計(jì)算機(jī)組成原理答案(張功萱等編著)終極完整版

1、 整理人：杜鵬作業(yè)解答第一章 作業(yè)解答1.3 馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想是什么？什么叫存儲(chǔ)程序方式？答：馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想包含三個(gè)方面：1) 計(jì)算機(jī)由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和控制器五大部件組成。2) 采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。3) 采用存儲(chǔ)程序方式。存儲(chǔ)程序是指在用計(jì)算機(jī)解題之前，事先編制好程序，并連同所需的數(shù)據(jù)預(yù)先存入主存儲(chǔ)器中。在解題過(guò)程（運(yùn)行程序）中，由控制器按照事先編好并存入存儲(chǔ)器中的程序自動(dòng)地、連續(xù)地從存儲(chǔ)器中依次取出指令并執(zhí)行，直到獲得所要求的結(jié)果為止。1.4 早期計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)為什么以存儲(chǔ)器為中心？答：早期計(jì)算

2、機(jī)組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：以運(yùn)算器為中心的，其它部件都通過(guò)運(yùn)算器完成信息的傳遞。隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，人們將運(yùn)算器和控制器兩個(gè)主要功能部件合二為一，集成到一個(gè)芯片里構(gòu)成了微處理器。同時(shí)隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替磁芯存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量成倍地?cái)U(kuò)大，加上需要計(jì)算機(jī)處理、加工的信息量與日俱增，以運(yùn)算器為中心的結(jié)構(gòu)已不能滿足計(jì)算機(jī)發(fā)展的需求，甚至?xí)绊懹?jì)算機(jī)的性能。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐源鎯?chǔ)器為中心。1.8 衡量計(jì)算機(jī)性能有哪些基本的技術(shù)指標(biāo)？以你所熟悉的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為例，說(shuō)明它的型號(hào)、主頻、字長(zhǎng)、主存容量、所接的I/O設(shè)備的名稱及主要規(guī)格。答：衡量計(jì)算機(jī)性能的基本技術(shù)指標(biāo)主要有：1. 基本

3、字長(zhǎng)2. 主存容量3. 運(yùn)算速度4. 所配置的外部設(shè)備及其性能指標(biāo)5. 系統(tǒng)軟件的配置還有可靠性、可用性、可維護(hù)性、以及安全性、兼容性等性能指標(biāo)。1.9單選題（1）1946年，美國(guó)推出了世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，名為_(kāi)A_。A. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC（2）在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬件在功能實(shí)現(xiàn)上比軟件強(qiáng)的是_C_。A. 靈活性強(qiáng) B. 實(shí)現(xiàn)容易 C. 速度快 D. 成本低（3）完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括兩大部分，它們是_ C _。A. 運(yùn)算器與控制器 B. 主機(jī)與外設(shè)C. 硬件與軟件 D. 硬件與操作系統(tǒng)（4）在下列的描述中，最能準(zhǔn)確反映計(jì)算機(jī)主要

4、功能的是_ D _。A. 計(jì)算機(jī)可以代替人的腦力勞動(dòng)B. 計(jì)算機(jī)可以存儲(chǔ)大量的信息C. 計(jì)算機(jī)是一種信息處理機(jī)D. 計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算（5）存儲(chǔ)程序概念是由美國(guó)數(shù)學(xué)家馮·諾依曼在研究_ D _時(shí)首先提出來(lái)的。A. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC（6）現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)是以_ B _為中心，其基本結(jié)構(gòu)遵循馮·諾依曼思想。A. 寄存器 B. 存儲(chǔ)器 C. 運(yùn)算器 D. 控制器（7）馮諾依曼存儲(chǔ)程序的思想是指_ C _。A. 只有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器B. 只有程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器C. 數(shù)據(jù)和程序都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器D. 數(shù)據(jù)和程序都不存儲(chǔ)在存

5、儲(chǔ)器 1.10填空題（1）計(jì)算機(jī)CPU主要包括 和_ _兩個(gè)部件。答： 運(yùn)算器 控制器 （2）計(jì)算機(jī)的硬件包括 、_ _、_ _、_ _和_ _等5大部分。答： 運(yùn)算器 控制器 存儲(chǔ)器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備（3）計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度與機(jī)器的 有關(guān)，為解決精度與硬件成本的矛盾，大多數(shù)計(jì)算機(jī)使用_ _。答： 字長(zhǎng) 變字長(zhǎng)運(yùn)算 （4）從軟、硬件交界面看，計(jì)算機(jī)層次結(jié)構(gòu)包括 和_ _兩大部分。答： 實(shí)機(jī)器 虛機(jī)器 （5）計(jì)算機(jī)硬件直接能執(zhí)行的程序是 程序，高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序必須經(jīng)過(guò)_ _翻譯，計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。答： 機(jī)器語(yǔ)言 語(yǔ)言處理程序 （6）從計(jì)算機(jī)誕生起，科學(xué)計(jì)算一直是計(jì)算機(jī)最主要的 。答： 應(yīng)用領(lǐng)域

6、 （7）銀河I（YH-I）巨型計(jì)算機(jī)是我國(guó)研制的 。答： 第一臺(tái)巨型計(jì)算機(jī) 1.11是非題（1）微處理器可以用來(lái)做微型計(jì)算機(jī)的CPU。 × 含義不清（2）ENIAC計(jì)算機(jī)的主要工作原理是存儲(chǔ)程序和多道程序控制。 ×（3）決定計(jì)算機(jī)運(yùn)算精度的主要技術(shù)指標(biāo)是計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)。 （4）計(jì)算機(jī)總線用于傳輸控制信息、數(shù)據(jù)信息和地址信息的設(shè)施。 （5）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心軟件。 （6）計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度是指每秒鐘能執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令個(gè)數(shù)。 ×（7）計(jì)算機(jī)主機(jī)由CPU、存儲(chǔ)器和硬盤(pán)組成。 ×（8）計(jì)算機(jī)硬件和軟件是相輔相成、缺一不可的。 第二章 作業(yè)解答2.2 分

