计算机组成原理重点整理

下载后可任意编辑 浮点存储： 1．若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。 解：将16进制数展开后，可得二制数格式为 0 100 00010011 0110 0000 0000 0000 0000 S 阶码(8位) 尾数(23位) 指数e=阶码-127=10000010-01111111=00000011=(3)10 包括隐藏位1的尾数 1.M=1.011 0110 0000 0000 0000 0000=1.011011 于是有 x=(-1)S×1.M×2e=+(1.011011)×23=+1011.011=(11.375)10 2. 将数(20.59375)10转换成754标准的32位浮点数的二进制存储格式。 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=1.010010011×24 e=4于是得到： S=0, E=4+127=131, M=010010011 最后得到32位浮点数的二进制存储格式为： 01000001101001001100000000000000=(41A4C000)16 3. 假设由S,E,M三个域组成的一个32位二进制字所表示的非零规格化浮点数ｘ,真值表示为（非IEEE754标准）：ｘ＝(－1)s×(1.M)×2E－128 问：它所表示的规格化的最大正数、最小正数、最大负数、最小负数是多少？ (1)最大正数 0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111 ｘ＝[1＋(1－2-23)]×2127 (2)最小正数 000 000 000000 000 000 000 000 000 000 00 ｘ＝1.0×2－128 (3)最小负数 111 111 111111 111 111 111 111 111 111 11 ｘ＝－[1＋(1－2－23)]×2127 (4)最大负数 100 000 000000 000 000 000 000 000 000 00 ｘ＝－1.0×2－128 4.用源码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xXy。 （1）x=11000 y=11111 (2) x=-01011 y=11001 （1）原码阵列 x = 0.11011, y = -0.11111 符号位: x0⊕y0 = 0⊕1 = 1 [x]原 = 11011, [y]原 = 11111 1 1 0 1 1 * 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 [x*y]原 = 1， 11 0100 0101 带求补器的补码阵列 [x]补 = 0 11011, [y]补 = 1 00001 乘积符号位单独运算0⊕1＝1 1 1 0 1 1 * 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 尾数部分算前求补输出│X│＝11011，│y│＝11111 X×Y＝-0.1101000101 (2) 原码阵列 x = -0.11111, y = -0.11011 符号位: x0⊕y0 = 1⊕1 = 0 [x]补 = 11111, [y]补 = 11011 1 1 1 1 1 *1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 [x*y]补 = 0,11010,00101 带求补器的补码阵列 [x]补 = 1 00001, [y]补 = 1 00101 乘积符号位单独运算1⊕1＝0 尾数部分算前求补输出│X│＝11111，│y│＝11011 1 1 1 1 1 *1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 X×Y＝0.1101000101 5. 计算浮点数x+y、x-y x = 2-101*(-0.010110), y = 2-100*0.010110 [x]浮= 11011,-0.010110 [y]浮= 11100,0.010110 Ex-Ey = 11011+00100 = 11111 [x]浮= 11100,1.110101(0) x+y 1 1. 1 1 0 1 0 1 + 0 0. 0 1 0 1 1 0 0 0. 0 0 1 0 1 1 规格化处理: 0.101100 阶码 11010 x+y= 0.101100*2-6 x-y 1 1.1 1 0 1 0 1 + 1 1.1 0 1 0 1 0 1 1.0 1 1 1 1 1 规格化处理: 1.011111 阶码 11100 x-y=-0.100001*2-4 6. 设过程段 Si所需的时间为τi,缓冲寄存器的延时为τl,线性流水线的时钟周期定义为 τ＝max{τi}＋τl＝τm＋τl 流水线处理的频率为 f＝1/τ。 一个具有k 级过程段的流水线处理 n 个任务需要的时钟周期数为Tk＝k＋(n－1)， 所需要的时间为： T＝Tk × τ 而同时，顺序完成的时间为：T＝n×k×τ k级线性流水线的加速比： *Ck = TL ＝ n·k Tk k＋(n－1) 内部存储器 *闪存：高性能、低功耗、高可靠性以及移动性 编程操作：实际上是写操作。所有存储元的原始状态均处“1”状态，这是因为擦除操作时控制栅不加正电压。编程操作的目的是为存储元的浮空栅补充电子，从而使存储元改写成“0”状态。假如某存储元仍保持“1”状态，则控制栅就不加正电压。如图(a)表示编程操作时存储元