《计算机组成与设计》第三版答案解析(Chapter3)

"《计算机组成与设计：硬件与软件接口》第三版答案" 这部分内容主要涉及计算机体系结构中的一些基础概念和操作，包括数值表示、条件分支、算术运算以及溢出检测等知识点。 1. **数值表示**： - 问题3.1-3.4分别给出了二进制数，要求转换成十进制数或识别其值。这展示了不同进制之间的转换，其中3.4是一个负数的补码表示，表示-250。 - 在二进制中，最高位（符号位）为1表示负数，并通过补码方式表示负数。例如，3.3中的数字在转换为十进制时会进行符号扩展并解释为负数。 2. **条件分支和算术操作**： - 问题3.6给出了一段MIPS汇编代码，演示了如何使用`addu`, `bgez`, 和 `sub`指令进行算术操作和条件分支。这段代码首先将$t3的值复制到$t2，然后检查$t3是否大于等于0。如果$t3是正或零，则跳转到`next`，否则将$t3取反（即求负）并存入$t2。 3. **地址计算和溢出处理**： - 问题3.9讨论了在处理分段地址时可能出现的问题。如果低位部分（A_lower）是负数，在进行加法运算时会被符号扩展，可能导致错误的结果。解决方案是在高位部分（A_upper）增加1，以防低位部分的最高位是1，从而避免计算错误。 4. **比较操作**： - 问题3.10提供了两种方法来检测$t2是否小于$t4或者$t3。这涉及到`addu`和`sltu`指令的使用，`sltu`用于设置条件标志，表明结果是否小于无符号数。 5. **溢出检测**： - 问题3.12探讨了如何检测$s0是否小于$s1。直接相减并查看结果的符号位可能会遇到溢出问题。在溢出情况下，简单的减法不能正确判断大小关系，因此需要更复杂的逻辑来处理这种情况。 这些练习题覆盖了计算机系统设计中的关键概念，包括数据表示、算术运算的实现、程序控制流和错误处理。理解和掌握这些知识点对于理解计算机硬件和软件的交互至关重要。