7、別計(jì)算用二進(jìn)制表示4位、5位、8位十進(jìn)制數(shù)時(shí)所需要的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度。答： 4位十進(jìn)制數(shù)的最大數(shù)為9999，2138192999921416384表示4位十進(jìn)制數(shù)所需的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度為14位。 5位十進(jìn)制數(shù)的最大數(shù)為99999，216655369999217131072表示5位十進(jìn)制數(shù)所需的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度為17位。 8位十進(jìn)制數(shù)的最大數(shù)為99999999，2266710886499999999227134217728表示8位十進(jìn)制數(shù)所需的最小二進(jìn)制位的長(zhǎng)度為27位。根據(jù)當(dāng)i位十進(jìn)制數(shù)與j位二進(jìn)制數(shù)比較時(shí)的等式，10i = 2j，得j3.3i，亦可得到上述結(jié)果。2.6 已知 x 的二進(jìn)

8、制真值，試求 x補(bǔ)、x補(bǔ)、x/2補(bǔ)、x/4補(bǔ)、2x補(bǔ)、4x補(bǔ)、2x補(bǔ)、x/4補(bǔ)。（設(shè)機(jī)器采用定點(diǎn)小數(shù)，字長(zhǎng)為8位，若結(jié)果不存在或出錯(cuò)，請(qǐng)注明）（1） x0.0101101 （2） x0.1001011（3） x1 （4） x0.00010102.7 根據(jù)題2.7表中給定的機(jī)器數(shù)（整數(shù)），分別寫(xiě)出把它們看作原碼、反碼、補(bǔ)碼、移碼表示形式時(shí)所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值。2.8 設(shè)十進(jìn)制數(shù)x(124.625)×210（1） 寫(xiě)出x對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制定點(diǎn)小數(shù)表示形式。（2） 若機(jī)器的浮點(diǎn)數(shù)表示格式為：其中階碼和尾數(shù)的基數(shù)均為2。 寫(xiě)出階碼和尾數(shù)均采用原碼表示時(shí)的機(jī)器數(shù)形式。 寫(xiě)出階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示時(shí)的

9、機(jī)器數(shù)形式。解： （1）x對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制定點(diǎn)小數(shù)表示形式為：1111100.101×2100.1111100101×230.0001111100101（2） 階碼和尾數(shù)均采用原碼表示時(shí)的機(jī)器數(shù)形式：0 10011 1111100101000000 1001 1111 1100 1010 000009FCA0H 階碼和尾數(shù)均采用補(bǔ)碼表示時(shí)的機(jī)器數(shù)形式：0 11101 1111100101000000 1110 1111 1100 1010 00000EFCA0H2.9 設(shè)某機(jī)字長(zhǎng)為16位，數(shù)據(jù)表示格式為：分別寫(xiě)出該機(jī)在下列的數(shù)據(jù)表示形式中所能表示的最小正數(shù)、最大正數(shù)、最大負(fù)數(shù)、

10、最小負(fù)數(shù)（絕對(duì)值最大的負(fù)數(shù)）和浮點(diǎn)規(guī)格化最小正數(shù)、最大負(fù)數(shù)在機(jī)器中的表示形式和所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值。（1） 原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)； （2） 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；（3） 階碼與尾數(shù)均用原碼表示的浮點(diǎn)數(shù)； （4） 階碼與尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示的浮點(diǎn)數(shù)；（5） 階碼為移碼、尾數(shù)用補(bǔ)碼表示的浮點(diǎn)數(shù)。解：2.11 用十六進(jìn)制寫(xiě)出下列十進(jìn)制數(shù)的IEEE754標(biāo)準(zhǔn)32位單精度浮點(diǎn)數(shù)的機(jī)器數(shù)的表示形式。（1） 0.15625 （2） 0.15625 （3） 16 （4） 5解：（1）(0.15625)10(0. 00101)21.01×23階碼E127(3)124(1111100)201111100機(jī)器數(shù)形式

11、：0 01111100 01000000000000000000000十六進(jìn)制形式：3E200000H（2） (0.15625)10(0. 00101)21.01×23階碼E127(3)124(1111100)201111100機(jī)器數(shù)形式：1 01111100 01000000000000000000000十六進(jìn)制形式：BE200000H（3） (16)10(10000)21.0000×24階碼E1274131(10000011)2機(jī)器數(shù)形式：0 10000011 00000000000000000000000十六進(jìn)制形式：41800000H（4） (5)10(101)21

12、.01×22階碼E1272129(10000001)2機(jī)器數(shù)形式：1 10000001 01000000000000000000000十六進(jìn)制形式：C0A00000H2.13 寫(xiě)出下列十六進(jìn)制的IEEE單精度浮點(diǎn)數(shù)代碼所代表的十進(jìn)制數(shù)值。（1） 42E48000 （2） 3F880000 （3） 00800000 （4） C7F00000解：（1） 42E480000 10000101 11001001000000000000000指數(shù)(10000101)21271331276M1.110010010000000000000001(1/21/41/321/256)十進(jìn)制數(shù)值N1(1/

