【正文】 3/16= 1000B, B=9/32= 0100B [A]補 = 1000, [B]補 = 0100 [A+B]補 = + = —— 無溢出 A+B= 1100B = 3/32 （ 4） A= 87= 101 0111B, B=53=110 101B [A]補 =1 010 1001, [B]補 =0 011 0101, [B]補 =1 100 1011 [AB]補 = 1 0101001 + 1 1001011 = 0 1110100 —— 溢出 （ 5） A=115= 111 0011B, B= 24= 11 000B [A]補 =0 1110011, [B]補 =1， 110 1000 [A+B]補 = 0 1110011 + 1 1101000 = 0 1011011—— 無溢出 A+B= 101 1011B = 91 ，計算 [x177。 （ 4） A=87， B=53， 求 AB。 （ 2） A=19/32， B=17/128， 求 AB。 解：算術(shù)左移一位： [x1]原 = 0100；正確 [x2]原 = 0000；溢出（丟 1）出錯 [x3]原 = 0010；正確 [y1]補 = 1000；溢出（丟 1）出錯 [y2]補 = 0000；正確 [y3]補 = 0010；溢出（丟 0）出錯 [z1]反 = 1111；溢出（丟 0）出錯 [z2]反 = 0001；正確 [z3]反 = 0011；溢出（丟 0）出錯 算術(shù)左移兩位： [x1]原 = 1000；正確 [x2]原 = 0000；溢出（丟 11）出錯 [x3]原 = 0100；正確 [y1]補 = 0000；溢出（丟 10）出錯 [y2]補 = 0000；正確 [y3]補 = 0100；溢出（丟 00）出錯 [z1]反 = 1111；溢出（丟 01）出錯 [z2]反 = 0011；正確 [z3]反 = 0111；溢出（丟 00）出錯 算術(shù)右移一位： [x1]原 = 1101；正確 [x2]原 = 0100；正確 [x3]原 = 1100(1)；丟 1，產(chǎn)生誤差 [y1]補 = 1010；正確 [y2]補 = 0100；正確 [y3]補 = 1100(1)；丟 1，產(chǎn)生誤差 [z1]反 = 0111；正確 [z2]反 = 0100(0)；丟 0，產(chǎn)生誤差 [z3]反 = 1100；正確 算術(shù)右移兩位： [x1]原 = 0110（ 10）；產(chǎn)生誤差 [x2]原 = 1010；正確 [x3]原 = 0110（ 01）；產(chǎn)生誤差 [y1]補 = 0101；正確 [y2]補 = 1010；正確 [y3]補 = 0110（ 01）；產(chǎn)生誤差 [z1]反 = 1011；正確 [z2]反 = 1010（ 00）；產(chǎn)生誤差 [z3]反 = 0110（ 01）；產(chǎn)生誤差 19. 設(shè)機器數(shù)字長為 8 位（含 1 位符號位），用補碼運算規(guī)則 計算下列各題。 解：（ 1）無符號整數(shù)： 0 —— 2 16 1，即： 0—— 65535； 無符號 小數(shù)： 0 —— 1 2 16 ，即： 0 —— ； （ 2）原碼定點小數(shù)： 1 + 2 15 —— 1 2 15 ，即： —— （ 3）補碼定點小數(shù)： 1—— 1 2 15 ，即： 1—— （ 4）補碼定點整數(shù)： 2 15 —— 2 15 1 ，即： 32768—— 32767 （ 5）原碼定點整數(shù)： 2 15 + 1—— 2 15 1，即： 32767—— 32767 （ 6）據(jù)題意畫出該浮點數(shù)格式，當(dāng)階碼和尾數(shù)均 采用原碼，非規(guī)格化數(shù)表示時： 最大負數(shù) = 1， 11 111； 000 001 ，即 2 9 31 最小負數(shù) = 0， 11 111； 111 111，即 （ 12 9 ） 31 則負數(shù)表示范圍為： （ 12 9 ） 31 —— 2 9 31 最大正數(shù) = 0， 11 111； 111 111，即 （ 12 9 ） 31 最小正數(shù) = 1， 11 111； 000 001，即 2 9 31 則正數(shù)表示范圍 為： 2 9 31 —— （ 12 9 ） 31 （ 7）當(dāng)機器數(shù)采用補碼規(guī)格化形式時，若不考慮隱藏位，則 最大負數(shù) =1， 00 000； 111 111，即 2 1 32 最小負數(shù) =0， 11 111； 000 000，即 31 則負數(shù)表示范圍為： 31 —— 2 1 32 最大正數(shù) =0， 11 111； 111 111，即 （ 12 9 ） 31 最小正數(shù) =1， 00 000； 000 000，即 2 1 32 則正數(shù)表示范圍為： 2 1 32 —— （ 12 9 ） 31 17. 設(shè)機器數(shù)字長為 8 位（包括一位符號位），對下列各機器數(shù)進行算術(shù)左移一位、兩位，算術(shù) 右移一位、兩位，討論結(jié)果是否正確。分別寫出 其正數(shù)和負數(shù)的表示范圍。 （ 5）原碼表示的定點整數(shù)。 （ 3）補碼表示的定點小數(shù)。設(shè)機器數(shù)采用一位符號 位，答案均用十進制表示。 （ 3）階碼為移碼，尾數(shù)為補碼。要求如下： （ 1）階碼和尾數(shù)均為原碼。 解： cache 組數(shù)： 64/4=16 ， Cache 容量為： 64*128=2 13 字， cache 地址 13 位 主存共分 4096/16=256 區(qū)，每區(qū) 16 塊 主存容量為： 4096*128=2 19 字，主存地址 19 位，地址格式如下： 主存字塊標(biāo)記（ 8 位） 組地址（ 4 位） 字塊內(nèi)地址（ 7 位） 第 6 章 12. 設(shè)浮點數(shù)格式為：階碼 5 位 （含 1 位階符）， 尾數(shù) 11 位 （含 1 位數(shù)符） 。主存包含 4096 塊，每塊由 128 字組成，訪存地址為字地址。 