计算机组成与系统结构习题答案
第1章计算机系统概述
1-1 见教材1.1.2。 1-2 见教材1.2.1。 1-3 见教材1.2.1。 1-4 见教材1.2.3。 1-5 见教材1.3.1。
1-6 各需KN ns 、KN 2 ns 、KN 3 ns 的时间。 1-7 需要K M N s 、K 22M N s 和K 33
M
N s 的时间。
1-8 透明的有：指令缓冲器、时序发生器、乘法器、主存地址寄存器、先行进位链、移
位器。
1-9 见教材1.4.2。
1-10
53.01910
==
F
1-11 CPI=1.55， 运算速度≈25.81MIPS
程序执行时间=3.875×10-3s 1-12 （1）平均CPI=2.28。 （2）MIPS 速率≈43.86MIPS 。 1-13 第二种方法效果就好。
第2章数据的机器层次表示
2-1 (725.6875)10=(1325.54)8=(2D5.B)16=(1011010101.1011)2
2-2 (111010.011)2=(72.3)8=(3A.6)16。 (1000101.1001)2=(105.44)8=(45.9)16。 2-3 真值 原码 补码 反码 0 -0 0.1000 -0.1000 0.1111 -0.1111 1101 -1101
00000000 10000000 0.1000000 1.1000000 0.1111000 1.1111000 00001101 10001101
00000000 00000000 0.1000000 1.1000000 0.1111000 1.0001000 00001101 11110011
00000000 11111111 0.1000000 1.0111111 0.1111000 1.0000111 00001101 11110010
2-4
真值原码补码反码
16
70.0111 0.0111 0.0111
16
40.0100 0.0100 0.0100
16
10.0001 0.0001 0.0001
0 0.0000 0.0000 0.0000
-0 1.0000 0.0000 1.1111
-
16
1 1.0001 1.1111 1.1110升旗时间查询
-
16
4 1.0100 1.1100 1.1011
-
16
7 1.0111 1.1001 1.1000
2-5[X1]补=0.10100，[X2]补=1.01001。
2-6X1=0.10100，X2=-0.01001。
2-7（1）A1=1，A2+A3+A4+A5+A6=1
（2）A1+A2=0，A3＝1 或A1=0，A2=1 或A1＝1
（3）A1+A2+A3=0，A4＝1，A5+A6=1
或A1+A2=0，A3=1
或A2＝1，A1+A3+A4+A5+A6=0
2-8（1）A1=0，A2+A3+A4+A5+A6=1
（2）A1+A2=0，A3=1 或A2=1，A1+A3+A4+A5+A6=0 2-9（1）A1=1，A2+A3+A4+A5+A6=1
（2）A1•A2=1，A3=0 或A1•A2•A3=1，A4+A5+A6=0
2-10
项目补码反码
模数Mod 2n Mod (2n-1)
最大的正数2n-1-1 2n-1-1
最负的数-2n-1- (2n-1-1)
符号位的权2n-12n-1
-1的表示形式11111111 11111110
0的表示形式00000000 00000000 11111111
2-11（1）0≤X≤(216-1)
（2）- (1-2-15)≤X≤(1-2-15)
（3）-1≤X≤(1-2-15)
（4）- (215-1)≤X≤(215-1)
（5）-215≤X≤(215-1)
2-12无符号整数：0≤X≤(232-1)。
补码：-231≤X≤(231-1)。
2-13 原码等于-1，补码等于-127，反码等于-126，移码等于1。
2-14 目的主要有：①使符号位参加运算，从而简化加减法的规则；②使减法运算转化成加法运算，从而简化机器的运算器电路。
+0、+25、+127、-127及-128的原码、反码、补码和移码表示见下表。 十进制真值
原码 反码 补码 移码 补码
（十六进制）
+0 +25 +127 -127 -128
00000000 00011001 01111111 11111111 —
00000000 00011001 01111111 10000000 —
00000000 00011001 01111111 10000001 10000000
10000000 10011001 11111111 00000001 00000000
00H 19H 7FH 81H 80H
2-15 32位补码整数为00003039H ， IEEE 754短浮点数为4640E400H 。 2-16 最大正数=127。 最小规格化正数=
512
1。
绝对值最大的负数= -128。