13、21/41/321/256)×26114.25（2） 3F8800000 01111111 00010000000000000000000指數(shù)(01111111)21271271270M1.0001000000000000000000011/161.0625十進(jìn)制數(shù)值N1.0625×201.0625（3） 008000000 00000001 00000000000000000000000指數(shù)(00000001)21271127126M1.00000000000000000000000十進(jìn)制數(shù)值N1×2126（4） C7F000001 10001111 11100

14、000000000000000000指數(shù)(10001111)212714312716M1. 111000000000000000000001(1/21/41/8)1.875十進(jìn)制數(shù)值N(216215214213)15×2131228801.875×2162.14 設(shè)有兩個(gè)正浮點(diǎn)數(shù)：1e112SN´=，2e222SN´=（1） 若e1e2，是否有N1N2（2） 若S1、S2均為規(guī)格化數(shù)，上述結(jié)論是否正確？答：（1）不一定（2）正確2.15 設(shè)一個(gè)六位二進(jìn)制小數(shù)x0.a1a2a3a4a5a6，x0，請(qǐng)回答：（1） 若要x81，a1a2a3a4a5a6需要滿足

15、什么條件？（2） 若要x21，a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？（3） 若要41x161，a1a2a3a4a5a6需要滿足什么條件？解：（1）要x81，a1a2a3a4a5a6需要滿足：a1a2a3至少有一個(gè)1（2）要x21，a1a2a3a4a5a6需要滿足：a11，且a2a3a4a5a6至少有一個(gè)為1（不為全0）（3）要41x161，a1a2a3a4a5a6需要滿足：a10且 a21，a3a4a5a6為全0 a20且a31，a4a5a6任意或a20且a30，a41，a5a6至少有一個(gè)為12.17 分別用前分隔數(shù)字串、后嵌入數(shù)字串和壓縮的十進(jìn)制數(shù)串形式表示下列十進(jìn)制數(shù)。（1） 74 （

16、2） 639 （3） 2004 （4） 8510解：（1） 74前分隔數(shù)字串742B3734“+”“7”“4”后嵌入數(shù)字串743734“7”“4”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串740000011101001100“0”“7”“4”“+”（2） 639前分隔數(shù)字串6392D363339“-“6”“3”“9”后嵌入數(shù)字串639363379“6”“3”“9”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串6390110001110011101“6”“3”“9”“-”（3） 2004前分隔數(shù)字串20042B32303034“+”“2”“0”“0”“4”后嵌入數(shù)字串200432303034“2”“0”“0”“4”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串2004000000

17、100000000001001100“0”“2”“0”“0”“4”“+”（4） 8510前分隔數(shù)字串85102D38353130“-“8”“5”“1”“0”后嵌入數(shù)字串851038353170“8”“5”“1”“0”壓縮的十進(jìn)制數(shù)串8510000010000101000100001101“0”“8”“5”“1”“0”“-”2.19 什么是“碼距”？數(shù)據(jù)校驗(yàn)與碼距有什么關(guān)系？答：碼距是指在一組編碼中任何兩個(gè)編碼之間最小的距離。數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼的校驗(yàn)位越多，碼距越大，編碼的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力越強(qiáng)。2.21 下面是兩個(gè)字符（ASCII碼）的檢一糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼（偶校驗(yàn)），請(qǐng)檢測(cè)它們是否有錯(cuò)？如果有錯(cuò)請(qǐng)加以改

18、正，并寫(xiě)出相應(yīng)的正確ASCII碼所代表的字符。（1） 10111010011 （2） 10001010110解：（1） 指誤字為E1P1A6A5A3A2A01111011E2P2A6A4A3A1A00101110E3P4A5A4A311011E4P8A2A1A000110得到的指誤字為E4E3E2E10101(5)10，表示接收到的海明校驗(yàn)碼中第5位上的數(shù)碼出現(xiàn)了錯(cuò)誤。將第5位上的數(shù)碼A51取反，即可得到正確結(jié)果 10110010011。正確ASCII碼所代表的字符為1001011“K”。（2） 指誤字為E1P1A6A5A3A2A01011100E2P2A6A4A3A1A00001100E3P

19、4A5A4A301010E4P8A2A1A001100得到的指誤字為E4E3E2E10000，無(wú)錯(cuò)。正確ASCII碼為0101110“”2.22 試編出8位有效信息01101101的檢二糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼（用偶校驗(yàn)）。解：8位有效信息需要用4個(gè)校驗(yàn)位，所以檢一糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼共有12位。4個(gè)校驗(yàn)位為：P1A7A6A4A3A1010100P2A7A5A4A2A1010100P4A6A5A4A011011P8A3A2A1A011011檢一糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼：0001110111011DDH檢二糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼，增加P0P0P1P2A7P4A6A5A4P8A3A2A1A01有效信息0110110

20、1的13位檢二糾一錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼：100011101110111DDH2.23 設(shè)準(zhǔn)備傳送的數(shù)據(jù)塊信息是1010110010001111，選擇生成多項(xiàng)式為G(x)100101，試求出數(shù)據(jù)塊的CRC碼。解：模2除后，余數(shù)R(x)10011，數(shù)據(jù)塊的CRC碼：1010110010001111100112.24 某CRC碼（CRC）的生成多項(xiàng)式 G(x)x3x21，請(qǐng)判斷下列CRC碼是否存在錯(cuò)誤。（1） 0000000 （2） 1111101 （3） 1001111 （4） 1000110解：G(x)1101（1） 0000000模2除1101，余數(shù)為：000，無(wú)錯(cuò)（2） 1111101模2除110

