计算机组成原理作业.ppt

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1、计算机组成原理作业信息工程学院田晶第三章3.5设某机器字长8位，有两个数的石榴进制表示为9CH和FFH。试问：若它们分别表示为下列格式的机器数，其对应的十进制真值是多少？①无符号整数9CH=10011100B=128+16+8+4=156FFH=11111111B=128+64+32+16+8+4+2+1=28-1=255②原码表示的定点整数9CH=10011100B=─（16+8+4）=─28FFH=11111111B=─（128+64+32+16+8+4+2+1）=（27-1）=─127③原码表示的定点小数9CH=

2、10011100B=─0.0011100=─（2-3+2-4+2-5）=─0.21875FFH=11111111B=─1111111=─（2-1+2-2+2-3+2-4+2-5+2-6+2-7）=─（1-2-7）④补码表示的定点整数9CH=10011100B=─1100100=─（64+32+4）=─100FFH=11111111B=─（0000000+1）=─0000001=─1⑤补码表示的定点小数9CH=10011100B=─0.1100100=─（2-1+2-2+2-5）=─0.78125FFH=11111111

3、B=─（0.000000+1）=─0.0000001=─2-7=0.00781253.8设某浮点数格式为：字长12位，阶码6位，用移码表示；尾数8位，用补码表示。阶码在前，尾数在后（包括数符），则按照此格式，求解以下问题。（1）已知X=─25/64，Y=2.875求X、Y的规格化的浮点数表示形式。解：X=─25/64=─（11001/1000000）=─0.11001×2-1，则:[X]浮=0,11111;1.1100100;Y=2.875=10.111B=0.10111×210则:[Y]浮=1,00010;0.101

4、1100（2）已知Z的浮点数以十六进制表示为9F4H，则求Z的十进制真值。解:9F4H=1则阶码[Z]移=100111,则[Z]补=000111尾数[Z]原=1.10100故:Z=─0.10100×27=─1010000B=─(64+16)=－80第四章4.28设主存容量为256K字,Cache容量为2K字,块长为4。（1）设计Cache地址格式，Cache中可装入多少块数据？（2）在直接映射方式下，设计主存地址格式。（3）在四路组相联映射方式下，设计主存地址格式。（4）在全相联映射方式下，设计主存地址格式。（5）若存

5、储字长为32位，存储器按字节寻址，写出上述三种映射方式下主存的地址格式。解：（1）主存256K字，则主存地址长度18位Cache2K字，则Cache地址11位块长4，则块内地址2位；Cache共有2K/4=512块，则Cache块地址9位则Cache地址格式为：9位2位共11位（2）直接映射方式下主存地址格式：7位9位2位总长18位（3）四路组相联映射方式下主存地址格式：主存字块标记Cache字块地址字块内地址Cache字块地址字块内地址共18位（4）全相联映射方式下主存地址格式16位2位共18位（5）存储字长32位，

6、即4B，则块长为16B主存256K字为256K×4B=1MB，20位地址，主存有1MB÷16B=128K个块Cache2K字为2K×4B=8KB，Cache有8KB÷16B=512个块主存字块标记组地址字块内地址9位7位2位主存字块标记块内地址直接映射方式主存地址格式7位9位4位共20位四路组相联映射方式主存地址格式9位7位4位共20位全相联映射方式主存地址格式16位4位共20位主存字块标记组地址字块内地址主存字块标记Cache字块地址字块内地址主存字块标记字块内地址4.29假设CPU执行某段程序时共访问Cache命中

7、4800次，访问主存200次。已知Cache的存储周期为30ns，主存的存取周期是150ns，求Cache的命中率及Cache-主存系统的平均访问时间和效率，试问该系统的性能提高了多少倍？解：Cache命中率=4800÷（4800+200）=96%平均访问时间=30×0.96+150×0.04=34.8ns效率e=(30÷34.8)×100%=86.2%性能提高了150÷34.8-1=3.3倍4.32设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每块有8个字，每字32位。设计一个四路组相连映射的Cache组织。（1

8、）画出主存地址字段中各段的位数。设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0,1,2，……，89号单元读出90个字（主存依次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（2）若Cache的速度是主存速度的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍？解:(1)根据题意:每字块有8个字,每个字32位故主存地址字