答案：[x÷y] 补=1.0101，x÷y=-0.1011 (三)浮点数的加减运算
1．设浮点数x=2×0.110101，y=2×（-0.101010），若阶码取3位，尾数取6位(均不包括符号位)，按补码运算步骤计算x+y。
答案：[x+y] 补=0,011；1.000110，x+y=2×（-0.111010）
2．已知x＝[2×(19／32)]，y＝[2×(-45／64)]，若阶码取3位，尾数取6位(均不包括符号位)，试按补码浮点运算步骤计算[x+y]补，并还原成真值。 答案：[x+y] 补=0,101；1.001100
x+y=2×（-0.110100）=2×（-13/16） （四）三级时序系统相关的计算题
1.设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求： ⑴该机的平均指令周期和机器周期。 ⑵每个指令周期包含几个机器周期？
⑶如果机器B的主频为12MHz,，且指令周期包含机器周期数和机器周期包含时钟周期数与A机相同，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS？
答案：根据机器A的主频为8MHz,得时钟周期为1/8MHz=0.125us （1） 机器周期=0.125us×4=0.5us；平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5us （2） 每个指令周期包含2.5/0.5=5个机器周期
（3） 在指令周期包含机器周期数和机器周期包含时钟周期数相同的前提下，两机平均指令执行速度与它们的主频的关系是：
A机的平均指令速度/B机的平均指令速度=A机主频/B机主频 则B机的平均指令执行速度=（0.4MIPS×12MHz）/8MHz=0.6MIPS
2.某CPU主频8MHz，设每个机器周期包含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度为1MIPS。 （1） 求该机平均指令周期。
（2） 求每个指令周期包含的平均机器周期数。
（3） 若改用时钟周期为0.01us的CPU芯片，求平均指令执行速度。 答案：（1）根据平均指令执行速度为1MIPS，则平均指令周期为1/1MIPS=1us。
（2）根据主频为8MHz,得出时钟周期为1/8MHz=0.125us,一个机器周期为0.125us×4=0.5us,一个指令周期包含的平均机器周期数为1/0.5us=2.
（3）改用时钟周期为0.01us的CPU芯片，则一个机器周期为0.01us×4=0.04us,一条指令的执行时间为0.04us×2=0.08us，故平均指令执行速度为1/0.08us=12.5MIPS。 3. (1) (2)
若某机主频为200MHz，每个指令周期平均包含2个机器周期，每个机器周期包含2个时钟周期 求该机平均指令执行速度。
若频率不变，但每个指令周期平均包含5个机器周期，每个机器周期包含4个时钟周期，求平均指
101
5
5
6
011
010
100
令执行速度。
答案：（1）时钟周期=1/200MHz=0.005us。则一条指令的执行时间为0.005us×2×2=0.02us，故该机平均指令执行速度为1/0.02us=50MIPS。
（2）一条指令的执行时间为0.005×4×5=0.1us，故该机平均指令执行速度为1/0.1us=10MIPS。 四．综合应用题 （一）第4章 存储器
1.请写出图4.1中2K×8位ROM芯片、两片1K×4位RAM芯片的地址码范围。并说明哪是系统程序区？哪是用户程序区？
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图4.1 1题图 答案：
主存地址空间分配如下：
（1） 系统程序区（即1片2K×8ROM芯片地址码范围）：8000H～87FFH; （2） 用户程序区（即2片1K×4RAM芯片地址码范围）：8800H～8BFFH;
2.请写出图4.2中2K×8位ROM芯片、左端两片1K×4位RAM芯片和右端两片1K×4位RAM芯片的地址码范围。
图4.2 2题图
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答案：
主存地址空间分配如下：
(1)系统程序区（即1片2K×8ROM芯片地址码范围）：A000H～A7FFH; (2)用户程序区
①左端2片1K×4RAM芯片地址码范围）：A800H～ABFFH; ②右端2片1K×4RAM芯片地址码范围）：AC00H～AFFFH; 第 7 章 指令系统
1.某机指令格式如下图所示：
OP
X A 0 ～ 5 6 7 8 ～ 15 图中X为寻址特征位，且
当X=0时，不变址；
X=1时，有变址寄存器X1进行变址； X=2时，有变址寄存器X2进行变址； X=3时，相对寻址。
设（PC）=1234H，[X1]=0037H，[ X2]=1122H，确定下列指令的有效地址（指令和地址均采用十六进制表示）：
（1）4420；（2）2244；（3）1322；（4）3521。 答：（1）0020H；（2）1166H；（3）1256H；（4）0058H
2.一种一地址指令的格式如下所示：
OP
其中I为间址特征，X为寻址模式，A为形式地址。设R为通用寄存器，也可作为变址寄存器。在表7.2中填写适当的寻址方式名称。
表7.2 寻址表
寻址方式名称 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ I 0 0 0 0 1 1 1 1 X 00 01 10 11 00 01 10 11 有效地址EA EA=A EA=(PC)+A EA=(R)+A EA=R EA=(A) EA=((PC)+A) EA=((R)+A) EA=（R） I X A 答：①直接寻址 ②相对寻址 ③变址寻址
④寄存器直接寻址 ⑤间接寻址 ⑥先相对后间址 ⑦先变址再间址 ⑧寄存器间接寻址 3.某机机器字长、指令字长和存储字长均为16位，指令系统共能完成50种操作，采用相对寻址、间接、直接寻址。试问：
⑴指令格式如何确定？各种寻址方式的有效地址如何形成？ ⑵能否增加其他寻址方法？说明理由。
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答：（1）根据题意指令格式为
6 2 8
OP X A
其中，OP为操作码，6位，可完成50种操作；
X为寻址模式，取2位，可定义4种寻址方式，定义如下： X=00直接寻址，EA=A； X=01相对寻址，EA=(PC)+A； X=10间接寻址，EA=（A）。
（2）由于上述指令格式中寻址模式X=11尚未使用，故可增加一种寻址方式，如立即寻址，此时A即为操作数。
第10章 控制单元的设计
1.比较组合逻辑控制器和微程序控制器的设计思想。
答：两种控制器的相同之处是：均有PC、IR、时序电路、中断系统及状态条件。不同之处主要是微操作命令序到形成部件不同，组合逻辑控制器的核心部件是门电路，微程序控制器的核心部件是控制存储器ROM。 2.写出采用组合逻辑控制器完成SUB α（α为主存地址）指令的微操作命令及节拍安排。 答案如下： 取指周期
T0 PC→MAR，1→R(读命令) T1 M(MAR)→MDR,(PC)+1→PC T2 MDR→IR,OP (IR)→ID 执行周期
T0 Ad(IR)→MAR,1→R (即α→MAR) T1 M (MAR)→MDR T2 (ACC)-（MDR）→ACC
3.写出采用微程序控制器完成SUB α指令的微操作命令及节拍安排。 答案如下： 取指周期
T0 PC→MAR，1→R T1 Ad (CMDR)→CMAR
T2 M (MAR)→MDR，(PC)+1→PC T3 Ad (CMDR)→CMAR T4 MDR→IR
T5 OP(IR)→微地址形成部件→CMAR 执行周期
T0 Ad (IR)→MAR，1→R(即α→MAR) T1 Ad (CMDR)→CMAR T2 M (MAR)→MDR T3 Ad (CMDR)→CMAR T4 (ACC) －（MDR）→ACC T5 Ad (CMDR)→CMAR
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