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计算机体系结构试题及答案

【篇一：计算机体系结构习题(含答案)】

1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6

（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值

rm=16，阶码基值re=2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出

如下数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。

（1）最大尾数（8）最小正数

（2）最小正尾数（9）最大负数

（3）最小尾数（10）最小负数

（4）最大负尾数（11）浮点零

（5）最大阶码（12）表数精度

（6）最小阶码（13）表数效率

（7）最大正数（14）能表示的规格化浮点数个数

2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，表数范围正

数不小于1038，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码

用移码、整数表示。

(1)设计这种浮点数的格式

(2)计算（1）所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大

负数、表数精度和表数效率。

3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1，其中，

p是浮点数的尾数长度。

(1)选择合适的舍入方法。

(2)确定警戒位位数。

(3)计算在正数区的误差范围。

4．假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带

标志符，其指令字长和数据字长均为32位。b处理机的数据带有标

志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指

令数由最多256条减少到不到64条。如果每执行一条指令平均要访

问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。

对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机

和b处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得

到什么启发？

5．一台模型机共有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。

6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零

地址指令3类，并假设每个地址字

段的长度均为6位。

(1)如果双地址指令有15条，单地址指令和零地址指令的条数基本

相同，问单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令

分配操作码。

(2)如果要求3类指令的比例大致为1：9：9，问双地址指令、单地

址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。

7．别用变址寻址方式和间接寻址方式编写一个程序，求c=a+b，

其中，a与b都是由n个元素组成的一维数组。比较两个程序，并

回答下列问题：

(1)从程序的复杂程度看，哪一种寻址方式更好？

(2)从硬件实现的代价看，哪一种寻址方式比较容易实现？

(3)从对向量运算的支持看，哪一种寻址方式更好？

8．假设x处理机的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为

32位。y处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至35位，

其中有3位是标志符，其指令字长由32位减少至30位。并假设一

条指令平均访问两个操作数，每个操作数平均被访问r次。现有一个

程序，它的指令条数为i，分别计算在这两种不同类型的处理机中程

序所占用的存储空间，并加以比较。

9．一种浮点数表示方式的精度不低于10-19，能表示的最大正数不

小于104000，而且正负数对称。尾数用原码、小数表示，阶码用移

码、整数表示，尾数和阶码的基值都是2。

(1)设计这种浮点数的格式，给出各字段的名称和长度。

(2)计算(1)所设计的浮点数格式能够表示的最大正数、最大负数和表

示数的精度。

(3)如果在运算器中没有设置硬件警戒位，则这种浮点数可能采用了

哪一种舍入方法？给出这种舍入方法的舍入规则，在正数区的误差

范围和积累误差。

10．有研究人员指出，如果在采用通用寄存器结构的计算机里加入

寄存器-存储器寻址方式可能提高计算机效率。做法是用：

addr2,0(rb)

代替指令序列

loadr1,0(rb)

addr2,r2,r1

假定使用新的