21、1，余數(shù)為：010，有錯(cuò)（3） 1001111模2除1101，余數(shù)為：100，有錯(cuò)（4） 1000110模2除1101，余數(shù)為：000，無(wú)錯(cuò)2.25 選擇題（1） 某機(jī)字長(zhǎng)64位，其中1位符號(hào)位，63位尾數(shù)。若用定點(diǎn)小數(shù)表示，則最大正小數(shù)為 B 。A. (12-64) B. (12-63) C. 264 D. 263（2） 設(shè)x補(bǔ)=1.x1x2x3x4x5x6x7x8，當(dāng)滿足 B 時(shí)，x1/2成立。A. x11, x2x8至少有一個(gè)為1 B. x10, x2x8至少有一個(gè)為1C. x11，x2x8任意 D. x10, x2x8任意（3） 在某8位定點(diǎn)機(jī)中，寄存器內(nèi)容為10000000，若它的數(shù)

22、值等于128，則它采用的數(shù)據(jù)表示為 B 。A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C. 反碼 D. 移碼（4） 在下列機(jī)器數(shù)中，哪種表示方式下零的表示形式是唯一的 B 。A. 原碼 B. 補(bǔ)碼 C. 反碼 D. 都不是（5） 下列論述中，正確的是 D 。A. 已知x原求x補(bǔ)的方法是：在x原的末位加1B. 已知x補(bǔ)求x補(bǔ)的方法是：在x補(bǔ)的的末位加1C. 已知x原求x補(bǔ)的方法是：將尾數(shù)連同符號(hào)位一起取反，再在末位加1D. 已知x補(bǔ)求x補(bǔ)的方法是：將尾數(shù)連同符號(hào)位一起取反，再在末位加1（6） IEEE754標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的32位浮點(diǎn)數(shù)格式中，符號(hào)位為1位，階碼為8位，尾數(shù)為23位，則它所能表示的最大規(guī)格化正數(shù)為 A 。A

23、. (2223)×2127 B. (1223)×2127 C. (2223)×2255 D. 2127223（7） 浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于 A 。A. 階碼的位數(shù) B. 尾數(shù)的位數(shù) C. 階碼采用的編碼 D. 尾數(shù)采用的編碼（8） 在24×24點(diǎn)陣的漢字字庫(kù)中，一個(gè)漢字的點(diǎn)陣占用的字節(jié)數(shù)為 D 。A. 2 B. 9 C. 24 D. 72 （9） 假定下列字符碼中有奇偶校驗(yàn)位，但沒(méi)有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，采用奇校驗(yàn)的編碼是 B 。A. 10011010 B. 11010000 C. 11010111 D. 10111000（10） 在循環(huán)冗余校驗(yàn)中，生成多項(xiàng)式G(x

24、)應(yīng)滿足的條件不包括 D 。A. 校驗(yàn)碼中的任一位發(fā)生錯(cuò)誤，在與G(x)作模2除時(shí)，都應(yīng)使余數(shù)不為0B. 校驗(yàn)碼中的不同位發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，在與G(x)作模2除時(shí)，都應(yīng)使余數(shù)不同C. 用G(x)對(duì)余數(shù)作模2除，應(yīng)能使余數(shù)循環(huán)D. 不同的生成多項(xiàng)式所得的CRC碼的碼距相同，因而檢錯(cuò)、校錯(cuò)能力相同2.26 填空題（1） 設(shè)某機(jī)字長(zhǎng)為8位（含一符號(hào)位），若 x補(bǔ)11001001，則x所表示的十進(jìn)制數(shù)的真值為 ，1/4x補(bǔ) ；若 y移=11001001，則y所表示的十進(jìn)制數(shù)的真值為 ；y的原碼表示y原 。 答： -55 11110010 +73 01001001 （2） 在帶符號(hào)數(shù)的編碼方式中，零的表示是唯

25、一的有 和 。答： 補(bǔ)碼 移碼 （3） 若x1補(bǔ)10110111， x2原1.01101 ，則數(shù)x1的十進(jìn)制數(shù)真值是 ，x2的十進(jìn)制數(shù)真值是 。答： -73 -0.71875 （4） 設(shè)某浮點(diǎn)數(shù)的階碼為8位（最左一位為符號(hào)位），用移碼表示；尾數(shù)為24位（最左一位為符號(hào)位），采用規(guī)格化補(bǔ)碼表示，則該浮點(diǎn)數(shù)能表示的最大正數(shù)的階碼為 ，尾數(shù)為 ；規(guī)格化最大負(fù)數(shù)的階碼為 ，尾數(shù)為 。（用二進(jìn)制編碼回答）（書(shū)上：最小負(fù)數(shù)的階碼為 ，尾數(shù)為 答： 11111111 011111111111111111111111 11111111 100000000000000000000000 （5） 設(shè)有效信息位的位

26、數(shù)為N, 校驗(yàn)位數(shù)為K，則能夠檢測(cè)出一位出錯(cuò)并能自動(dòng)糾錯(cuò)的海明校驗(yàn)碼應(yīng)滿足的關(guān)系是 。答： 2K1NK 2.27 是非題（1） 設(shè)x補(bǔ)0.x1x2x3x4x5x6x7，若要求x1/2成立，則需要滿足的條件是x1必須為1，x2x7至少有一個(gè)為1。 （2） 一個(gè)正數(shù)的補(bǔ)碼和它的原碼相同，而與它的反碼不同。 ×（3） 浮點(diǎn)數(shù)的取值范圍取決于階碼的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的精度取決于尾數(shù)的位數(shù)。 （4） 在規(guī)格化浮點(diǎn)表示中，保持其他方面不變，只是將階碼部分由移碼表示改為補(bǔ)碼表示，則會(huì)使該浮點(diǎn)表示的數(shù)據(jù)表示范圍增大。 ×（5） 在生成CRC校驗(yàn)碼時(shí)，采用不同的生成多項(xiàng)式，所得到CRC校驗(yàn)碼的校錯(cuò)

