计算机组成原理课后习题详解：补码运算与存储系统设计

《计算机组成原理》第三版网络版是科学出版社白中英编著的一本教材，本书深入浅出地讲解了计算机硬件的基本构成和工作原理。在课后的习题部分，我们发现以下几个关键知识点： 1. 变形补码计算溢出判断： - 习题1中的第5小题，通过变形补码相加，如00.11011 + 00.00011，结果00.11110没有溢出，因为最高位（符号位）没有出现进位。而当x = 11.01010 + 11.11111时，虽然出现了进位，但因为最高位相加结果是0，所以没有溢出；相反，x = 00.11011 - (11.00001或11.01101)时，由于借位导致最高位由0变为1，出现了溢出。 2. 存储器设计： - 在第三章的习题中，涉及到了不同寻址方式下的主存储器设计。比如习题3_1讨论了字寻址与字节寻址的区别，字寻址下，总存储容量为4MB，需8片32位的芯片进行位扩展，并使用1位地址作为片选线。对于字节寻址，容量为64MB，需要的模块数量和芯片片数各有不同，且地址译码方式也有所区别。 3. 数据寄存器和地址线设计： - 习题3_6中提到的数据寄存器长度为16位，为了访问32K字节的数据，需要15条地址线，同时考虑到多个模块的选择，总共可能需要17位地址寄存器。如果按照字节寻址，可能需要18位地址寄存器。 4. 交叉存取度： - P125的习题3_8涉及到了数据存储器的性能指标，其中交叉存取度M是指单个读写操作的时间T与平均等待时间τ的比值，计算公式为M = T/τ。在这个问题中，M的值为10，意味着系统在处理多个请求时的效率较高。 这些习题涵盖了计算机组成原理的核心概念，如数值运算、存储器设计、地址映射以及性能分析，帮助读者理解和掌握计算机硬件的工作原理，强化理论知识的实际应用能力。通过解决这些问题，学生可以加深对计算机体系结构的理解，提高解决实际问题的能力。