3.1.1 试题描述
试题1
某计算机系统中，16位浮点数的表示格式如图3-1所示。其中阶码4位（含1位符号）为定点整数，尾数12位（含1位符号）为定点小数。
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设一个数机器码为1110 0010 1000 0000，若阶码为移码且尾数为原码，则其十进制数真值为 （1） 。
（1） A．20 B．25 C．0.078 125 D．20.969 375
试题2、3
某计算机主存按字节嘀罚鞔嬗敫咚倩捍鍯ache的地址变换采用组相联映像方式（即组内全相联，组间直接映像）。高速缓存分为2组，每组包含4块，块的大小为512B，主存容量为1MB。构成高速缓存的地址变换表相联存储器容量为 （2） bit。每次参与比较的存储单元为 （3） 个。
（2） A．4×10 B．4×11 C．8×10 D．8×11
（3） A．2 B．4 C．8 D．16
试题4
16个微处理器的编号分别为0、1、2、3、…、15，当采用四维立方体单级互连函数Cube3时，7号微处理器与 （4） 号微处理器相连接。
（4） A．3 B．7 C．14 D．15
试题5
某指令流水线由5段组成，各段所需要的时间如图3-2所示。连续输入10条指令时的吞吐率为 （5） 。
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要点解析
（1）A。要点解析：为了充分利用尾数来表示更多的有效数字，即提高数据的表示精度，通常采用规格化浮点数。规定浮点数在运算结束将运算结果存到计算机中时，必须是规格化的浮点数。规格化浮点数尾数的最高数值位是有效数字，即正尾数0.5≤F<1，负尾数–1 对于本试题的解答思路是，对给定的机器码按浮点数格式得到阶码和尾数，然后将阶码变为十进制数，最后得到浮点数的十进制真值。如果给定的浮点数机器码不是用规格化表示的，则可将其表示为规格化的机器码。规格化时，先看给定的浮点数机器码的尾数是用什么码表示的，然后再看是否已是规格化数，如果不是，将尾数小数点移位，但要注意，为保持浮点数的真值不变，阶码一定要进行相应的调整。在解答此类题目时，一定要注意题目条件中给出的阶码和尾数是用什么码表示的，否则很容易出错，而得不到正确的计算结果。 针对本题，对所给机器码1110 0010 1000 0000，按所规定的浮点数表示形式，可知阶码为1110（最高位为阶符1），尾数为0010 1000 0000（最高位为尾符0）。 ① 若阶码为移码，1110表示为十进制数加6，尾数为原码表示加0.0101B，所以浮点数为260.0101B= 010100B=20。 ② 若阶码为补码，1110表示为十进制数减2，尾数为补码，因该尾数为正数，即加0.0101，该浮点数为2–20.0101B=0.000101B=0.078125D。将此浮点数用规格化数形式表示：2–20.0101B=2–30.101B，阶码–3的补码为1101，因为浮点数规格化要求尾数最高数据位为有效数据位，即尾数绝对值大于等于0.5。 （2）C； （3）B。要点解析：某计算机主存按字节编址，主存与高速缓存Cache的地址变换采用组相联映像方式（即组内全相联，组间直接映像）。高速缓存分为2组，每组包含4块，块的大小为512B，主存容量为1MB。① 由于主存容量为1MB=220，高速缓存分为2=21组（即区内组号为1位），每组包含4=22块（即组内块号为2位），块的大小为512B=29（即块内地址为9位），因此主存区号=20-1-2-9=8位。 （4）D。要点解析：四维立方体单级互联函数（Cube3）的运算规则是，从已知的微处理器编号的二进制数右边第0位起，数到第3位，并对该位求反即可得到所求的微处理器编号。因此对于第7号微处理器，其二进制编码为0111，经过变换后为1111，即与第15号微处理器相连接。 （5）C。要点解析：从图3-2中可看出，该流水线各段所经历的时间不一样，因此，该指令流水线吞吐率的计算公式为
② 主存与高速缓存Cache的地址变换采用组相联映像方式（即组内全相联，组间直接映像），高速缓存的地址变换表的相联存储器中存放的用于比较的是8位的主存区号和2位的组内块号，因此，相联存储器的一个单元应存放10位二进制数。
③ 由于高速缓存共有8块，因此，高速缓存的地址变换表的相联存储器容量应为8×10位。
④ 由于组间采用直接映像，不需要进行比较，但组内采用全相联映像，需要在一组的4块内进行比较，故每次参与比较的存储单元为4个。
注意，如果本试题所采用的是全混洗单级互联函数Shuffle（无进位左循环一位的函数），那么第7号微处理器的编码（0111）经变换后为1110，即为第14号微处理器。
，式中m为流水线的段数；n为输入的指令数；Δti为第i段所需时间；Δtj为该段流水线中瓶颈段的时间。将题中已知条件代入上式，则吞吐率TP的计算结果如下所示。
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