第二章 指令系统

一.简答

1 数据类型、数据表示和数据结构之间的关系是什么?在设计一个计算机系统时,确定数据表示的原则主要有哪几个?

   
 
  
 
  

二.证明

1 证明:在浮点数的字长和表数精度一定时,尾数基rm取2或4,浮点数具有最大的表数范围。

   
 
  
 
  

三.计算

1 设有两个浮点数,
(1)将x,y的尾数转换为二进制补码形式。
(2)设尾数3位,符号位1位,阶码2位,阶符1位,通过补码运算求出z=x-y的二进制浮点规格化结果。

   
 
  
 
  

2 一台模型机共有7条指令,各指令的使用频率分别为45%,30%,15%,5%,3%,1%和1%,要求操作码的平均长度最短(操作码的位数为整数)。
(1)请设计操作码的编码,并计算所设计操作码的平均长度。
(2)如果采用3位固定编码,与你设计的编码相比,信息冗余量为多少?

   
 
  
 
  

3 试回答有关RISC、CISC以及超标量的结构问题:就指令格式、寻址方式和每条指令的周期数CPI等方面比较RISC和CISC处理机的指令系统结构

   
 
  
 
  

四.应用

1 分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?