2-17 （1）非零最小正数：000000,0,100000000；2-33。 （2）最大正数：111111,0,111111111；(1-2-9)×231。
（3）绝对值最小的负数：000000,1,011111111；- (2-1+2-9)×5
22-。 （4）绝对值最大的负数：111111,1,000000000；-231。 2-18 上限（最大正数）=(1-2-(q-1))×1
2)
1p (2--。
下限（绝对值最大的负数）=-1×1
2)
1p (2--。
最小正数=2-(q-1)×)
1p (2
2--。
最小规格化正数=2-1×)
1p (2
2--。
2-19 (2887.75)10。 2-20 BF500000H 。
2-21 （1）41E60000H 。 （2）441C0000H 。 （3）BF200000H 。 （4）00000000H 。 （5）C47A2000H 。 2-22 （1）-7.5。 （2）0.5625。 （3）306。 （4）2。 （5）10。 （6）0。
2-23 I ，!，a ，w ，E ，P ，W ，$。 2-24 （1）0101 0011 1000 0010。 （2）1000 0110 1011 0101。
（3）1011 0011 1110 0010。 （4）1010100000110。 2-25 见教材2.5.2。 2-26 0，0，1。
2-27 至少有两位出错。
2-28 汉明校验码=1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1。 2-29
CRC 码=101011001000111110011。
第3章指令系统
3-1 见教材3.1.1。
3-2 见教材3.1.2。如零地址和一地址的加法指令。
3-3 X=(24-K)×26-⎥⎥
⎤黄焖鸡米饭
⎢⎢⎡62L
双操作数指令24-1。单操作数指令15×26-1，无操作数指令216–212– 26。 3-4 4条三地址指令为
000 XXX YYY ZZZ
┇
011 XXX YYY ZZZ
8条二地址指令为
100 000 XXX YYY
┇
100 111 XXX YYY
180条单地址指令为
101 000 000 XXX
┇
111 110 011 XXX
3-5 不能构成这样的指令系统。 3-6 见教材3.2.1。 3-7 见教材3.2.3。 3-8 见教材3.2.3。
3-9 操作码6位，寻址方式2位，地址码8位。 3-10 （1）1K 字。
（2）指令直接寻址的范围为0.5K 字，可寻址范围为64K 字。 （3）指令直接寻址范围仍为0.5K 字，指令寻址范围仍为64K 字。 （4）指令直接寻址范围为0.25K 字，指令寻址范围仍为64K 字。 3-11 （1）220字。 （2）232字。
3-12 （1）1个机器字。
（2）256个机器字。
（3）65 536个机器字。
（4）65 536个机器字。
3-13（1）00000Q。
（2）54304Q。
（3）46710Q。
（4）00005Q。
3-14（1）0046Q。
（2）1144Q。
（3）0273Q。
（4）0311Q。
3-15（1）063516Q。
（2）002556Q。
刘宽（3）004123Q。
（4）000011Q。
3-16（1）1748H。
（2）2600H。
关于梅花古诗（3）1F1FH。
3-17除取指令以外不访问存储器的寻址方式有立即寻址和寄存器寻址。
除取指令外只需访问一次存储器的寻址方式有直接寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、基址寻址、相对寻址和页面寻址。
二级间接寻址包括取指令在内共访问4次存储器。
3-1800001000（＋8）和11110111（－9）。
转移的目的地址分别为200AH和1FF9H
3-19需要一地址11条和零地址指令9条。
3-20 增加两条DUP指令，另需要一地址指令7条和零地址指令7条。
3-21 见教材3.4.3。
3-22见教材3.4.3。
3-23（1）4。
（2）3.38。
（3）3.48。
3-24（1）2.99。
（2）3.1。
（3）3.2。
指令序号出现的概率Huffman编码2/8扩展编码法3/7扩展编码法
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 0.25
0.20
0.15
0.10
0.08
0.08
0.05
00
01
010
110
0110
1110
01110
00
伊能静哭着说觉得委屈01
1000
1001
乌克兰巨猫angie1010
1011
1100
00
01
10
11000
11001
11010
11011
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