计算机系统结构期末重点题目及考点.doc资源-CSDN文库

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第一章：

如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成  级。每一级为了执行一条指令需

要下一级的  条指令解释，若执行第一级的一条指令需 ，那执行第  级、第  级、第

 级的指令需要多少时间？

第  级  条  级指令 

第  级  条  级指令  条  级指令 

第  级  条  级指令  条  级指令 





第  级  条  级指令  条  级指令 





从机器（汇编）语言程序员看，以下哪些是透明的？

 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；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 ，阶码采用移码、整数表示且 ，尾数基

 为 ，阶码基  为  的情况下：最大尾数为：－＝－

，最小正尾数为：＝，最小尾数为： ，

最大负尾数为：＝，最大阶

码为：－＝－＝，，包括符号位共  个 最小阶码为：＝＝

，，包括符号位共  个 最大正数为：－，最小正

数为：，最大负数为：，最

小负数为：，浮点零为：表数精度为：＝

《表数效率为：＝％能表示的规格化浮点数个数为：



2.13 一个处理机共有 10 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 Human 编砝码 2/8 扩展编砝码 3/7 扩展编砝码

I1 0.25 01 00 00

I2 0.20 11 01 01

I3 0.15 001 1000 10

I4 0.10 101 1001 11000

I5 0.08 0000 1010 11001

I6 0.08 1001 1011 11010

I7 0.05 1000 1100 11011

I8 0.04 00011 1101 11100

I9 0.03 000101 1110 11101

I10 0.02 000100 1111 111100

已知  条指令使用频度，求  种编码方法的平均码长与信息冗余量。

此问中的“最优 !"# 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 。

 !"# 编码性能如下表；

 扩展编码是  法的变种，第一组  条指令，码长为 （ 位扩展标志，

位编码）$第二组  条指令，码长为 （ 位扩展标志，与第一组区别，加  位编码），编

码性能如下表；

 扩展编码是  法的变种，第一组  条指令，码长为 （共有  种组合，其

中  种组合分别代表  条指令，留  种组合作为扩展前缀标志）$第二组  条指令，码长为

（ 位固定的前缀扩展标志，与第一组区别，加  位编码，只用其中  种组合），编码性

能如下表。

!"# 编码  扩展编码  扩展编码

平均码长 %

  

信息冗余量 &

' ' '

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 Human 编码，构造 Human 树如下：

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