系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第二章

1、第二章 3.程序員編寫程序時(shí)使用的地址是(C)41頁頁 A.主存物理地址 B.有效地址 C.邏輯地址 D.基址 4.堆棧機(jī)器(堆棧數(shù)據(jù)表示)的特點(diǎn)不包括(D)32頁頁 A.有力地支持子程序的嵌套和遞歸調(diào)用 B.有豐富的堆棧操作指令且功能強(qiáng)大 C.有力地支持高級(jí)語言程序的編譯 D.訪問堆棧的速度低 5.四種浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)下溢處理方法中，實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的方法是(A )38頁頁 A.截?cái)喾?B.舍入法 C.恒置“1”法 D.查表舍入法 2.當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的基rm=8，尾數(shù)長(zhǎng)度m=6時(shí)，可表示的規(guī)格化最小正 尾數(shù)的值是( B ) A.164B.0.125 C.0.25D.0.5 3.RISC采用重疊寄存器窗口技

2、術(shù)，可以減少( C ) A.絕大多數(shù)指令的執(zhí)行時(shí)間B.目標(biāo)程序的指令條數(shù) C.程序調(diào)用引起的訪存次數(shù)D.CPU訪存的訪問周期 12.尋址方式的三種面向分別是面向寄存器尋址、面向（堆棧尋址） 和面向主存尋址。 13.在可表示浮點(diǎn)數(shù)的正數(shù)區(qū)間，規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的最小正數(shù)值由尾數(shù) 的最小整數(shù)值與階碼的（最大正數(shù)）組合而成。 4.在多數(shù)機(jī)器中，浮點(diǎn)數(shù)的階碼采用的進(jìn)制是( A ) A.二進(jìn)制B.八進(jìn)制 C.十進(jìn)制D.十六進(jìn)制 4浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)基值rm=8，以rm為基的尾數(shù)位數(shù)m=2，則可表示的規(guī) 格化最大尾數(shù)值為( ) A1/64B1/8C7/8D63/64 11數(shù)據(jù)表示指的是能由機(jī)器硬件直接識(shí)別和引用的 _。

3、 12根據(jù)操作數(shù)或信息存放的位置，多數(shù)計(jì)算機(jī)分別具有 面向_、寄存器和_的尋址方式。 13信息在存儲(chǔ)器中按整數(shù)邊界存儲(chǔ)的目的是提高 _，但是它會(huì)造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)。 2浮點(diǎn)數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=16，尾數(shù)長(zhǎng)度p=8，可表示 的規(guī)格化最大正尾數(shù)的值是（D ） A1256B12 C1516D255256 3下列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間為隱含尋址方式的是（ D） ACPU中的通用寄存器B主存儲(chǔ)器 CIO接口中的寄存器D堆棧 13.尋址方式指的是指令按什么方式尋找(或訪問)到所需的操作數(shù)或信 息的，具有分別面向_主存主存_、_寄存器寄存器_和堆棧的尋址方式。 【40頁】 11.自定義數(shù)據(jù)表示包括_標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示標(biāo)

4、志符數(shù)據(jù)表示_和_數(shù)據(jù)描述符數(shù)據(jù)描述符_兩類。 【28頁】 4.下列四種浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)下溢處理方法中，平均誤差可以調(diào)節(jié)的是( B ) A.截?cái)喾˙.舍入法 C.恒置“1”法D.查表舍入法 12.引入數(shù)據(jù)表示的原則，一看系統(tǒng)的效率是否提高，即是否減少了 實(shí)現(xiàn)時(shí)間和（存儲(chǔ)空間），其次看其（通用性）和利用率是否高。 12指令的操作碼優(yōu)化編碼方法有（哈夫 曼編碼）和（擴(kuò)展編碼）。 13在可表示浮點(diǎn)數(shù)的負(fù)數(shù)區(qū)間，規(guī)格化 浮點(diǎn)數(shù)的最大負(fù)數(shù)值由尾數(shù)的（最大負(fù)數(shù) 值）與階碼的（最小負(fù)數(shù)值）組合而成。 12.引入數(shù)據(jù)表示的原則，一是看系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 軟件移植的效率是否提高，即是否減少了 實(shí)現(xiàn)時(shí)間和存儲(chǔ)空間，其次是看其通用

