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1、第1章 计算机系统概论,2017年12月9日星期六,2,4. 冯诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？,冯诺依曼计算机的主要设计思想存储程序并按地址顺序执行冯诺依曼计算机主要包括存储器、运算器、控制器、输入和输出五部分组成,2017年12月9日星期六,3,5. 什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？,存储容量存储器所能保存二进制数据的总数;常用单位为KB、MB等。单元地址用于识别存储器中每个存储单元的编号，即单元地址。数据字表示计算机所要处理数据的计算机字，称为数据字。指令字表示一条指令的计算机字，称为指令字。,2017年12月9日星期六,4,6.
2、什么是指令？什么是程序？,指令由操作码和操作数两部分构成能够表示计算机中的一个基本操作的代码或二进制串。程序用于求解某一问题的一串指令序列，称为该问题的计算程序，简称为程序。,2017年12月9日星期六,5,7. 指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？,计算机对指令和数据的区分是依靠指令的执行阶段来决定的；在取指阶段，从存储器中读取的均是CPU要执行的指令；在执行阶段，从存储器中读取的一定是指令执行所需要的操作数；,2017年12月9日星期六,6,8. 什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。,内存：用于存放系统当前运行所需要的程序和数据的半导体存
3、储器，称为内存储器，简称内存；外存用于存放程序和数据，但不能被CPU直接访问的大容量存储器，称为外存储器，简称为外存；外存一般包括磁盘存储器和光盘存储器。CPU运算器和控制器合称为中央处理器，简称CPU。适配器主机和不同速度的外设之间的一种部件，用于主机和外设之间的信息转换。,第2章 运算方法和运算器,2017年12月9日星期六,8,1. 用8位编码表示下列各整数的原码、反码、补码。,2017年12月9日星期六,9,若a7 0，则X为正数，显然a0 a6取任何值均可。若a7 1，则X为负数，X移0. a6 a5 a0 0.5D = 0.100000B，则0.5D 移0.100000 若要X0.
4、5，即等价于X移 0.5D 移 即0. a6 a5 a00.100000，因此必须是a5 a0不全为0。 结论：如果a7 0， a6 a0取任何值均可；如果a7 1 ，必须满足a6 =1 且a5 a0不全为0。,2. 设X补a7.a6 a5 a0 ，其中ai 取0或1， 若要X-0.5，求a0 a1 a2 a7 的取值。,2017年12月9日星期六,10,3. 有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：(1)最大数的二进制表示，(2)最小数的二进制表示，(3)规格化数所能表示的数的范围。,设移码采用移128码，且机器数格式如右：最大
5、值（最大正数）0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111即 x = (1-2-23) * 2127 二进制表示： x = (1-0.0000 0000 0000 0000 0000 001) * 2111 1111 最小值（最小负数）1 1111 1111 000 0000 0000 0000 0000 0000 即 x = 1 * 2127二进制表示： x = -1* 2111 1111,2017年12月9日星期六,11,3. 有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：(1)最大数的二进制表示
6、，(2)最小数的二进制表示，(3)规格化数所能表示的数的范围。,设移码采用移128码，且机器数格式如右：规格化数表示范围最大正数： 0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111 即 x = (1-2-23) * 2127最小正数： 0 0000 0000 100 0000 0000 0000 0000 0000 即 x = 2-1 * 2-128最大负数： 1 0000 0000 011 1111 1111 1111 1111 1111 即 x = -(2-1+2-23) * 2-128最小负数： 1 1111 1111 000 0000 0000 0000
7、 0000 0000 即 x = 1 * 2127规格化的正数范围2-129 (1-2-23) * 2127 负数范围2127 (2-1+2-23) * 2-128,2017年12月9日星期六,12,4、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。,27/6427/64 = 0.011011B = 1.1011 * 2-2e=2，则Ee127125 规格化数27/64 27/64 =0.011011B =1.1011 * 2-2 规格化数,2017年12月9日星期六,13, y补 00.00011,5、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.11011
8、y=0.00011 x补00.11011 ，y补00.00011 x+y补00.11110，未溢出 x+y = +0.11110,x补 00.11011,00.11110,2017年12月9日星期六,14,x=0.11011 y=0.10101 x补00.11011 ，y补11.01011x+y补 00.00110 ，未溢出 x+y = +0.00110, y补 11.01011,5、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x补 00.11011,00.00110,2017年12月9日星期六,15,x=0.10110 y=0.00001 x补11.01010 ，y补11.111
9、11x+y补 11.01001 ，未溢出 x+y = - 0.10111, y补 11.11111,5、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x补 11.01010,11.01001,2017年12月9日星期六,16,6、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.11011 y=0.11111 x补00.11011，y补 00.11111x-y溢出（上溢）,x补 00.11011, y补 00.11111,01.11010,2017年12月9日星期六,17,6、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.10111 y=0.11011
10、 x补00.10111，y补 11.00101x-y补 11.11100 ，未溢出 x-y = - 0.00100,x补 00.10111, y补 11.00101,11.11100,2017年12月9日星期六,18,6、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.11011 y=0.10011 x补00.11011，y补 00.10011x-y补溢出（上溢）,x补 00.11011, y补 00.10011,01.01110,2017年12月9日星期六,19,7、用原码阵列乘法器计算xy。,x11011 y11111机器内部补码数据： x补0 11011 y补1 0000
11、1符号位单独运算： 011算前求补器输出： |x|=11011 |y|=11111乘法阵列：|x| |y| 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1算后求补器输出： xy补 1 0010111011 xy = - 1101000101,1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1 1,1 1 0 1 0 0 0 1 0 1, 1 1 1 1 1,1 1 0 1 1,2017年12月9日星期六,20,7、用原码阵列乘法器计算xy。,x11111 y11011机器内部补码数据： x补 1 00001 y补 1 00101符号位单独考虑：110 算前求补
12、器输出： |x|= 11111 |y|= 11011乘法阵列：|x| |y| 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1算后求补输出： xy补 0 1101000101 xy = 0 1101000101,1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1,1 1 0 1 0 0 0 1 0 1, 1 1 0 1 1,1 1 1 1 1,2017年12月9日星期六,21,9-1、x=2-0110.100101，y=2-010(-0.011110)，求x+y,设尾数阶码均使用双符号位的补码表示 x浮 11 101，00.100101 y浮 11 110，
13、11.1000101)求阶差并对阶 EExEyEx补Ey补11 101 00 01011 111 修改后的x表示为： x浮 11 110，0.010010(1)2)尾数求和 MS= Mx+My =11 . 1101 00 (1)3)规格化处理 执行2次左规处理， MS= 11 . 0 1 0 0 1 0 (0)， ES= 11 100 4)舍入处理 5)判溢出故得最终结果为 xy2100（0.101110）,00. 0 1 0 0 1 0, 11. 1 0 0 0 1 0,11 . 1 1 0 1 0 0,采用0舍1入法处理，则舍去0,阶码符号位为11，不溢出,2017年12月9日星期六,22,9-1、x=2-0110.100101，y=2-010(-0.011110)，求x-y,设尾数阶码均使用双符号位的补码表示 x浮 11 101，00.100101 y浮 11 110，11.1000101)求阶差并对阶 EExEyEx补Ey补11 101 00 01011 111 修改后的x表示为： x浮 11 110，0.010010 (1)2)尾数求差 MS= Mx My =00. 110000 (1)3)规格化处理4)舍入处理 5)判溢出故得最终结果为 xy20100. 110001,
