1、第二章練習題（1）、單項選擇題在下面各題的4個備選答案中，只有一個答案是正確的，請把正確答案的標號 填入題后面的括號中。數(shù)據(jù)表示的含義是（BAD)A.表示數(shù)據(jù)所米用的數(shù)制和碼制B.硬件能夠直接識別的數(shù)據(jù)類型C.數(shù)據(jù)類型D.浮點數(shù)的表示方式2.浮點數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=8，尾數(shù)長度p=2，可以表示的規(guī)格化（C）。A.0.5B .0.25C.0.125D .0.0156253.浮點數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=16,尾數(shù)長度p=2，可以表示的規(guī)格化（D）。115A.2B .2161255C.256D .2564多維數(shù)組的自定義數(shù)據(jù)表示通常米用（B)°A.浮點數(shù)表示B.帶數(shù)據(jù)描述符的數(shù)據(jù)表示C.帶

2、標志符的數(shù)據(jù)表示D.帶標志符和數(shù)據(jù)描述符的數(shù)據(jù)表示5不需要編址的數(shù)據(jù)存儲空間是（C)°A.CPU中通用寄存器B.主存儲器C.堆棧D.I/O接口中的寄存器6.干均碼長最短的編碼疋（D）。A.定長碼B.擴展碼C.需要根據(jù)編碼使用的頻度計算平均碼長后確定D.Huffman 編碼7.下述4種編碼中，不是 2-4擴展編碼的是（D) °A.1/12B.2/8C.3/4D.4/88.2-4擴展編碼最多可以得到的碼點數(shù)是（D)°A.6B.9）。1.最小正尾數(shù)最大正尾數(shù)的值是的值是C. 10D. 1300, 01*4, 10*4, 11*49. RISC執(zhí)行程序的速度比 CIRC要

3、快的原因是（ C ）。A . RISC的指令系統(tǒng)的指令數(shù)比較少B. 程序在RISC上編譯生成的目標程序比較短C. RISC的指令平均周期數(shù)比較少D. RISC只允許Load指令和Store指令訪問存儲器10. RISC采用交叉寄存器窗口技術(shù)，從而大大減少了（B ）。A .絕大多數(shù)指令的執(zhí)行時間B. 程序調(diào)用引起的訪問存儲器的次數(shù)C. 目標程序的指令條數(shù)D. CPU訪問存儲器的訪問周期二、填空題1. 設計一種浮點數(shù)據(jù)表示方式需要確定的6個參數(shù)分別是：（尾數(shù)的基rm的值），（尾數(shù)的值 m的數(shù)制和碼制），（尾數(shù)長度p）,（階碼的基re的值），（階碼的值e的 數(shù)制和碼制），（階碼長度q）。2. 浮點數(shù)

4、的表數(shù)范圍是指（用有限的q位階碼和p位尾數(shù)能夠表示的浮點數(shù)的數(shù)值大小的 范圍）。3. 可表示浮點數(shù)的正數(shù)區(qū)間：規(guī)格化浮點數(shù)的最大正數(shù)值由尾數(shù)的（ 最大正數(shù)值）與階碼（最大正數(shù)值）組合而成； 規(guī)格化浮點數(shù)的最小正數(shù)值由尾數(shù)的（ 最小正數(shù)值）與階碼（最小負數(shù)值）組合而成。 規(guī)格化浮點數(shù)的最大負數(shù)值由尾數(shù)的（ 最大負數(shù)值）與階碼（最小負數(shù)值）組合而成； 規(guī)格化浮點數(shù)的最小負數(shù)值由尾數(shù)的（ 最小負數(shù)值）與階碼（最大正數(shù)值）組合而成。4. 若浮點數(shù)尾數(shù)的長度為p位，尾數(shù)的基為rm，那么，尾數(shù)的rm進制數(shù)的位數(shù)是（P）。log 2 rm5. 若浮點數(shù)尾數(shù)的長度為p位，尾數(shù)的基為rm,那么，可以表示的規(guī)格化

5、浮點數(shù)的表數(shù)精、1-（pd）度是（rm2三、判斷題V;錯誤的敘述在括號內(nèi)打（7 ）判斷下列各題的敘述是否正確，正確的敘述在括號內(nèi)打“ “漢”并簡述錯誤的理由。1 .指令系統(tǒng)和數(shù)據(jù)表示都是計算機系統(tǒng)的主要軟件硬件分界面。2. 浮點數(shù)表示可以表示實數(shù)范圍內(nèi)的所有實數(shù)。（x）浮點數(shù)表示的實數(shù)在實數(shù)軸上是不連續(xù)的，因此它只能表示有限的實數(shù)3. 帶標志符的數(shù)據(jù)表示增大了數(shù)據(jù)字的字長，從而會增大目標程序在這種機器上運行時占 用的存儲空間。 （ X ）數(shù)據(jù)的總存儲量雖然加大了， 但由于簡化了指令系統(tǒng)，指令只需指出操作種類，不需指 出數(shù)據(jù)類型等，每條指令的字長可以縮短。只要設計合理，整個程序（包括指令和數(shù)據(jù)）

6、的 總存儲量反而有可能減少，即使增加也不會增加得太多。機器采用帶標志符的數(shù)據(jù)表示使數(shù)據(jù)字增長，但是會使指令字縮短。 一般程序中的指令字要多于訪問的數(shù)據(jù)字，因此，目標程序運行時占用的存儲空間會減少。4帶標志符的數(shù)據(jù)表示簡化了指令系統(tǒng)，加快了指令的執(zhí)行速度。（ X）帶標志符的數(shù)據(jù)表示簡化了指令系統(tǒng)，但降低了指令的執(zhí)行速度。P69指令執(zhí)行時需要對數(shù)據(jù)字 2逐個進行識別，判斷是否與指令規(guī)定的操作相容，因此，指令執(zhí)行更費時了5 在引入帶標志符的數(shù)據(jù)表示的機器中，數(shù)據(jù)的“標志符”對高級語言程序員是透明的。 （彳 ）P666 因為寄存器的位數(shù)大于主存儲器單元的位數(shù)，所以，在把存儲空間組織為2個地址空間的組織

