计算机系统结构习题解答

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1、《计算机系统结构》部分习题参考答案1.2解：这儿要注意的是第一级是最低的级别，而不是最高的级别。第二级：NKns第三级：N2Kns第四级：N3Kns1.4解：第二级：N/Mks第三级：(N/M)2ks第四级：(N/M)3ks1.6解：计算机系统结构：是从系统结构设计者的角度看到的系统特性及功能视图，它对计算机组成提出了明确的功能需求和设计目标。计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现：计算机组成的物理实现。例：对于同样系统结构的IBM系列机，人们为了提高性能，加入了通道、外围处理机、先行控制、流水线等。

2、而对于组成相仿的两类计算机，器件的集成度、布局等物理实现又可能不同。1.8解：对汇编语言程序员而言透明的有：指令缓冲器、时标发生器、乘法器、先行进位链、移位器。1.11解：系列机是指由同一厂家生产并具有相同系统结构的计算机，但具有不同的计算机组成与实现。可行：(1)(3)(4)(6)(7)不可行：(2)(5)(8)1.17解：Sn=1/((1–Fe)+Fe/Se)=1/((1–0.9)+0.9/5)=3.571.19解：CPI＝∑CPIi×[Ii/Ic]＝45000/105＋（32000×2）/105＋（150

3、00×2）/105＋（8000×2）/105＝1.55MIPS＝(40×106)/(1.55×106)＝25.8MIPSTe＝105/(25.8×106)＝3.88ms1.24解：CPI＝1，则有：T未＝IC×CPI×T（1－5％)＝0.95IC×TT优＝IC×CPI×T（1－30％）＋IC×CPI×T×30％（1－1/3）＝0.9IC×T由于T优/T未＝0.9/0.95＝0.947所以，优化后的方案使计算机工作速度更快。1.28解：原始MFLOPS＝195578/（10.8×106）＝0.018正则化后MFL

4、OPS＝195578/（13.6×106）＝0.014指令正则化后的具体值＝f/CPI＝16.6M/（6×106）＝2.772.2解：1)最大尾数：1－16-62)最小正尾数：16-13)最小尾数：－(1－16-6)4)最大负尾数：－16-15)最大阶码：26－16)最小阶码:－267)最大正数：(1－16-6)*16648)最小正数：16-1*16-649)最大负数：-16-1*16-6410)最小负数：－(1－16-6)*1664+111)浮点零：012)表数精度：1/2×16-(6-1)13)表数效率：1

5、5/1614)能表示的规格数浮点数个数：2×15×165×2×26+12.3解：1)最大正数：2127(2-2-23)2)2)最小正数：2-126.2-23=2-1493)最大负数：－2-1494)最小负数：－2128(1－2-24)5)表数精度：2-23156)表数效率：99.6%2.5解：1)设计浮点数的格式：2-P=10-7..2P=－log210-7.2=7.2×log210尾数为24位，阶码为7+1位。2)计算：①①   最大正数：2128=3.4×1038②②   最大负数：－2-127×224＝－

6、3.5×10-46③③   表数精度：1/2×2-23＝2-24＝10-7..22④④   表数效率：50%2.6解：1)   0.2的两种表示：IBM：00000000001100110011001100110011IEEE：001111101<1>100110011001100110011002)转换规则：①①         找出尾数中首位为1的第K位(二进制,尾数)；②②         尾数左移k位，移出部分丢掉，右边添加0；③③         e2=4e1－125－k④④         s2=s

7、13)转换规则：①① e1=(e2-127)/4；②② e1=e1+63；③③ k=4e1-e2+127；④④ 右移K位，将0.m1转化为16进制。2.9解：1)舍入方法为：上舍下入2)警戒位位数：1位3)在正数区的误差范围：－2-p-1(1-2-q+1)~2-p-12.10解：要点：指令数由256减少到64，减少了两位指令码。在A处理机中所占的空间为：MA=1000*32+（1000*2*32）/8=40000bit在B处理机中所占的空间：39000bitMB=1000*30+（1000*2*36）/8=39

8、000bit2.13解：指令序号出现的概率Huffman编码法2/8扩展编码法3/7扩展编码法I10.25000000I20.20100101I30.15010100010I40.10110100111000I50.080110101011001I60.081110101111010I70.051111110011011I80.0401110110111100I90.030111101