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1、计算机组成原理（答案）计算机组成原理（答案）第第 1 1 章章答案答案1 比较数字计算机和模拟计算机的特点。解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。两者主要区别见 P1 表 1.1。2 数字计算机如何分类？分类的依据是什么？解：分类： 数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又 分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经 济性和适应性来划分的。通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、 性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器
2、价格等因素。3 数字计算机有那些主要应用？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？解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地 完成运算任务。主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。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？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位 KB、MB、GB 来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映 了计算机存储空间的大小。单元地址：
3、单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的 地址编号，称为单元地址。数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称 数据字。指令字： 若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。6 什么是指令？什么是程序？解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程 序。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？解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行 周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。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。解：内存：一般由
4、半导体存储器构成，装在底版上，可直接和 CPU 交换信 息的存储器称为内存储器，简称内存。用来存放经常使用的程序和数据。外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还 配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。 外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。CPU：包括运算器和控制器。基本功能为：指令控制、操作控制、时间 控制、数据加工。适配器：连接主机和外设的部件，起一个转换器的作用，以使主机和 外设协调工作。9 计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途。解：系统软件包括：（1）服务程序：诊断、排错等（2）语言程序：汇编、编译、解释等（3）操作
5、系统（4）数据库管理系统用途：用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率， 发挥和扩大计算机的功能及用途。10 说明软件发展的演变过程。11现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产 生什么影响？解：多级划分图见 P16 图 1.6。可分为：微程序设计级、一般机器级、操 作系统级、汇编语言级和高级语言级。用这种分级的观点来设计计算机，对保证产生一个良好的系统结构是 有很大帮助的。12为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的 媒介是什么？13 “计算机应用“与“应用计算机“在概念上等价吗？用学科角度和计算机 系统的层次结构来寿命你的观点。第二章答案
6、第二章答案1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（用 8 位二进制数）。其 中 MSB 是最高位（又是符号位）LSB 是最低位。如果是小数，小数点在 MSB 之 后；如果是整数，小数点在 LSB 之后。(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1解：(1)先把十进制数-35/64 写成二进制小数：(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-1000112-110)2=(- 0.100011)2令 x=-0.100011B x原=1.1000110 (注意位数为 8 位) x反=1.0111001x补=1
7、.0111010 x移=0.0111010(2) 先把十进制数 23/128 写成二进制小数：(23/128)10=(10111/10000000)2=(101112-111)2=(0.0001011)2令 x=0.0001011B x原=0.0001011 x反=0.0001011x补=0.0001011 x移=1.0001011(3) 先把十进制数-127 写成二进制小数：(-127)10=(-1111111)2令 x= -1111111B x原=1.1111111 x反=1.0000000x补=1.0000001 x移=1.0000001(4) 令 x=-1.000000B 原码、反码无
8、法表示x补=1.0000000 x移=0.0000000(5) 令 Y=-1=-0000001B Y原=10000001 Y反=11111110Y补=11111111 Y移=011111112. 设X补= a0，a1，a2a6 , 其中 ai 取 0 或 1，若要 x0.5,求 a0，a1，a2，a6 的取值。解：a0= 1，a1= 0， a2，a6=11。3. 有一个字长为 32 位的浮点数，阶码 10 位（包括 1 位阶符），用移码表 示；尾数 22 位（包括 1 位尾符）用补码表示，基数 R=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
9、的范围；(4) 最接近于零的正规格化数与负规格化数。解：（1）1111111111 0111111111111111111111（2）1111111111 1000000000000000000000（3）1111111111 01111111111111111111110111111111 1000000000000000000000（4）0000000000 00000000000000000000010000000000 11111111111111111111114. 将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码 3 位，用补码表示；尾数 9 位，用补码表示。（1） 27/64（2） -27
10、/64解：（1）27/64=11011B=0.011011B=0.11011B浮点规格化数 : 1111 0110110000（2） -27/64= -11011B= -0.011011B= -0.11011B浮点规格化数 : 1111 10010100005. 已知 X 和 Y, 用变形补码计算 X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。（1）X=0.11011 Y=0.00011（2）X= 0.11011 Y= -0.10101（3）X=-0.10110 Y=-0.00001解：（1）先写出 x 和 y 的变形补码再计算它们的和x补=00.11011 y补=00.00011x+y补=x补+y补=
11、00.11011+00.00011=0.11110 x+y=0.1111B 无溢出。（2）先写出 x 和 y 的变形补码再计算它们的和x补=00.11011 y补=11.01011x+y补=x补+y补=00.11011+11.01011=00.00110 x+y=0.0011B 无溢出。（3）先写出 x 和 y 的变形补码再计算它们的和x补=11.01010 y补=11.11111x+y补=x补+y补=11.01010+11.11111=11.01001 x+y= -0.10111B 无溢出6. 已知 X 和 Y, 用变形补码计算 X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。(1) X=0.11011
12、 Y= -0.11111(2) X=0.10111 Y=0.11011(3) X=0.11011 Y=-0.10011解：（1）先写出 x 和 y 的变形补码，再计算它们的差x补=00.11011 y补=11.00001 -y补=00.11111x-y补=x补+-y补=00.11011+00.11111=01.11010运算结果双符号不相等 为正溢出X-Y=+1.1101B（2）先写出 x 和 y 的变形补码，再计算它们的差x补=00.10111 y补=00.11011 -y补=11.00101x-y补=00.10111+11.00101=11.11100 x-y= -0.001B 无溢出（3
13、）先写出 x 和 y 的变形补码，再计算它们的差x补=00.11011 y补=11.01101 -y补=00.10011x-y补=x补+-y补=00.11011+00.10011=01.01110运算结果双符号不相等 为正溢出X-Y=+1.0111B7. 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算 XY。（1）X=0.11011 Y= -0.11111（2）X=-0.11111 Y=-0.11011解：（1）用原码阵列乘法器计算：x补=0.11011 y补=1.00001(0) 1 1 0 1 1 ) (1) 0 0 0 0 1-(0) 1 1 0 1 1(0) 0 0 0 0 0（0) 0 0
14、 0 0 0(0) 0 0 0 0 0(0) 0 0 0 0 0(0) (1) (1) (0) (1) (1)-(1) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1xy补=1.0010111011 xy= -0.11010001018 用原码阵列除法器计算 XY。（1）X=0.11000 Y= -0.11111（2）X=-0.01011 Y=0.11001解：（1）x原=x补=0.11000 -y补=1.00001被除数 X 0.11000+-y补 1.00001-余数为负 1.11001 q0=0左移 1.10010+|y|补 0.11111-余数为正 0.10001 q1=1左移 1.00010+-|y|补 1.00001-余数为正 0.00011 q2=1左移 0.00110+-|y|补 1.00001-余数为负 1.00111 q3=0左移 0.01110+|y|补 0.11111-余数为负 1.01101 q4=0左移 0.11010+|y|补 0.11111-余数为负 1.11001 q5=0+|y|补 0.11111-余数 0.11000故 xy原=1.11000 即 xy= -0.11000B余数为 0.11000B9. 设阶为 5 位(包括 2 位阶符), 尾数为 8 位(包括 2 位数符), 阶码、尾数 均用补码表示, 完