7、方式中，把 CPU通用寄存器和I/O接口寄存器“編址”為 1個地址空間，主存單獨 編址為另一個存儲空間。（ X ）由于寄存器的存儲容量比主存儲器要小得多，所以，寄存器所要求的地址長度更短。在把存儲空間組織為 2個地址空間的組織方式中，把主存儲器與輸入輸出設備統(tǒng)一編址為1個地址空間，而把通用寄存器獨立編址為另一個存儲空間。在2個地址空間的組織方式中，CPU通用寄存器“單獨編址”為1個地址空間，主存和I/O接口寄存器“統(tǒng)一編址”為另一個地址空間。7.對給定的頻度分布pi，由哈夫曼算法生成的哈夫曼樹的結(jié)構(gòu)是唯一的，因此，得出哈夫曼編碼的“平均碼長”是唯一的。（X ）對給定的頻度分布Pi,哈夫曼樹的結(jié)

8、構(gòu)并不是唯一的，但平均碼長是唯一的。由哈夫曼算法生成的哈夫曼樹時，如果當前的頻度集合有 2個以上的結(jié)點可供選擇，貝懷同的選擇會生成結(jié)構(gòu)不同的哈夫曼樹，由此得出的哈夫曼編碼也不同，但“平均碼長”是相同的。&擴展編碼要求所有的“短碼”都不能是“長碼”的前綴，否則會產(chǎn)生解碼不唯一的問題。 （ ）9. 2-4擴展編碼和2/4擴展編碼是同一種擴展編碼的2種表示。（ X ）2 4擴展編碼要求短碼為兩位長度，長碼為四位長度，不限定短碼和長碼分別有多少種。2/4擴展編碼只是要求短碼有兩種，長碼有四種，但并不限定短碼和長碼的長度。2-4擴展編碼是“碼長”的表示方式，2/4擴展編碼是“碼點”的表示方式，它

9、們一般表示的“擴展碼”不相同。10. 由于RISC簡化了指令系統(tǒng)，因此， RISC上的目標程序比 CISC上的目標程序短一些， 程序運行的時間就會少一些。（ X ）CISC通過使用硬件加快使用頻度高的指令的執(zhí)行，并用一條新的指令代替那些使用頻度高的指令串，簡化了目標程序的代碼。因此CISC上的目標程序比 RISC上的目標程序短一些。RISC簡化了指令系統(tǒng)，通過一系列技術(shù)使得程序運行時間比CISC的少一些。RISC上的目標程序一般會比CISC上的目標程序長一些，但是，RISC的指令平均周期數(shù) CPI比CISC的CPI要小得多，因此，RISC上的目標程序運行的時間會少一些。四、應用題1 一個處理機

10、有IiIio共10條指令，經(jīng)過統(tǒng)計，各指令在程序中的使用頻度分別為：Pi=0.25 ,P2=O.2O, p3=0.15, p4=0.10, p5=0.08, p6=0.08, p7=0.05, p8=0.04, p9=0.03, pio=O.O2。(1) 計算這10條指令的操作碼編碼的最短“平均碼長”。(2) 寫出這10條指令的操作碼的哈夫曼編碼，并計算編碼的“平均碼長”和信息冗余量。(3) 采用3/7擴展編碼和2/8擴展編碼寫這10條指令的操作碼，并分別計算“平均碼長” 和信息冗余量。問哪一種擴展編碼比較好？并說明其理由。解：(1 )平均碼長最短的編碼是Huffman編碼：P92最短平均碼長

11、為：H =0.25*2+0.2*2.32+0.15*2.73+0.1*3.32+0.08*3.64+0.08*3.64+0.05*4.32+0.04*4.64+0.03*5.05+0.02*5.64 = 2.96(2)根據(jù)給出的使用頻度，在應用哈夫曼算法構(gòu)造哈夫曼樹的過程中，選擇2個頻度最小的結(jié)點合并時，有 2個以上的結(jié)點可供合并，因此，可生成結(jié)構(gòu)不同的哈夫曼樹。給出2棵哈夫曼樹，分別如圖 A和圖B所示：圖去哈夫曼樹計算2種哈夫曼編碼的“平均碼長”分別為:10La - 'Pi Lai =0.25 2 0.20 2 0.15 3 0.10 3 0.08 4i A.0.08 40.05 5

12、0.04 5 0.03 50.02 5 =2.9（位）10Lb -'piLbi =0.25 2 0.20 2 0.15 3 0.10 3 0.08 4i a0.08 40.05 4 0.04 5 0.03 60.02 6 =2.9（位）可見，盡管哈夫曼編碼不是唯一的，但平均碼長卻是唯一的。2種哈夫曼編碼的信息冗余量分別為：廣I I"r2 96、& = 1X100% = 1 1*100% =1.0%ILa丿<2.99 丿Ix/2 96 Rb=1"00%=1.卜 100%=1.0%ILb丿I2.99 丿顯然，應當有：Ra=Rbo（3）采用3/7擴展編碼和2/8擴展編碼寫這10條指令的操作碼，并分別計算“平均碼長” 和信息冗余量。采用在2 5不等長擴展：3/7擴展編碼：000110110001100111110平均碼長：（0.25+0.20+0.15 ） *2+ （0.1+0.08+0.08+0.05+0.04