计算机组成原理重点整理(白中英版)_考试必备
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 00010011 0110 0000 0000 0000 0000
S 阶码(8位) 尾数(23位) 指数e=阶码-127=10001=00000011=(3)10 包括隐藏位1的尾数
1、M=1、011 0110 0000 0000 0000 0000=1、011011 于就是有
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:首先分别将整数与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
4
10100、10011=1、010010011×2 e=4于就是得到:
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: 0000000000=(41A4C000)16
sE－128
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)×(1、M)×2 问:它所表示的规格化的最大正数、最小正数、最大负数、最小负数就是多少？
(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
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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 [x*y]原 = 1, 11 0100 0101 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 带求补器的补码阵列 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 [x]补 = 0 11011, [y]补 = 1 00001 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 乘积符号位单独运算0⊕1＝1 尾数部分算前求补输出│X│＝11011,│y│＝11111 1 1 0 1 1 * 1 1 1 1 1 X×Y＝-0、1101000101 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 (2) 原码阵列 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 x = -0、11111, y = -0、11011 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 符号位: x0⊕y0 = 1⊕1 = 0 [x]补 = 11111, [y]补 = 11011
1 1 1 1 1
*1 1 0 1 1 [x*y]补 = 0,11010,00101 1 1 1 1 1 带求补器的补码阵列 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 [x]补 = 1 00001, [y]补 = 1 00101 1 1 1 1 1 乘积符号位单独运算1⊕1＝0 1 1 1 1 1 尾数部分算前求补输出│X│＝11111,│y│＝11011 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1
*1 1 0 1 1 X×Y＝0、1101000101 1 1 1 1 1 5、 计算浮点数x+y、x-y 1 1 1 1 1 -101-100 0 0 0 0 0 x = 2*(-0、010110), y = 2*0、010110 1 1 1 1 1 [x]浮= 11011,-0、010110 1 1 1 1 1 [y]浮= 11100,0、010110 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 Ex-Ey = 11011+00100 = 11111 [x]浮= 11100,1、110101(0)
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x+y 1 1、 1 1 0 1 0 1 规格化处理: 0、101100 阶码 11010
-6
+ 0 0、 0 1 0 1 1 x+y= 0、101100*2 x-y 1 1、1 1 0 1 0 1 : 1+ 1 1、1 0 1 0 1 0 规格化处理、011111 阶码 11100
-4
1 1、0 1 1 1 1 1 x-y=-0、100001*2
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:实际上就是写操作。所有存储元的原始状态均处“1”状态,这就是因为擦除操作时控制栅不加正电压。编程操作的目的就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。如果某存储元仍保持“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写0、写1的情况。实际上编程时只写0,不写1,因为存储元擦除后原始状态全为1。要写0,就就是要在控制栅C上加正电压。一旦存储元被编程,存储的数据可保持100年之久而无需外电源。
读取操作:控制栅加上正电压。浮空栅上的负电荷量将决定就是否可以开启MOS晶体管。如果存储元原存1,可认为浮空栅不带负电,控制栅上的正电压足以开启晶体管。如果存储元原存0,可认为浮空栅带负电,控制栅上的正电压不足以克服浮动栅上的负电量,晶体管不能开启导通。当MOS晶体管开启导通时,电源VD提供从漏极D到源极S的电流。读出电路检测到有电流,表示存储元中存1,若读出电路检测到无电流,表示存储元中存0,如图(b)所示。
擦除操作:所有的存储元中浮空栅上的负电荷要全部洩放出去。为此晶体管源极S加上正电压,这与编程操作正好相反,见图(c)所示。源极S上的正电压吸收浮空栅中的电子,从而使全部存储元变成1状态。
*cache:设存储器容量为32字,字长64位,模块数m=4,分别用顺序方式与交叉方式进行组织。存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位,总线传送周期=50ns。若连续读
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