计算机系统结构期末重点题目及考点

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1、.第一章：1.2.如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。每一级为了执行一条指令需要下一级的N条指令解释，若执行第一级的一条指令需kns，那执行第2级、第3级、第4级的指令需要多少时间？第1级1条1级指令kns第2级1条2级指令N条1级指令1·N·kns=Nkns第3级1条3级指令N条2级指令1·N·N·kns=N2kns第4级1条4级指令N条3级指令1·N·N·N·kns=N3kns1.8.从机器（汇编）语言程序员看，以下哪些是透明的？n指令地址寄存器；指令缓冲器；时标发生器；条件码寄存器；乘法器；主存地址寄存器；磁盘外设；先行进位链；移位器；通用寄存器；

2、中断字寄存器。见下表，“√”为透明性概念指令地址寄存器，×，指令缓冲器，√，时标发生器，√，条件码寄存器，×，乘法器，√，主存地址寄存器，√，磁盘，×，先行进位链，√，移位器，√，通用寄存器，×，中断字寄存器，×，第二章：2.2在尾数采用补码、小数表示且p=6，阶码采用移码、整数表示且q=6，尾数基rm为16，阶码基re为2的情况下：(1)最大尾数为：1－rm-p＝1－16-6，0.FFFFFF(2)最小正尾数为：1/rm＝1/16，0.100000(3)最小尾数为：-1，1.000000(4)最大负尾数为：-(rm-1+rm-p)＝(16-1+16-6)，1.EFF

3、FFF(5)最大阶码为：req－1＝26－1＝63，7F，包括符号位共7个1(6)最小阶码为：-req＝-26＝-64，00，包括符号位共7个0(7)最大正数为：(1－16-6)1663，7FFFFFFF(8)最小正数为：16-65，00100000(9)最大负数为：-(16-1+16-6)16-64，80EFFFFF(10)最小负数为：-1663，FF000000(11)浮点零为：00000000(12)表数精度为：16-5/2＝2-21《13)表数效率为：15/16＝93.75％(14)能表示的规格化浮点数个数为：2×15×165×27+12.13一个处理机共有1

4、0条指令，各指令在程序中出现的概率如下表：指令信号 出现概率 Huffman编砝码 2/8扩展编砝码 3/7扩展编砝码I10.25010000I20.20110101I30.15001100010..I40.10101100111000I50.080000101011001I60.081001101111010I70.051000110011011I80.0400011110111100I90.03000101111011101I100.020001001111111100已知10条指令使用频度，求3种编码方法的平均码长与信息冗余量。(1)此问中的“最优Huffman

5、编码法”实际是指码长下限，即信源的平均信息量──熵，代公式得H=2.9566。(2)Huffman编码性能如下表；(3)2/8扩展编码是8/64/512法的变种，第一组2条指令，码长为2（1位扩展标志，1位编码）,第二组8条指令，码长为4（1位扩展标志，与第一组区别，加3位编码），编码性能如下表；(4)3/7扩展编码是15/15/15法的变种，第一组3条指令，码长为2（共有4种组合，其中3种组合分别代表3条指令，留1种组合作为扩展前缀标志）,第二组7条指令，码长为5（2位固定的前缀扩展标志，与第一组区别，加3位编码，只用其中7种组合），编码性能如下表。Huffman编

6、码2/8扩展编码3/7扩展编码平均码长L2.993.13.2信息冗余量R1.10%4.61%7.59%2.14一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。(1)要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。(2)设计8字长的寄存器-寄存器型指令3条，16位字长的寄存器-存储器型变址寻址方式指令4条，变址范围不小于±127。请设计指令格式，并给出各字段的长度和操作码的编码。解：(1)要使得到的操作码长度最短，应采用Huffman编码，构造Huffman

7、树如下：..由此可以得到7条指令的编码分别如下：这样，采用Huffman编码法得到的操作码的平均长度为：H=2×(0.35+0.25+0.20)+3×0.10+4×0.05+5×(0.03+0.02)=1.6+0.3+0.2+0.25=2.35(2)设计8位字长的寄存器-寄存器型变址寻址方式指令如下，因为只有8个通用寄存器，所以寄存器地址需3位，操作码只有两位，设计格式如下：三条指令的操作码分别为00，01，10设计16位字长的寄存器-存储器型变址寻址方式指令如下：四条指令的操作码分别为1100，1101，1110，11112.15某处理机的指令字长