《计算机组成原理》白中英版第二章复习

本文通过一个具体的16进制数实例,详细解释了如何使用IEEE754标准将一个32位单精度浮点数转换为其十进制数值。包括逐位分解、指数真值计算、尾数转换等关键步骤。

一、假定采用IEEE754IEEE754IEEE754单精度浮点数格式表示一个数为45100000H45100000H45100000H,则该数值为:
步骤:
1.逐位分解,因为此数为161616进制,故每位分解为444位二进制形式:
32位表示为:0100010100010000000000000000000032位表示为:010001010001000000000000000000003201000101000100000000000000000000

2.按照IEEE754IEEE754IEEE754323232位浮点数格式进行划分
000 100010101000101010001010 001000000000000000000000001000000000000000000000001000000000000000000000
上面分别代表:一个符号位,8位阶码,23位尾数

3.浮点数的指数真值eee变为阶码EEE时需要加上固定的偏转值127127127,因此:
E=e−127E=e-127E=e127
即:
e=E−127e=E-127e=E127
这里的阶码计算结果为(138)10(138)_{10}(138)10,故e=138−127=11e=138-127=11e=138127=11

4.因为在小数点后,末尾的000可以不运算,尾数可以表示为001001001,结果加上小数点前隐藏的111
(1.001)2−>(1.125)10(1.001)_{2}->(1.125)_{10}(1.001)2>(1.125)10

最终结果为:(1.125)10×(2)11(1.125)_{10}\times(2)^{11}(1.125)10×(2)11


补充:

位数符号位阶码E尾数M
321823
6411152
8011564

一共20套 本科生期末试卷 一 一. 选择题 (每小题1分,共10分) 1. 计算机系统中的存贮器系统是指______。d A RAM存贮器 B ROM存贮器 C 主存贮器 D 主存贮器和外存贮器 2. 某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾。若用定点小表示,则最大正小为______。b A +(1 – 2-32) B +(1 – 2-31) C 2-32 D 2-31 3. 算术 / 逻辑运算单元74181ALU可完成______。c A 16种算术运算功能 B 16种逻辑运算功能 C 16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 D 4位乘法运算和除法运算功能 4. 存储单元是指______。c A 存放一个二进制信息位的存贮元 B 存放一个机器字的所有存贮元集合 C 存放一个字节的所有存贮元集合 D 存放两个字节的所有存贮元集合; 5. 相联存贮器是按______进行寻址的存贮器。c A 地址方式 B 堆栈方式 C 内容指定方式 D 地址方式与堆栈方式 6. 变址寻址方式中,操作的有效地址等于______。c A 基值寄存器内容加上形式地址(位移量) B 堆栈指示器内容加上形式地址(位移量) C 变址寄存器内容加上形式地址(位移量) D 程序记器内容加上形式地址(位移量) 7. 以下叙述中正确描述的句子是:______。ad A 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相容性微操作 B 同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D 同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 8. 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时______。c A 减少了信息传输量 B 提高了信息传输的速度 C 减少了信息传输线的条 D 加重了CPU的工作量 9. 带有处理器的设备一般称为______设备。a A 智能化 B 交互式 C 远程通信 D 过程控制 10.某中断系统中,每抽取一个输入据就要中断CPU一次,中断处理程序接收取样的 据,并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要X秒。另一方面,缓冲区内每存储 N 个据,主程序就将其取出进行处理,这种处理需要Y秒,因此该系统可以跟踪到每 秒______次中断请求。 A.N / (NX + Y) B. N / (X + Y)N C .min[1 / X ,1 / Y] D. max[1 / X ,1 / Y] 二. 填空题(每小题3分,共24分) 1.存储A.______并按B.______顺序执行,这是C.______型计算机的工作原理。 2.移码表示法主要用于表示A.______的阶码E,以利于比较两个B.______的大小和 C.______操作。 3.闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及A.______能力,为现有的B.______体 系结构带来巨大变化,因此作为C.______用于便携式电脑中。 4.寻址方式按操作的A.______位置不同,多使用B.______和C.______型,前者比后者执 行速度快。 5.微程序设计技术是利用A.______方法设计B.______的一门技术。具有规整性、可维护 性、C .______等一系列优点。 6.衡量总线性能的重要指标是A.______,它定义为总线本身所能达到的最高B.______。PCI 总线的带宽可达C.______。 7.显示适配器作为CRT和CPU的接口,由A. ______存储器,B. ______控制器,C. ______ 三部分组成。 8.DMA技术的出现使得A. ______可通过B. ______直接访问C. ______。 三. 应用题 1. (11分)设机器字长32位,定点表示,尾31位,符1位,问: (1) 定点原码整表示时,最大正是多少?最大负是多少? (2) 定点原码小表示时,最大正是多少?最大负是多少? 2. (11分)设存储器容量为32字,字长64位,模块m = 4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T = 200ns,据总线宽度为64位,总线周期τ = 50ns .问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少? 3. (11分)指令格式如下所示,OP为操作码字段,试分析指令格式特点。 31 26 22 18 17 16 15 0 4. (11分)已知某机采用微程序控制方式,其存储器容量为512×48(位),微程序在整个控制存储器中实现转移,可控制微程序的条件共4个,微指令采用水平型格式,后继微指令地址采用断定方式,如图所示: ←操作控制→ ←—————— 顺序控制 ————————→ (1) 微指令中的三个字段分别应多少位? (2) 画出对应这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。 5. (11分)画出PCI总线结构图,说明三种桥的功能。 6. (11分)某机用于生产过程中的温度据采集,每个采集器含有8位据缓冲寄存器一个,比较器一个,能与给定范围比较,可发出“温度过低”或“温度过高”的信号,如图B1.1所示。主机采用外设单独编址,四个采集器公用一个设备码,共用一个接口,允许采用两种方式访问: (1) 定期巡回检测方式,主机可编程指定访问该设备中的某一采集器。 (2) 中断方式,当采集温度比给定范围过底或过高时能提出随机中断请求,主机应能判别是哪一个采集器请求,是温度过低或过高。 请拟定该接口中有哪些主要部件(不要求画出完整的连线图),并概略说明在两 种方式下的工作原理
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