第二章
1 设x=-15，y=+13，数据用补码表示，用带求补器的阵列乘法器求出乘积x×y，并用十进制数乘法进行验证。
2 已知x=-0.01111，y=+0.11001,求： ① [x]补，[-x]补，[y]补，[-y]补；
② x+y,x-y,判断加减运算是否溢出。
3 某机字长32位，定点表示时，最高位为符号位，浮点表示时，阶码占10位，尾数占22位（各包含一位符号位），（要求用补码考虑数的大小）
请回答下列问题：
⑴带符号定点小数的表示范围是多少？ ⑵浮点表示时，负数的表示范围是多少？
4 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数x，真值表示为
X=(-1)S ×(1.M)×2E-128
问：它所能表示的规格化最大正数，最小正数，最大负数，最小负数是多少？ 5 有两个浮点数N1=2j1×S1,N2=2j2×S2，其中阶码用4位移码、尾数用8位原码表示（含1位符号位）。设j1=(11)2, S1=(+0.0110011)2, j2=(-10)2, S2=(+0.1101101)2，求N1+N2，写出运算步骤及结果。
6 将数(20.59375)10转换成IEEE754标准32位浮点的二进制存储格式。 7 若浮点数x的IEEE754标准存储格式为(41260000)16，求其浮点数的十进制数值。
第三章
1 用2M×8位的SRAM芯片，设计8M×32位的SRAM存储器。 2 某计算机系统中，CPU可输出20条地址线（A19～A0），8条数据线（D7～D0）和1条控制线（WE#），主存储器按字节编址，由容量为8KB的ROM和32KB的RAM构成，拟采用8K × 4位的ROM芯片2片，32K × 2位的RAM芯片4片。
要求：ROM的地址范围为18000H～19FFFH，RAM的地址范围为98000H～9FFFFH，画出CPU与主存储器的连接图。
3 设存储器容量为64M字，字长为64位，模块数m=8，分别用顺序和交叉方式进行组织。存储周期T=100ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期?=50ns。 求：顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？
4 某计算机系统的内存储器由cache和主存构成，cache的存取周期为45ns，主存的存取周期为200ns。已知在一段给定的时间内，CPU共访问内存4500次，其中340次访问主存。问： （1）cache命中率是多少？
（2）CPU访问内存的平均时间是多少ns? （3）cache－主存系统的效率是多少？
5 某计算机的存储系统由cache、主存和磁盘构成。cache的访问时间为15ns；如果被访问的单元在主存中但不在cache中，需要用60ns的时间将其装入cache，然后再进行访问；如果被访问的单元不在主存中，则需要10ms的时间将其从磁盘中读入主存，然后再装入cache中并开始访问。若cache的命中率为90%，主存的命中率为60%，求该系统中访问一个字的平均时间。
6 某计算机的存储器系统采用L1、L2 Cache和主存3级分层结构，访问第一级命中率95％，访问第二级时命中率50％，其余50％访问主存，假定访问L1 Cache需要1个时钟周期，访问L2 Cache和主存分别需要10个和100个时钟周期。问：平均需要多少个时钟周期？
第四章
1．某机的指令格式如下所示
用变址寄存器RX2寻址；X=11：相对寻址
X为寻址特征位：X=00：直接寻址；X=01：用变址寄存器RX1寻址；X=10： 设(PC)=1234H,(RX1)=0037H,(RX2)=1122H（H代表十六进制数），请确定下列指令中的有效地址：
①4420H ②2244H ③1322H ④3521H 2．一种二进制RS型32位的指令结构如下：
其中OP为操作码字段，X为寻址模式字段，D为偏移量字段，其寻址模式定义为有效地址E算法及说明列表如下：
请写出6种寻址方式的名称。
3．某机器的单字长单地址指令，指令字长为32位，共有40条指令，通用寄存器有128个，主存最大寻址空间为64M。寻址方式有立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、相对寻址六种。请设计指令格式，并做必要说明。
第五章
1 某32位机共有微操作控制信号52个，构成5个相斥类的微命令组，各组分别包含4个、5个、8个、15个和20个微命令。已知可判定的外部条件有CY和ZF两个，微指令字长29位。
（1）给出采用用断定方式的水平型微指令格式。 （2）控制存储器的容量应用多少位？
2 CPU的数据通路如图所示。运算器中R0～R3为通用寄存器，DR为数据缓冲寄存器，PSW为状态字寄存器。D-cache为数据存储器，I-cache为指令存储器，PC为程序计数器（具有加1功能），IR为指令寄存器。单线箭头信号均为微操作控制信号（电位或脉冲），如LR0表示读出R0寄存器，SR0表示写入R0寄存器。 （1）机器指令“LDA (R3),R0”实现的功能是：以（R3）的内容为数存单元地址，读出数存该单元中数据至通用寄存器R0中。
（2）机器指令“STO R1,（R2）”实现的功能是：将寄存器R1中的数据写到以（R2）的地址的数存单元中。
（3）机器指令“ADD R2，R0”实现的功能是：将R2和R1的数据进行相加，求和结果打入到寄存器R0中。
（4）机器指令“JMP （R3）”实现的功能是：将寄存器（R3）的内容2008送到程序计数器PC，下一条指令将从指存2008号单元读出执行。JMP是无条件转移指令。
请画出该取数指令周期流程图，并在CPU周期框外写出所需的微操作控制信号。（一个CPU周期有T1～T4四个时钟信号，寄存器打入信号必须注明时钟序号）。 3 一台模拟机的数据通路如图所示，其中ALU完成加、减、传送（X）三种操作，MUX是三选一多路开关，R1～R3是通用寄存器。RAM是双端口存储器，其中DRAM为数据存储器（CE1为读写使能，RD/WE#为读/写命令），IRAM为指令存储器（只读）。AR为数据地址存储器，PC为程序计数器（具有自动加1功能），IR为指令寄存器。所有的单箭头为控制微命令。请回答下列5个问题：
⑴指出运算器中的相斥性微操作。 ⑵指出存储器中的相容性微操作。
⑶采用直接控制方式，设计微程序控制器中的微指令格式。规定判别字段2位，下地址字段5位。
⑷部分微命令采用编码控制，设计微指令格式。要求微指令字长≤24位。