5、性 和利用率是否高。 13.邏輯地址是程序員編程用的地址，主存 物理地址是程序在主存中的實(shí)際地址。 14.指令格式優(yōu)化指的是如何用最短的位數(shù) 來表示指令的操作信息和地址信息，使程 序中指令的平均字長(zhǎng)最短。 24.簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)可采用的基本技術(shù)。 1.按按RISC一般原則設(shè)計(jì)。一般原則設(shè)計(jì)。 2.邏輯實(shí)現(xiàn)用硬聯(lián)與微程序結(jié)合邏輯實(shí)現(xiàn)用硬聯(lián)與微程序結(jié)合 3.用重疊寄存器窗口。用重疊寄存器窗口。 4.指令用流水和延遲轉(zhuǎn)移。指令用流水和延遲轉(zhuǎn)移。 5優(yōu)化設(shè)計(jì)編譯系統(tǒng)。優(yōu)化設(shè)計(jì)編譯系統(tǒng)。 【5558頁頁】 簡(jiǎn)述RISC的優(yōu)缺點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)化了指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，適合VLSI的實(shí)現(xiàn)。 （2）提高了機(jī)

6、器的執(zhí)行速度和效率。 （3）降低了設(shè)計(jì)成本，提高了系統(tǒng)的可靠性。 （4）可直接支持高級(jí)語言的實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了編譯程序 的設(shè)計(jì)。 缺點(diǎn)：（1）由于指令少，使原在CISI上的單一指令完 成的某些復(fù)雜功能現(xiàn)在要用多條RISC指令才能完成，加 重了 匯編語言程序的設(shè)計(jì)。 （2）對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算執(zhí)行和虛擬存儲(chǔ)器的支持雖有很大 加強(qiáng)，但仍顯得不足。 （3）RISC機(jī)器的編譯程序比CISC的難寫。 22.簡(jiǎn)述尋址方式在指令中的兩種指明方式， 并說明它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 23.簡(jiǎn)述RISC的優(yōu)缺點(diǎn)。 22.簡(jiǎn)述堆棧機(jī)器(堆棧數(shù)據(jù)表示)的特點(diǎn)。 答: (1)有高速寄存器組成的硬件堆棧，并附加控 制電路讓它與主存中的堆棧區(qū)在邏輯

7、上構(gòu)成整， 使堆棧的訪問速度是寄存器的，容量是主存的。 (2)有豐富的堆棧操作指令且功能很強(qiáng)，直接可 對(duì)堆棧中的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算和處理。 (3)有力的支持高級(jí)語言程序的編譯。 (4)有力的支持子程序的嵌套和遞歸調(diào)用。 25簡(jiǎn)述在高級(jí)數(shù)據(jù)表示中，標(biāo)志符數(shù)據(jù) 表示的主要優(yōu)點(diǎn)。 26簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)的原則。 22簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)RISC結(jié)構(gòu)采用的基本技術(shù)。 27.浮點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)使用的階基rp=2，階值位數(shù)p=3， 尾數(shù)基值rm=8，以rm為基的尾數(shù)位數(shù)m=2，計(jì)算 在非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格化情況下的最小尾數(shù)值、 最大尾數(shù)值、最大階值、可表示數(shù)的最小值和最 大值及可表示的數(shù)的個(gè)數(shù)。 答:最小尾數(shù)值:1/8 最大

8、尾數(shù)值:63/64 最大階值:7 可表示數(shù)的最小值:1/8 可表示數(shù)最大值:504 可表示的數(shù)的個(gè)數(shù):448 5.（1）浮點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)使用的階基rp=2, 階值位數(shù)p=2,尾數(shù)基值rm=10，以 rm為基的尾數(shù)位數(shù)m=1,按照使用 的倍數(shù)來說，等價(jià)于m=4, 試計(jì)算在 非負(fù)階、正尾數(shù)、規(guī)格化情況下的 最小尾數(shù)值、最大尾數(shù)值、最大階 值、可表示的最小值和最大值及可 表示數(shù)的個(gè)數(shù)。 （2）對(duì)于rp=2,p=2,rm=4,m=2,重 復(fù)以上計(jì)算。 解 依題意列下表： 題中“按照使用的倍數(shù)來說，等價(jià) 于m=4,” 這個(gè)m=4,因?yàn)?31024, 等價(jià)為實(shí)際要4個(gè)二進(jìn)制位，表示 RM=10為基的一位 p=2

