国科大体系结构习题 | 第三章 二进制与逻辑电路

第三章

Q1:

A1:(1) 原码: [ − ( 2 63 − 1 , 2 63 − 1 ] [-(2^{63}-1,2^{63}-1] [−(263−1,263−1] 补码: [ − ( 2 63 , 2 63 − 1 ] [-(2^{63},2^{63}-1] [−(263,263−1]

补充:

A2: − 2 31 -2^{31} −231

【方法--将非符号位取反,末位+1,再根据符号位得到机器数】

补码补充:

Q2:

A2:

单精度和双精度精确的范围不一样

  • 单精度,也即float,一般在计算机中存储占用4字节,也32位,有效位数为7位;
  • 双精度(double)在计算机中存储占用8字节,64位,有效位数为16位。

浮点数


  • 1.00e+02表示1.00*(10^2)
    2.34e-03表示2.34*(10^-3)
    在一些数学软件中,这个e表示10,后面+02表示10的次方数。

(1) 【单精度】0x7ff0000= 0,0000 1111, 111 1111 0000 0000 0000 0000= ( 1.1111111 ) 2 ∗ 2 ( 15 − 127 ) (1.1111111)_2 * 2^{(15-127)} (1.1111111)2∗2(15−127)=3.8368135610839464260099560574934e-34

0xbe400000= 1,0111 1100, 100 0000 0000 0000 0000= − ( 1.1 ) 2 ∗ 2 ( 124 − 127 ) = − 0.1875 -(1.1)_2*2^{(124-127)}=-0.1875 −(1.1)2∗2(124−127)=−0.1875

0xff800000= 1,1111 1111, 000 0000 0000 0000 0000 0000 = − ∞ -∞ −∞ ???

补充:十六进制数中a是10 b是11 ...以此类推

(2) 【双精度// 偏移度为1023】

(为什么第一个是1.0101 第二个是0.1? 因为这里的阶码是0,表示特别小的一个数。尾数前面的那个1就不能加了...浮点数表示为 0. f ∗ 2 e − 1022 0.f \ * 2^{e-1022} 0.f ∗2e−1022,其中-1022为最小阶码)

(3)

(4)...

Q3:

A3:

A&B|C&D=~( ~( A&B)& ~(C&D)) 两级与非门的逻辑

【模仿答案,成为答案,超越答案!】

两种解法,第二种,是课本上的~(A&B|C&D)后面再加一个反相器。

A4:

FO4 定义为1 个反相器驱动 4 个相同的反相器

本征延迟:元器件固有延迟,对于反相器是指 翻转延迟

负载延迟 = 每pF延迟 ×((输入电容 + 单个负载连续电容) × 负载个数)

FO4延迟=本征延迟+负载延迟 =0.023+4.5*((0.0036+0.0044)*4)=0.167ns

A5:

传输门

TP和TN是结构对称的器件,它们的漏极和源极是可互换的。两管的栅极由互补的信号电压(+5V和-5V)来控制,分别用C和!C表示。

setup time : 是指在时钟有效沿之前,数据输入端信号必须保持稳定的最短时间。
hold time : 是指在时钟有效沿(下图为上升沿)之后,数据输入端信号必须保持稳定的最短时间
Clk-to-q Time: 输入D满足setup/hold time要求,从时钟沿到来时刻到输出端Q变化至稳定的时间

分析:


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