27、能力是相同的。 ×第三章 作業(yè)解答作業(yè) 三 (1)3.1 已知x補(bǔ)、y補(bǔ)，計(jì)算xy補(bǔ)和xy補(bǔ)，并判斷溢出情況。（1） x補(bǔ)0.11011 y補(bǔ)0.00011 （2） x補(bǔ)0.10111 y補(bǔ)1.00101（3） x補(bǔ)1.01010 y補(bǔ)1.10001解：（1） x補(bǔ)0.11011 y補(bǔ)0.00011 y補(bǔ)1.111101xy補(bǔ)0.110110.000110.11110xy補(bǔ)0.110111.1111010.11000（2）x補(bǔ)0.10111 y補(bǔ)1.00101 y補(bǔ)0.11011xy補(bǔ)0.101111.001011.11100xy補(bǔ)0.101110.110111.10010 溢出（3

28、）x補(bǔ)1.01010 y補(bǔ)1.10001 y補(bǔ)0.01111xy補(bǔ)1.010101.100010.11011 溢出xy補(bǔ)1.010100.011111.110013.2 已知x補(bǔ)、y補(bǔ)，計(jì)算xy變形補(bǔ)和xy變形補(bǔ)，并判斷溢出情況。（1） x補(bǔ)100111 y補(bǔ)111100 （2） x補(bǔ)011011 y補(bǔ)110100（3） x補(bǔ)101111 y補(bǔ)011000解：（1）x變形補(bǔ)1100111 y變形補(bǔ)1111100 y變形補(bǔ)0000100xy變形補(bǔ)110011111111001100011xy變形補(bǔ)110011100001001101011（2）x變形補(bǔ)0011011 y變形補(bǔ)1110100 y

29、變形補(bǔ)0001100 xy變形補(bǔ)001101111101000001111xy變形補(bǔ)001101100011000100111 溢出（3） x變形補(bǔ)1101111 y變形補(bǔ)0011000 y變形補(bǔ)1101000xy變形補(bǔ)110111100110000000111xy變形補(bǔ)110111111010001010111 溢出3.4 分別用原碼一位乘法和補(bǔ)碼一位乘法計(jì)算x×y原和x×y補(bǔ)。（1） x0.11001 y0.10001 （2） x0.01101 y0.10100（3） x0.10111 y0.11011 （4） x0.01011 y0.11010解：（1）x×

30、y原0.0110101001 x×y補(bǔ)0.0110101001（2）x×y原1.0100000100 x×y補(bǔ)1.1011111100（3）x×y原1.1001101101 x×y補(bǔ)1.0110010011（4）x×y原0.0100011110 x×y補(bǔ)0.01000111103.5 分別用原碼兩位乘法和補(bǔ)碼兩位乘法計(jì)算x×y原和x×y補(bǔ)。（1） x0.11001 y0.10001 （2） x0.10101 y0.01101（3） x0.01111 y0.11101 （4） x0.01001 y0.100

31、10解： （1） x×y原0.0110101001 x×y補(bǔ)0.0110101001（2）x×y原1.0100010001 x×y補(bǔ)1.1011101111（3）x×y原1.0110110011 x×y補(bǔ)1.1001001101（4）x×y原0.0010100010 x×y補(bǔ)0.00101000103.6 分別用原碼不恢復(fù)余數(shù)法和補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)法計(jì)算x/y原和x/y補(bǔ)。(1) (4)（1） x0.01011 y0.10110x/y原0.10000 x/y補(bǔ)0.10000 or x/y補(bǔ)0.10001（2） x0.1

32、0011 y0.11101x/y原1.10100 x/y補(bǔ)1.01100 or x/y補(bǔ)1.01011（3） x0.10111 y0.11011x/y原0.11100 x/y補(bǔ)0.11101 or x/y補(bǔ)0.11100（4） x10110 y00110x/y原100011 x/y補(bǔ)1111013.9 已知某機(jī)浮點(diǎn)數(shù)表示格式如下：0 12 56 11數(shù)符階符階 碼尾 數(shù)其中，浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)和階碼的基值均為2，階碼用移碼表示，尾數(shù)用補(bǔ)碼表示。設(shè)：x0.110101×2001 y0.100101×2001試用浮點(diǎn)運(yùn)算規(guī)則計(jì)算xy、xy、x×y、x/y。（要求寫(xiě)出詳細(xì)運(yùn)算步

33、驟，并進(jìn)行規(guī)格化）。解：機(jī)器數(shù) x補(bǔ)0 01111 110101 y補(bǔ)1 10001 011011 y補(bǔ)0 10001 100101（1）xy 機(jī)器數(shù) xy補(bǔ)1 10000 010000 xy0.110000×20對(duì)階： e移ex移ey補(bǔ)011111111101110，eexey00010小階對(duì)大階：x補(bǔ)0 10001 001101xy補(bǔ)1 10000 010000 xy0.110000×20（2）xyxy補(bǔ)0 10001 110010 xy0.110010×21（3）x×y x×y0.111110×20010.111110×

