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1、第一章计算机系统概论第二章运算方法和运算器第三章存储系统第四章指令系统第五章中央处理器第六章总线系统目录【例】用一台40MHz处理机执行标准测试程序，程序所含的混合指令数和每类指令的CPI如表所示，求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。【解】：总指令数为：45000+32000+15000+8000=100000条各类指令所占的比例分别是：整数运算为45%，数据传送为32%，浮点操作为15%，控制传送为8%。有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间分别计算如下：(1)有效CPI为1×0.45+2×0.32+2×0.15+2×0.08=1.55
2、CPI(2)MIPS速率为40×106/(1.55×106)≈25.8MIPS(3)程序的执行时间为100000×1.55/(40×106)=0.003875s【例】若浮点数x的二进制存储格式为(41360000)16，求其32位浮点数的十进制值。【解】：将x展开成二进制：0100,0001,0011,0110,0000,0000,0000,0000数符：0阶码：1000,0010尾数：011,0110,0000,0000,0000,0000指数e＝阶码－127＝10000010－01111111＝00000011=(3)10包括隐藏位1的尾数：1
3、.M＝1.01101100000000000000000＝1.011011于是有x＝(－1)s×1.M×2e＝＋(1.011011)×23＝＋1011.011＝(11.375)10【例】:将十进制数20.59375转换成32位浮点数的二进制格式来存储。【解】：首先分别将整数和分数部分转换成二进制数：20.59375＝10100.10011然后移动小数点，使其在第1，2位之间10100.10011＝1.010010011×24e＝4于是得到：e=Ｅ–127S＝0，E＝4＋127＝131=1000,0011，M＝010010011最后得到32位浮点数的
4、二进制存储格式为01000001101001001100000000000000＝(41A4C000)16【例】设机器字长16位,定点表示,尾数15位,数符1位,问：(1)定点原码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少? (2)定点原码小数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?【解】(1)定点原码整数表示最大正数值＝(215－1)10＝(＋32767)100111111111111111最小负数值＝－(215－1)10＝(－32767)101111111111111111(2)定点原码小数表示最大正数值＝(1－2－15)10＝(＋0.111.
5、..11)2最小负数值＝－(1－2－15)10＝(－0.111..11)2若把问题换成补码，则结果又是什么？即(1)定点补码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少? (2)定点补码小数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?【解】(1)定点补码整数表示最大正数值＝(215－1)10＝(＋32767)100111111111111111最小负数值＝－215＝(－32768)101000000000000000(2)定点补码小数表示最大正数值＝(1－2－15)10＝(＋0.111...11)2最小负数值＝－1【解】[x]补=00.1100 [y
6、]补=00.1000[x]补00.1100+ [y]补00.100001.0100符号位出现“01”，表示已溢出，正溢。即结果大于+1【例】x=+0.1100,y=+0.1000,用变形补码求x+y。【解】[x]补=11.0100 [y]补=11.1000[x]补11.0100+ [y]补11.100010.1100符号位出现“10”，表示已溢出，负溢出。即结果小于-1【例】x=-0.1100,y=-0.1000,用变形补码求x+y。【例】：ｘ=+011,ｙ=+110,变形移码求[x+y]移和[x-y]移,并判断是否溢出。【解】：阶码取3位
7、（不含符号位），其对应的真值范围是：-8~+7[x]移=01011,[y]补=00110,[-y]补=11010[x+y]移=[x]移+[y]补=[x-y]移=[x]移+[-y]补=01011+0011010001结果上溢。结果正确,为-3。01011+1101000101【例】设ｘ＝＋15，ｙ＝－13，用带求补器的原码阵列乘法器求出乘积ｘ×ｙ＝？（设最高位为符号位）【解】输入数据为：[ｘ]原＝01111[ｙ]原＝11101乘积符号位：xf⊕yf=1算前求补器的使能控制信号=0，算前求补输出为：
8、ｘ
9、＝1111，
10、ｙ
11、＝11011111×)1101
12、1111000011111111011000011算后求补器的使能控制信号也为0，算后求补输出为：11000011，加上符
