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： $[-(2^{63}-1，2^{63}-1]$ 补码： $[-(2^{63}，2^{63}-1]$
补充：


A2：$-2^{31}$
【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=$(1.1111111{)}_2\ast 2^{(15-127)}$=3.8368135610839464260099560574934e-34
0xbe400000= 1,0111 1100, 100 0000 0000 0000 0000=$-(1.1{)}_2\ast 2^{(124-127)}=-0.1875$
0xff800000= 1,1111 1111, 000 0000 0000 0000 0000 0000 =$-\infty$ ???

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$0.f\ast 2^{e-1022}$，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：