操作系统习题和答案课件

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1、1,计算机组成原理,习题课_1,2,第一章,计算机系统有硬件系统和软件系统组成。硬件有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。 机器字长是指CPU一次能直接处理的二进制数的位数，它决定了寄存器、运算部件、数据总线的位数，字长越长，数的表示范围也越大，精度越高，但其相应的硬件成本也越高。,3,第二章,4,第三章,P61 第5题,5,、设浮点数的格式为：阶码6位移码，包含一位符号位，尾数6位原码，包含一位符号位，排列顺序为： 则按上述浮点数的格式： 1、若数Z的浮点数的16进制形式为9F4H，求Z的十进制的真值。 2、若X =-25/64，Y =2.875，则求 X和Y的规格化浮点

2、数表示形式。,P61 第5题,6,1、若数Z的浮点数的16进制形式为0C15DH，求Z的十进制的真值。,100111,1 10100 B,EZ移= 1，00111B MZ原= 1.101000B EZ = 00111B=7 MZ= -0.101000B 所以，Z= MZ2 Ez = -0.101000B 2 7 = -101000B=-80,9F4H=,7,若X =-25/64，Y =2.875 ，则求 X和Y的规格化浮点数表示形式。,EX = -1 EX补= 1,11111B EX移= 0,11111B MX=- 0.11001B MX原= 1.11001B 所以， X浮= 0,11111

3、1.11001B = 7F9H,X =-25/64=-（16+8+1） 2 -6 =-11001B 2 -6 =-0.11001B 2 -1,8,EY = 2 EY移=1,00010B MY= 0.10111B MY原= 0.10111B 所以， Y浮= 1,00010 0.10111B = 897H,Y = 2.875 =2+0.5+0.25+0.125 =10.111=0.1011122,9,P61 第6题 机器字长16位，求个机器数的十进制真值表示范围。,1）无符号整数 0 216-1 2）原码定点整数 -（215-1） 215-1 3）补码定点整数-215 215-1 4）补码定点小数

4、 -1 1-2-15,10,解：,如果阶码为移码，尾数用原码表示呢？ 如果阶码为原码，尾数为补码呢？,11,第四章,1、X=0.1101，Y=-0.0110 2、已知X和Y，用变形补码计算X+Y，X-Y，并判溢 （1）X=0.11011，Y=0.11111 （2）X=-0.1101，Y=0.0110 5.1）X=0.011111，Y=-0.11101 原码一位乘、BOOTH算法,12,运算器 概念题 证明题 计算题 分析题 存储器 第一题,目 录,13,某机器字长16位，采用两位比较法进行补码乘法运算，此时并行加法器应该是（ 17）位加法器，应该进行（16）次相加移位操作。 （多选题）在下面每

5、小题所列出的若干个答案中，选取所有的正确答案（可能没有，也可能有一个或多个） 补码加法规则是（） A、所有的操作数都用补码表示，结果也用补码表示 B、若两数相同则做加法，异号则做减法。 C、符号位和操作数一样参与运算 D、结果的符号为1，表示溢出,14,某浮点机，采用规格化浮点数表示，阶码用移码表示（最高位代表符号位），尾数用原码表示，下列的表示中不是规格化的浮点数是（） A、阶码：1111111 尾数：1.100000 B、阶码：0011111 尾数：1.011101 C、阶码：1000001 尾数：0.111101 D、阶码：0111111 尾数：0.100010,15,（填空题）设阶码8

6、位（含1位符号位），用移码表示，尾数24位（1位符号位），用规格化补码表示，则它所能表示的最大正数的阶码的十进制真值为（A ），尾数的十进制真值为（B ）；绝对值最小的负数的阶码的二进制移码表示为（C），尾数的二进制补码表示为（ D）。,返回目录,A127 B C00000000 D1.01111111111111111111111,16,1、设 求证： 根据定点小数补码的定义证明,证明题,17,证明题,2、以定点小数为例证明： 3、以定点小数为例证明： 0补=y-y补,返回目录,18,已知 x = - 0.01111 ，y = +0.11001， 用变形补码求 x 补 ， -x 补 ， 2x

7、 补 ， x/2补， y 补 ， -y 补 ， 2y 补 ，y/4补， x + y = ？ ，x y = ？,19,解： x 原 = 11.01111 x 补 = 11.10001 -x 补 = 00.01111 2x补=01.00010 x/2补=01.11000 y 原 =00.11001 y 补 =00.11001 -y 补 =1 1.00111 y/4补=00.001100 x 补 11.10001 x 补 11.10001 + y 补 00.11001 + -y 补 11.00111 x + y 补 00.01010 x - y 补 10.11000 x + y = +0.01010

8、 符号位相异，结果溢出 x y=-1.01000,20,设32位字长的浮点数，其中阶符1位，阶码7位，数符1位，尾数23位。分别写出机器数采用原码和补码表示时，所对应的最接近0的十进制负数。 分析：最接近0的十进制负数表示最大负数，即绝对值最小的负数，因此阶码取最小值，尾数为绝对值最小的非0负数。,21,解：1）原码表示：阶码范围 -127127 尾数24位，绝对值最小的非0负数为 -0.0001B(非规格化)=-2-23 最接近0的十进制负数为 2）补码表示：阶码范围 -128127 尾数24位，绝对值最小的非0负数为 -0.0001B(非规格化)=-2-23 最接近0的十进制负数为,22,