34、;21階碼相加：exey移ex移ey補(bǔ)011110000110000尾數(shù)可采用定點(diǎn)補(bǔ)碼乘法（雙符號(hào)位）：Sx×Sy補(bǔ)Sx補(bǔ)×Sy補(bǔ)11.100001010111規(guī)格化：x×y補(bǔ)1 01111 000010 x×y0.111110×20010.111110×21（4）x/y尾數(shù)|Sx|Sy|，Sx右移得：Sx補(bǔ)00.011010，ex移10000，階碼相減：exey移ex移ey補(bǔ)100001111101111尾數(shù)用補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)法：Sx/Sy補(bǔ)Sx補(bǔ)×Sy補(bǔ)1.010011（恒置1） OR 1.010100（校正）規(guī)格化：x/

35、y補(bǔ)1 01111 010011 OR 1 01111 010100x/y0.101101×2001 OR 0.101100×20013.10A C Cn Cn+1 ALU AND1 寄存器B B B AND2 CR & 移 位 脈 沖 時(shí)鐘脈沖 CT Q 啟動(dòng) 結(jié)束 Cn Cn Cn+1 Cn+100. 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 000. 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0x 00. 1 1 0 0 100. 1 1 0 0 100. 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 100. 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1

36、x 11. 0 0 1 1 111. 0 1 1 0 111. 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 011. 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0x 00. 1 1 0 0 100. 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0得 X×Y補(bǔ)0.1010001010 X×Y0.1010001010寄存器ABC運(yùn)算初態(tài)00 0000011 001111001100運(yùn)算終態(tài)00 1010011 0011101010103.11 說(shuō)明定點(diǎn)補(bǔ)碼和浮點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算的溢出判斷方法。答： 定點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算的溢出判斷方法： 根據(jù)兩個(gè)操作數(shù)的符號(hào)與結(jié)果的符號(hào)判別溢出：()(

37、)ffffffffffsysxsyxsyxOVRÅÅ 根據(jù)兩數(shù)相加時(shí)產(chǎn)生的進(jìn)位判別溢出：OVRCfC1 根據(jù)變形補(bǔ)碼運(yùn)算后的符號(hào)判別溢出：sf1sf200，表示結(jié)果為正數(shù)，無(wú)溢出；sf1sf211，表示結(jié)果為負(fù)數(shù)，無(wú)溢出；sf1sf201，表示結(jié)果為正溢出；sf1sf210，表示結(jié)果為負(fù)溢出。 浮點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算的溢出判斷方法浮點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算的溢出通常是指浮點(diǎn)數(shù)上溢，浮點(diǎn)數(shù)是否溢出是由階碼是否大于浮點(diǎn)數(shù)所能表示的最大正階來(lái)判斷的。例如，設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的階碼采用補(bǔ)碼表示，雙符號(hào)位，這時(shí)浮點(diǎn)數(shù)的溢出與否可由階碼的符號(hào)進(jìn)行判斷：若階碼 j補(bǔ)01 ×××，則表

38、示出現(xiàn)上溢，需作溢出處理；符號(hào)若階碼 j補(bǔ)10 ×××，則表示出現(xiàn)下溢，按機(jī)器零處理。3.14 利用用十進(jìn)制加減運(yùn)算算法計(jì)算下列各題：（1） 125436？ （2） 125436？ （3） 436125？解： （1） 125436561（2） 125436311（3） 4361253113.16 設(shè)有一個(gè)16位定點(diǎn)補(bǔ)碼運(yùn)算器，數(shù)據(jù)最低位的序號(hào)為1。運(yùn)算器可實(shí)現(xiàn)下述功能：（1） A±BA（2） B×CA、C（乘積高位在A中）（3） A÷BC（商在C中）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并畫(huà)出運(yùn)算器第3位及A、C寄存器第三位輸入邏輯。加法器本身邏輯可以不畫(huà)，原始操作

39、數(shù)輸入問(wèn)題可以不考慮。解：見(jiàn)附頁(yè)3.19 設(shè)一個(gè)8位寄存器中的內(nèi)容為十六進(jìn)制數(shù)C5H，連續(xù)經(jīng)過(guò)一次算術(shù)右移、一次邏輯左移、一次大循環(huán)右移、一次小循環(huán)左移。寫(xiě)出每次移位后寄存器的內(nèi)容和進(jìn)位標(biāo)志C的狀態(tài)。解：C5H11000101C 寄存器一次算術(shù)右移： 1 11100010一次邏輯左移： 1 11000100一次大循環(huán)右移： 0 11100010一次小循環(huán)左移： 1 110001013.21 選擇題（1） 運(yùn)算器的核心部分是 C 。A. 數(shù)據(jù)總線 B. 累加寄存器 C. 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 D. 多路開(kāi)關(guān)（2） 在浮點(diǎn)運(yùn)算中下面的論述正確的是 C 。A. 對(duì)階時(shí)應(yīng)采用向左規(guī)格化B. 對(duì)階時(shí)可以使小

40、階向大階對(duì)齊，也可以使大階向小階對(duì)齊C. 尾數(shù)相加后可能會(huì)出現(xiàn)溢出，但可采用向右規(guī)格化的方法得出正確結(jié)論D. 尾數(shù)相加后不可能得出規(guī)格化的數(shù)（3） 當(dāng)采用雙符號(hào)位進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，若運(yùn)算結(jié)果的雙符號(hào)位為01，則表明運(yùn)算 B 。A. 無(wú)溢出 B. 正溢出 C. 負(fù)溢出 D. 不能判別是否溢出（4） 補(bǔ)碼加法運(yùn)算的規(guī)則是 B 。A. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，符號(hào)位單獨(dú)處理B. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，連同符號(hào)位一起相加C. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，將加數(shù)變補(bǔ)，然后相加D. 操作數(shù)用補(bǔ)碼表示，將被加數(shù)變補(bǔ)，然后相加（5） 原碼乘除法運(yùn)算要求 C 。A. 操作數(shù)必須都是正數(shù) B. 操作數(shù)必須具有相同的符號(hào)位C. 對(duì)操作數(shù)