9、,rm=10,m=1p=2,rm=4,m=2 最小尾數(shù) 值 10-1=0.14-1=0.25 最大尾數(shù) 值 1-10-1=0.91-4-2=15/16 最大階值2p-1=33 可表示的 最小 值 0.10.25 可表示的 最大 值 103*0.9=90043*15/16=60 可表示數(shù) 的個(gè) 數(shù) 3648 6.由4位數(shù)（其中最低位為下溢附加位）經(jīng)ROM查 表舍入法，下溢處理成3位結(jié)果，設(shè)計(jì)使下溢處理 平均誤差接近于零的ROM表，列出ROM編碼表地 址與內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 解： ROM編碼表地址與內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系 地址00000001001000110100010101100111100010011

10、01010111100110111101111 內(nèi)容000001001010010011011100100101101110110111111111 28浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理采用ROM查表 舍入法，地址位數(shù)k=4(其中最低位為下溢 處理之附加位)，下溢處理成3位結(jié)果，設(shè)計(jì) 使下溢處理平均誤差接近于零的ROM表， 寫出ROM中存放的下溢處理表。 29.假設(shè)某機(jī)器共有8條指令(I1-I8)，使用頻度如題 29表所示，要求： 題29表 指令使用頻度 piI10.30I20.10I30.25I40.15I50.05I60.04I70.01I80. 10(1)構(gòu)造哈夫曼(Huffman)樹； (2)列表

11、寫出操作碼的哈夫曼編碼和只有兩種碼長(zhǎng) 的擴(kuò)展操作碼； (3)分別計(jì)算使用哈夫曼編碼和只有兩種碼長(zhǎng)的擴(kuò) 展操作碼的平均碼長(zhǎng)。 解：（1）構(gòu)造哈夫曼(Huffman)如下圖： (2)操作碼的哈夫曼編碼和只有兩種碼長(zhǎng)的 擴(kuò)展操作碼如下表： (3)分別計(jì)算使用哈夫曼編碼和只有兩種碼 長(zhǎng)的擴(kuò)展操作碼的平均碼長(zhǎng)為: 12.某模型機(jī)9條指令使用頻率為： ADD(加) 30% SUB(減) 24% JOM(按負(fù)轉(zhuǎn)移) 6% STO(存) 7% JMP(轉(zhuǎn)移) 7% SHR(右移) 2% CIL(循環(huán)) 3% CLA(清加) 20% STP(停機(jī)) 1% 要求有兩種指令字長(zhǎng)，都按雙操作數(shù)指令格式編排，采用擴(kuò)展操

12、作碼， 并限制只能有兩種操作碼碼長(zhǎng)。設(shè)該機(jī)有若干通用寄存器，主存為16 位寬，按字節(jié)編址，采用按整數(shù)邊界存儲(chǔ)。任何指令都在一個(gè)主存周 期中取得，短指令為寄存器-寄存器型，長(zhǎng)指令為寄存器-主存型，主 存地址應(yīng)能變址尋址。 (1)僅根據(jù)使用頻率，不考慮其它要求，設(shè)計(jì)出全Huffman操作碼，計(jì) 算其平均碼長(zhǎng); (2)考慮題目全部要求，設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)用的操作形式，并計(jì)算其操作碼的 平均碼長(zhǎng); (3)該機(jī)允許使用多少可編址的通用寄存器？ (4)畫出該機(jī)兩種指令字格式，標(biāo)出各字段之位數(shù); (5)指出訪存操作數(shù)地址尋址的最大相對(duì)位移量為多少個(gè)字節(jié)？ 解： 第(1)和(2)中Huffman和擴(kuò)展操作碼的編碼及平均碼長(zhǎng)如下表： 指令I(lǐng)i使用頻度PiHuffman編碼擴(kuò)展操作碼編碼 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 30% 24% 20% 7% 7% 6% 3% 2% 1% 10 00 01 1100 1101 1110 11110 111110 111