]補(bǔ) =[x]補(bǔ) （ 0. y1y2 …… yn） = [x]補(bǔ) y (1) 證明題 (2) 當(dāng)被乘數(shù) x符號(hào)任意 ， 乘數(shù) y為負(fù) ， 都以補(bǔ)碼表示 。 這樣連續(xù)讀取 m個(gè)字所需要時(shí)間為 t1 = T + (m – 1)τ = mτ + mτ –τ = (2m – 1) τ (2) 故存儲(chǔ)器帶寬為 W1 = 1/t1 = 1/(2m1)τ (3) 而順序方式存儲(chǔ)器連續(xù)讀取 m個(gè)字所需時(shí)間為 t2 = mT = m2 τ (4) 存儲(chǔ)器帶寬為 W2 = 1/t2 = 1/(m2 τ ) (5) 比較 (3)和 (5)式可知 ， 交叉存儲(chǔ)器帶寬 W1 順序存儲(chǔ)器帶寬 W2 計(jì) 算 題 ? 設(shè)存儲(chǔ)器容量為 32字 ， 字長(zhǎng) 64位 ， 模塊數(shù) m = 4,分別用順序方式和交叉方式進(jìn)行組織 .若存儲(chǔ)周期 T = 200ns， 數(shù)據(jù)總線寬度為 64位 ， 總線傳送周期 τ = 50ns,問(wèn)：順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器帶寬各是多少 ？ 解 : 順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器連續(xù)讀出 m=4個(gè)字的信息總量都是 q = 64位 4 =256位 順序存儲(chǔ)器和交叉存儲(chǔ)器連續(xù)讀出 4個(gè)字所需的時(shí)間分別是 t2 = mT = 4 200ns =800ns = 8 10 7(S) t1 = T + (m–1)t =200ns + 3 50ns = 350ns = 107 (S) 順序存儲(chǔ)器帶寬 W2 =q/t2 = 256 / (8 107) = 32 107 (位 /S) 交叉存儲(chǔ)器帶寬 W1 =q/t1 = 256 / ( 107) = 73 107 (位 /S) 計(jì) 算 題 ? 設(shè)存儲(chǔ)器容量為 512K字 ， 字長(zhǎng) 32位 ， 模塊數(shù) M=8， 分別用順序方式和交叉方式進(jìn)行組織 。 ( 107)= 107(位 /s) 計(jì) 算 題 ? CPU執(zhí)行一段程序時(shí) ， cache完成存取的次數(shù)為 1900次 ， 主存完成存取的次數(shù)為 100次 ， 已知 cache存取周期為 50ns,主存存取周期為 250ns. 求： （ 1） cache/主存系統(tǒng)的效率 。 芯片單元數(shù)為 1K則占用地址長(zhǎng)度為 10位 （ A9~A0） 。 主存地址空間分配如下：0—8191為系統(tǒng)程序區(qū) ， 由 EPROM芯片組成 ， 從 8192起一共 32K地址空間為用戶程序區(qū) ， 最后 （ 最大地址 ） 4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū) 。 解： 可采用多體交叉的存取方案 ， 即將主存分成８?jìng)€(gè)相互獨(dú)立 ， 容量相同的模塊 M0, M1 ,M2,…… , M7,每個(gè)模塊３２ K 16位 。 而對(duì) CPU來(lái)說(shuō) ， 它可以在一個(gè)存取周期內(nèi)連續(xù)訪問(wèn)８?jìng)€(gè)存儲(chǔ)體 ,各體的讀寫(xiě)過(guò)程將重疊 （ 并行 ）進(jìn)行 。 芯片本身地址線占 14位 ， 所以采用位并聯(lián)與地址串聯(lián)相結(jié)合的方法來(lái)組成整個(gè)存儲(chǔ)器 應(yīng) 用 題 應(yīng) 用 題 (2)根據(jù)已知條件 ， CPU在 1μ s內(nèi)至少需要訪存一次 ， 所以整個(gè)存儲(chǔ)器的平均讀 /寫(xiě)周期與單個(gè)存儲(chǔ)器片的讀 /寫(xiě)周期相差不多 ， 應(yīng)采用異步式刷新方式比較合理 。 應(yīng) 用 題 ? 某機(jī)器中 ， 配有一個(gè) ROM芯片 ， 地址空間 0000H—3FFFH。 應(yīng) 用 題 應(yīng)