41、符號(hào)沒(méi)有限制 D. 以上都不對(duì)（6） 進(jìn)行補(bǔ)碼一位乘法時(shí)，被乘數(shù)和乘數(shù)均用補(bǔ)碼表示，運(yùn)算時(shí) A 。A. 首先在乘數(shù)最末位yn后增設(shè)附加位yn+1，且初始yn+10，再依照ynyn+1的值確定下面的運(yùn)算。B. 首先在乘數(shù)最末位yn后增設(shè)附加位yn+1，且初始yn+11，再依照ynyn+1的值確定下面的運(yùn)算。C. 首先觀察乘數(shù)符號(hào)位，然后決定乘數(shù)最末位yn后附加位yn+1的值，再依照ynyn+1的值確定下面的運(yùn)算。D. 不應(yīng)在乘數(shù)最末位yn后增設(shè)附加位yn+1，而應(yīng)直接觀察乘數(shù)的末兩位yn1yn確定下面的運(yùn)算。（7） 下面對(duì)浮點(diǎn)運(yùn)算器的描述中正確的是 A 。A. 浮點(diǎn)運(yùn)算器由階碼部件和尾數(shù)部件實(shí)現(xiàn)

42、。B. 階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除四種運(yùn)算。C. 階碼部件只能進(jìn)行階碼的移位操作。D. 尾數(shù)部件只能進(jìn)行乘法和加法運(yùn)算。（8） 若浮點(diǎn)數(shù)的階碼和尾數(shù)都用補(bǔ)碼表示，則判斷運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)的方法是 C 。A. 階符與數(shù)符相同為規(guī)格化數(shù)。 B. 階符與數(shù)符相異為規(guī)格化數(shù)。C. 數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相異為規(guī)格化數(shù)。D. 數(shù)符與尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)字相同為規(guī)格化數(shù)。（9） 已知x補(bǔ)1.01010，y補(bǔ)1.10001，下列答案正確的是 D 。A. x補(bǔ)y補(bǔ)1.11011 B. x補(bǔ)y補(bǔ)0.11011 C. x補(bǔ)y補(bǔ)0.11011 D. x補(bǔ)y補(bǔ)1.11001（10） 下列敘述中概念正確的是

43、 D 。A. 定點(diǎn)補(bǔ)碼運(yùn)算時(shí)，其符號(hào)位不參加運(yùn)算。B. 浮點(diǎn)運(yùn)算中，尾數(shù)部分只進(jìn)行乘法和除法運(yùn)算。C. 浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)由階碼的正負(fù)符號(hào)決定。D. 在定點(diǎn)小數(shù)一位除法中，為了避免溢出，被除數(shù)的絕對(duì)值一定要小于除數(shù)的絕對(duì)值。3.22 填空題（1） 在補(bǔ)碼加減運(yùn)算中，符號(hào)位與數(shù)據(jù) 參加運(yùn)算，符號(hào)位產(chǎn)生的進(jìn)位 。答： 按同樣規(guī)則一起 自動(dòng)丟失 （2） 在采用變形補(bǔ)碼進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，若運(yùn)算結(jié)果中兩個(gè)符號(hào)位 ，表示發(fā)生了溢出。若結(jié)果的兩個(gè)符號(hào)位為 ，表示發(fā)生正溢出；為 ，表示發(fā)生負(fù)溢出。答： -55 11110010 +73 01001001（3） 在原碼一位乘法的運(yùn)算過(guò)程中，符號(hào)位與數(shù)值位 參加運(yùn)算，運(yùn)算

44、結(jié)果的符號(hào)位等于 。答： 分別 兩操作數(shù)的符號(hào)的模2加（異或） （4） 浮點(diǎn)乘除法運(yùn)算的運(yùn)算步驟包括： 、 、 、 和 。答： 階碼運(yùn)算 溢出判斷 尾數(shù)乘除運(yùn)算 結(jié)果規(guī)格化處理 舍入處理 （5） 在浮點(diǎn)運(yùn)算過(guò)程中，如果運(yùn)算結(jié)果的尾數(shù)部分不是 形式，則需要進(jìn)行規(guī)格化處理。設(shè)尾數(shù)采用補(bǔ)碼表示形式，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果 時(shí)，需要進(jìn)行右規(guī)操作；當(dāng)運(yùn)算結(jié)果 時(shí)，需要進(jìn)行左規(guī)操作。答： 規(guī)格化 溢出 不是規(guī)格化數(shù) （6） 將兩個(gè)8421BCD碼相加，為了得到正確的十進(jìn)制運(yùn)算結(jié)果，需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正，其修正方法是 。答： 兩個(gè)8421碼相加后，若相加的和數(shù)10，則不需修正，按二進(jìn)制規(guī)則相加的結(jié)果就是正確的8421碼的

45、和數(shù)；若相加的和數(shù)10，則需在二進(jìn)制相加的結(jié)果上加“0110”進(jìn)行修正。 （7） 浮點(diǎn)運(yùn)算器由 和 兩部分組成，它們本身都是定點(diǎn)運(yùn)算器，其中要求能夠進(jìn)行 運(yùn)算；要求能夠進(jìn)行 運(yùn)算。答： 階碼部件 尾數(shù)部件 加減 加減乘除 （8） 設(shè)有一個(gè)16位的數(shù)據(jù)存放在由兩個(gè)8位寄存器AH和AL組成的寄存器AX中，其中數(shù)據(jù)的高8位存放在AH寄存器中，低8位存放在AL寄存器中。現(xiàn)需要將AX中的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次算術(shù)左移，其操作方法是：先對(duì) 進(jìn)行一次 操作，再對(duì) 進(jìn)行一次 操作。答： AL 算術(shù)左移 AH 帶進(jìn)位循環(huán)左移 3.23 是非題（1）運(yùn)算器的主要功能是進(jìn)行加法運(yùn)算。 ×（2）加法器是構(gòu)成運(yùn)算器的主