補充： Cache 結(jié)構(gòu)改進的第三個措施是分級實現(xiàn)，如二級緩存結(jié)構(gòu)，即在片內(nèi) Cache（ L1）和主存 之間再設(shè)一個片外 Cache（ L2），片外緩存既可以彌補片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點，又可在主存 與片內(nèi)緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內(nèi)緩存的調(diào)入調(diào)出速度。 2）指令 Cache 可用 ROM 實現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性。因為 Cache 與 CPU 之間的數(shù)據(jù)通路大大縮短 ,故存取速度得以提高。 2） Cache 不占用 外部總線就意味著外部總線可更多地支持 I/O 設(shè)備與主存的信息傳輸，增 強了系統(tǒng)的整體效率。 25. Cache 做在 CPU 芯片內(nèi)有什么好處？將指令 Cache 和數(shù)據(jù) Cache 分開又有什么好處？ 答： Cache 做在 CPU 芯片內(nèi)主要有下面幾個好處： 1）可提高外部總線的利用率。 解：若想不改用高速存儲芯片，而使訪存速度提高到 8 倍，可采取八體交叉存取技術(shù)， 8 體交叉 訪問時序如下圖： 單體訪存周期 啟動存儲體 0 啟動存儲體 1 啟動存儲體 2 啟動存儲體 3 啟動存儲體 4 啟動存儲體 5 啟動存儲體 6 啟動存儲體 7 18. 什么是“程序訪問的局部性”？存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部性原理？ 解：程序運行的局部性原理指：在一小段時間內(nèi)，最近被訪問過的程序和數(shù)據(jù)很可能再次被訪問 ； 在空間上，這些被訪問的程序和數(shù)據(jù)往往集中在一小片存儲區(qū)；在訪問順序上，指令順序執(zhí)行比 轉(zhuǎn)移執(zhí)行的可能性大 (大約 5:1 )。 當(dāng)有效信息為 1111 時， c3c2c1=010,漢明碼為 0110111。 當(dāng)有效信息為 1101 時， c3c2c1=100,漢明碼為 0011101。 17. 寫出 1100、 110 11 1111 對應(yīng)的漢明碼。此 時存儲器只能尋址 A13=1 的地址空間 (奇數(shù)片 )， A13=0 的另一半地址空間（偶數(shù)片）將永遠訪問 不到。 假設(shè)芯片與譯碼器本身都是好的，可能的情況有： 1）該片的 CS 端與 WE 端錯連或短路； 2）該片的 CS 端與 CPU 的 MREQ 端錯連或短路； 3）該片的 CS 端與地線錯連或短路。 解：（ 1）地址空間分配圖： 系統(tǒng)程序區(qū)（ ROM 共 4KB）： 0000H0FFFH 用戶程序區(qū)（ RAM 共 12KB）： 1000HFFFFH （ 2）選片： ROM：選擇 4K 4 位芯片 2 片，位并聯(lián) RAM ： 選擇 4K 8 位 芯片 3 片 ， 字 串 聯(lián) (RAM1 地址范圍 為 :1000H1FFFH,RAM2 地址范圍為 2022H2FFFH, RAM3 地址范圍為 :3000H3FFFH) （ 3）各芯片二進制地址分配如下： A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 ROM1,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 RAM3 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CPU 和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯如下圖 (3)所示 ： CPU ROM1 RAM1 RAM2 RAM3 74138 ROM2 D0 D3 D4 D7 R/W A11 A0 0 Y1 Y2 Y3 Y7 Y A15 A14 A13 A12 MREQ A 2 G B 2 G 1 G A B C PROG / PD OE CS CS CS OE ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 圖（ 3） 16. CPU 假設(shè)同上題，現(xiàn)有 8 片 8K 8 位的 RAM 芯片與 CPU 相連，試回答： （ 1）用 74138 譯碼器畫出 CPU 與存儲芯片的連接圖； （ 2）寫出每片 RAM 的地址范圍； （ 3）如果運行時發(fā)現(xiàn)不論往哪片 RAM 寫入數(shù)據(jù)后，以 A000H 為起始地址的存儲芯片都有與 其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。 試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出 CPU 和存儲芯片的連接圖。地址格式 分配如下： 模板號（ 3 位） 芯片號 （ 3 位） 片內(nèi)地址 （ 12 位） 15. 設(shè) CPU 共有 16 根地址線， 8 根數(shù)據(jù)線，并用 MREQ （低電平有效）作訪存控制信號， W / R 作讀寫命令信號（高電平為讀，低電平為寫）。 結(jié)論：如果滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，這種芯片的引腳分配方案有兩種：地址線 = 19 根，數(shù)據(jù)線 = 1 根；或地址線 = 18 根，數(shù)據(jù)線 = 2 根。 解：設(shè)地址線根數(shù)為 a，數(shù)據(jù)線根數(shù)為 b，則片容量為： 2 a b = 2 19 ； b = 2 19a ； 若 a = 19， b = 1，總和 = 19+1 = 20； a = 18， b = 2，總和 = 18+2 =