9、某机器字长为32位，浮点表示时，指数部分（即阶码）占8位补码（含1位符号位），尾数24位补码（1位符号位），问： 1）带符号定点小数的最大表示范围是多少？（补码小数） -1 2）带符号定点整数的最大表示范围是多少？（补码整数） 3）浮点表示最大正数是多少？MAX+= 4）浮点表示最大负数是多少？ 5）浮点表示最小的规格化正数是多少？ 6）浮点表示最小负数是多少？MAX-= 浮点表示最小正数,23,已知浮点数运算的中间结果如下： 阶码 ：1，010 尾数：1.0011101 其中，阶码是4位补码 1） 如果尾数是8位原码，求其规格化的浮点数表示 2) 如果尾数是8位补码，求其规格化的浮点数表示

10、解：1）尾数为原码，则不是规格化表示形式，要左规：尾数左移2位，尾数低位补0，阶码减2，E补=1000， 变换后的规格化浮点数为1，0001.1110100 2) 如尾数为补码，已经是规格化浮点数 1，01001.0011101,24,用32位表示一个数，阶码部分占8位（含一位符号位），尾数部分占24位（含1位符号位）。设， 试写出补码浮点数表示格式（规格化）。 0000100011.01111111110000000000000 =9BFE000H 111111110.11111110000000000000000 =0FF7F0000H,25,计算题,一、设浮点数的格式为：阶码5位，包含一

11、位符号位，尾数5位，包含一位符号位，阶码和尾数均用补码表示，排列顺序为： 则按上述浮点数的格式： 1、若数Z的浮点数的16进制形式为0EDH，求Z的十进制的真值。 2、若（X）10 =13/64，（Y）10 = 275，则求 X和Y的规格化浮点数表示形式。 3、求 X+Y浮（要求用补码计算，列出计算步骤）。 4、求 XY浮（要求用补码计算，列出计算步骤）。 5、求 X*Y浮（要求阶码用补码计算，尾数用补码Booth算法计算，列出计算过程和算式）。,26,1、若数Z的浮点数的16进制形式为0EDH，求Z的十进制的真值。,解： 1、0EDH=0011101101B， Z浮=0，0111 0.110

12、1， 则EZ补=0，0111 =+7 MZ补= 0.1101 MZ= +13/16 所以，Z= MZ2 Ez = +13/162 7=+138= +104,27,2、若（X）10 =13/64，（Y）10 = 275，则求 X和Y的规格化浮点数表示形式。,解： 2、（X）10 =13/64 （X）2 =0.001101 = 0.11012-10 EX=-10 ，则EX补=1，1110 MX=0.1101 ，则MX补=0.1101 则X浮=1，1110 0.1101 （Y）10 = -2.75， （Y）2 = - 10.11 = - 0.10112+10 EY=+10 ，则EY补=0，0010

13、MY=-0.1011 ， 则MY补=1.0101 则Y浮=0，0010 1.0101,28,3、求 X+Y浮（要求用补码计算，列出计算步骤）,解： 对阶 E=EX-EY=EX补+-EY补 = 11，1110 + 11，1110 = 11，1100 E=-40，则EX小，将MX右移4位，EX加4： X浮 = 0，0010 0.0000(1101) 尾数相加,29,结果规格化：结果已规格化 舍入。 0舍1入：MX+Y补=1.0110 。 X+Y浮=0，0010 1.0110,30,4、求 XY浮（要求用补码计算，列出计算步骤）。,解： 对阶：同上。 尾数相减。 结果规格化：结果已规格化 舍入。 0

14、舍1入：MX-Y补=0.1100 。 XY浮=0，0010 0.1100,31,5、求 X*Y浮（要求阶码用补码计算，尾数用补码Booth算法计算，列出计算过程和算式）。,解： 阶码相加。 EZ补 = EX补+EY补= 11，1110 + 00，0010 = 00，0000 尾数相乘。 MX补=0.1101 -MX补=1.0011 MY补=1.0101,32,33,MX*Y补=1.01110001 结果规格化：已规格化。 舍入。 舍去：MX*Y补=1.0111 X*Y浮=0，0000 1.0111,返回目录,34,某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1 ，低位来的信号为C0 ，请分别按下述两

15、种方式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。（1） 串行进位方式 （2） 并行进位方式,解 ：（1）串行进位方式： C1 = G1 + P1 C0 其中： G1 = A1 B1 ，P1 = A1B1 C2 = G2 + P2 C1 G2 = A2 B2 ，P2 = A2B2 C3 = G3 + P3 C2 G3 = A3 B3 , P3 = A3B3 C4 = G4 + P4 C3 G4 = A4 B4 , P4 = A4B4 (2) 并行进位方式： C1 = G1 + P1 C0 C2 = G2 + P2 G1 + P2 P1 C0 C3 = G3 + P3 G2 + P3 P2 G1 + P3

16、 P2 P1 C0 C4 = G4 + P4 G3 + P4 P3 G2 + P4P3 P2 G1 + P4 P3 P2 P1 C0 其中 G1G4 ，P1P4 表达式与串行进位方式相同。,返回目录,35,存储器,一、某机字长16 位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址，CPU 的控制信号线有：MREQ#（存储器访问请求，低电平有效），R/W#（读写控制，低电平为写信号，高电平为读信号）。试问： 1、该机最大主存容量为多少？ 2、若该机主存采用64K1bit的DRAM芯片（内部为4个128128阵列）构成最大主存空间，则共需多少个芯片？若采用分散刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为多少时间？