46、要部件，為了提高運(yùn)算速度，運(yùn)算器中通常都采用并行加法器。 （3）在定點(diǎn)整數(shù)除法中，為了避免運(yùn)算結(jié)果的溢出，要求|被除數(shù)|除數(shù)|。 （4）浮點(diǎn)運(yùn)算器中的階碼部件可實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除運(yùn)算。 ×（5）根據(jù)數(shù)據(jù)的傳遞過(guò)程和運(yùn)算控制過(guò)程來(lái)看，陣列乘法器實(shí)現(xiàn)的是全并行運(yùn)算。 （6）邏輯右移執(zhí)行的操作是進(jìn)位標(biāo)志位移入符號(hào)位，其余數(shù)據(jù)位依次右移1位，最低位移入進(jìn)位標(biāo)志位。×第四章 作業(yè)解答4.1 靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器與動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的原理有何不同？為什么動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器需要刷新？一般有哪幾種刷新方式？答：靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器利用一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制位，只要不斷電就可以保持其中存

47、儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)不丟失。動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器使用一個(gè)MOS管和一個(gè)電容來(lái)存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。用電容來(lái)存儲(chǔ)信息減少了構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單位所需要的晶體管的數(shù)目。由于動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器中的電容會(huì)產(chǎn)生漏電，因此DRAM存儲(chǔ)器芯片需要頻繁的刷新操作。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新方式通常有：集中式刷新方式、分散式刷新方式、異步式刷新方式4.2 某一64K×1位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，采用地址復(fù)用技術(shù)，則除了電源和地引腳外，該芯片還應(yīng)有那些引腳？各為多少位？解：地址線：采用地址復(fù)用技術(shù)，可為16/28位數(shù)據(jù)線：1位；讀寫(xiě)線WR/：1位；片選信號(hào)CS：1位或 行選通信號(hào)RAS：1位；列選通信號(hào)CAS：1位4.6 假設(shè)某存儲(chǔ)器地址

48、長(zhǎng)為22位，存儲(chǔ)器字長(zhǎng)為16位，試問(wèn)：（1）該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息？（2）若用64K×4位的DRAM芯片組織該存儲(chǔ)器，則需多少片芯片？（3）在該存儲(chǔ)器的22位地址中，多少位用于選片尋址？多少位用于片內(nèi)尋址？答：（1）該存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)222×22238MB的信息。（2）需要芯片 222×16/64×210×428256（3）22位地址中，16位用于片內(nèi)尋址，6位用于選片尋址。4.7某8位計(jì)算機(jī)采用單總線結(jié)構(gòu)，地址總線17根（016-A，16A為高位），數(shù)據(jù)總線8根雙向（07-D），控制信號(hào)WR/（高電平為讀，低電平為寫(xiě)）。已知該機(jī)的I/O設(shè)備與

49、主存統(tǒng)一編址，若地址空間從0連續(xù)編址，其地址空間分配如下：最低16K為系統(tǒng)程序區(qū)，由ROM芯片組成；緊接著48K為備用區(qū)，暫不連接芯片；接著60K為用戶程序和數(shù)據(jù)空間，用靜態(tài)RAM芯片組成；最后4K為I/O設(shè)備區(qū)?，F(xiàn)有芯片如下：Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y6 Y7 D0-D7 D0-D7 A13-A0 A13-A0 CS OE CS WE A B C A B C F & 3-8譯碼器 16KBRAM 16KBROM ENROM：16k×8位，其中CS：為片選信號(hào)，低電平有效，OE：為讀出控制，低電平讀出有效。靜態(tài)RAM：16K×8位，其中CS ：為片

50、選信號(hào)，低電平有效，WE：為寫(xiě)控制信號(hào)，低電平寫(xiě)，高電平讀。譯碼器：38譯碼器。輸出低電平有效。與非門(mén)：扇入系數(shù)不限。試畫(huà)出主存芯片連接的邏輯圖并寫(xiě)出各芯片地址分配表（假設(shè)存儲(chǔ)器從0連續(xù)進(jìn)行編址）。答： 共需5片，其中1片16K×8 ROM，4片16K×8 SRAM 各芯片地址分配表00000H 03FFFH 系統(tǒng)程序區(qū) 16KB04000H 0FFFFH 備用區(qū) 48KB10000H 1EFFFH 用戶程序區(qū)和數(shù)據(jù)空間 60KB1F000H 1FFFFH I/O設(shè)備區(qū) 4K0 0000 0000 0000 0000 0 0011 1111 1111 1111 A16A15

51、A14000 ROM 1片0 0100 0000 0000 0000 0 1111 1111 1111 1111 備用區(qū)1 0000 0000 0000 0000 1 0011 1111 1111 1111 A16A15A14100 16KRAM 第1片1 0100 0000 0000 0000 1 0111 1111 1111 1111 A16A15A14101 16KRAM 第2片1 1000 0000 0000 0000 1 1011 1111 1111 1111 A16A15A14110 16KRAM 第3片1 1100 0000 0000 0000 1 1110 1111 1111 1111 A16A15A14111 A13A1211 12KRAM 第4