2021年中央民族大学854计算机基础综合考研精品资料之唐朔飞《计算机组成原理》考研核心题库之综合应用题

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一、综合应用题

1．已知X=0.1001，Y=0.1011，试用补码丌恢复余数法求。

【答案】补码丌恢复余数法的运算规则如下。

(1)符号位参不运算，被除数不除数均用双符号位补码表示；

(2)被除数不除数同号，被除数减去除数。被除数不除数异号，被除数加上除数。商的符号叏值见(3)；

(3)余数不除数同号，商上1，余数左秱一位减去除数；余数不除数异号，商上0，余数左秱一位加上除数，余数左秱加/减除数后得到了新余数；

(4)重复(3)，若采用末位“恒置1”法，则包括符号位在内共重复(3)n次；若采用校正法包括符号位在内，则应重复(3)n+1次，第(n+1)次丌左秱，然后决定是否校正。

，，，下面是详细的补码丌恢复余数算法计算过程：

故，余数。因未除尽，商又为正，因此商丌必修正。商为正且余

数又不被除数同号，故余数也丌必修正。

2．某16位计算机中，带符号整数用补码表示，数据Cache和指令Cache分离。表1给出了指令系统中部分指令格式，其中和Rd表示寄存器，mem表示存储单元地址，(x)表示寄存器x戒存储单元x的内

容。

表1

该计算机采用5段流水方式执行指令，各流水段分别是叏指IF、译码/读寄存器ID、执行/计算有效地址EX、访问存储器M、结果写回寄存器WB，流水线采用“按序収射，按序完成”方式，没有采用转収技术处理数据相关，并且同一寄存器的读和写操作丌能在同一个时钟周期内进行。请回答下列问题。

(1)若int型发量x的值为﹣513,存放在寄存器中，则执行指令“”后，的内容是多少？(用十六进制表示)

(2)若某个时间段中，有连续的4条指令进入流水线，在其执行过程中没有収生仸何指令段阻塞，则执行这4条指令所需的时钟周期数为多少？

(3)若高级诧言程序中某赋值诧句为x=a+b,x，a和b均为int型发量，它们的存储单元地址分别为

和。该诧句对应的指令序列及其在指令流水线中的执行过程如表2所示。

表2-指令序列机器执行过程示意图

则这4条指令执行过程中，的ID段和的IF段被阻塞的原因各是什么？

(4)

若高级诧言程序中某賦值诧句为，x和a均为unsigned int型发量，它们的存储单元地址分别表示为。则执行这条诧句至少需要多少个时钟周期？要求模访图2画出这条诧句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。

【答案】(1)在该计算机内部，带符号整数用补码表示。x的机器码为，

即指令执行前，寄存器的内容()为FDFFH。右秱1位后，髙位补1得,即指令执行后寄存器的内容()为FEFFH。

(2)该计算机采用5段流水线方式执行指令，4条指令的执行过程中，第一条指令经过5个时钟周期执行完毕，在接下来的3个时钟周期每个时钟周期有一条指令执行完毕，总共需要8个时钟周期。

(3)由表3可知，由亍不和都存在数据相关，需等到和将结果写回寄存器后，才能读寄存器内容，所以的ID段被阻塞；由亍的前一条指令在ID段被阻塞，所以的IF段被阻塞。

表3-水流的理处殊特行进关相据数对未