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1、第一章第一章1.7解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储 字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：主机：是计算机硬件的主体部分，由 CPU 和主存储器 MM 合成为主机。CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成； （早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的 CPU 内除含有运算器和控制 器外还集成了 CACHE） 。主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工 作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。存储元件：存储一位二进制
2、信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位， 又叫存储基元或存储元，不能单独存取。存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。存储字长：一个存储单元所存储的二进制代码的总位数。存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描 述） 。机器字长：指 CPU 一次能处理的二进制数据的位数，通常与 CPU 的寄存 器位数有关。指令字长：机器指令中二进制代码的总位数。1.8解释下列英文缩写的中文含义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI 、FLOPS 解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。 CPU：Central Pr
3、ocessing Unit，中央处理机（器） ，是计算机硬件的核心部 件，主要由运算器和控制器组成。 PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址， 并可自动计数形成下一条指令地址。 IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。CU：Control Unit，控制单元（部件） ，为控制器的核心部件，其功能是产 生微操作命令序列。 ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件， 其功能是进行算术、逻辑运算。 ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运
4、算前的操作数，又能 存放运算结果的寄存器。 MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。 X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数 寄存器，即运算器中工作寄存器之一，用来存放操作数； MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存器，在主存中用来存放 欲访问的存储单元的地址。 MDR：Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存 放从某单元读出、或要写入某存储单元的数据。 I/O：Input/Output equipment，输入/输出设备
5、，为输入设备和输出设备的 总称，用于计算机内部和外界信息的转换与传送。 MIPS：Million Instruction Per Second，每秒执行百万条指令数，为计算机运算 速度指标的一种计量单位。1.9 画出主机框图，分别以存数指令“STA M”和加法指令“ADD M” （M 均为主存地址）为 例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶段）的信息流程（如） 。假设主存容量 为 256M*32 位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位 数。 解：主机框图如 P13 图 1.11 所示。 （1）STA M 指令：PCMAR，MARMM，MMMDR，MDRIR，
6、OP(IR) CU，Ad(IR) MAR，ACCMDR，MARMM，WR （2）ADD M 指令：PCMAR，MARMM，MMMDR，MDRIR， OP(IR) CU，Ad(IR)MAR，RD，MMMDR，MDRX，ADD，ALUACC，ACCMDR，WR 假设主存容量 256M*32 位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下， ACC、X、IR、MDR 寄存器均为 32 位，PC 和 MAR 寄存器均为 28 位。1.11 指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们？解：计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据，即：取指周期（或取 指微程序）取出的既为指令，执行周期（或相应微程
7、序）取出的既为数据。另外也可通过地址来源区分，从 PC 指出的存储单元取出的是指令，由指令地址 码部分提供操作数地址。第六章第六章6.4设机器数字长为 8 位（含 1 位符号位在内） ，写出对应下列各真值的原码、 补码和反码。 -13/64，29/128，100，-87 解：真值与不同机器码对应关系如下： 真值-13/6429/128100-87二进制-0.0011010.00111011100100-1010111 原码1.001 10100.001 11010110 01001101 0111 补码1.11001100.001 11010110 010010101001 反码1.11001
8、010.001 11010110 0100101010006.5 已知x补，求x原和 x。x1补=1.1100; x2补=1.1001; x3补=0.1110; x4补=1.0000;x5补=1,0101; x6补=1,1100; x7补=0,0111; x8补=1,0000; 解：x补与x原、x 的对应关系如下： x补1.11001.10010.11101.00001,01011,11000,01111,0000x原1.01001.01110.1110无1,10111,01000,0111无x-0.0100- 0.01110.1110-1-1011-1000,0111-100006.9 当十
9、六进制数 9B 和 FF 分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所 对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）？ 解：真值和机器数的对应关系如下： 9BH原码补码反码移码无符号 数 对应十进制数-27-101-100+27155 FFH原码补码反码移码无符号 数 对应十进制数-128-1-0+1282566.11 已知机器数字长为 4 位（含 1 位符号位） ，写出整数定点机和小数定点机中原码、 补码和反码的全部形式，并注明其对应的十进制真值。 整数定点机小数定点机 原码补码反码真值原码补码反码真值 0,0000,0000,000+00.0000.0000.000+0 0,001
10、0,0010,00110.0010.0010.0010.125 0,0100,0100,01020.0100.0100.0100.250 0,0110,0110,01130.0110.0110.0110.375 0,1000,1000,10040.1000.1000.1000.5000,1010,1010,10150.1010.1010.1010.625 0,1100,1100,11060.1100.1100.1100.750 0,1110,1110,11170.1110.1110.1110.875 1,0000,0001,111-01.0000.0001.111-0 1,0011,1111,
11、110-11.0011.1111.110-0.125 1,0101,1101,101-21.0101.1101.101-0.250 1,0111,1011,100-31.0111.1011.100-0.375 1,1001,1001,011-41.1001.1001.011-0.500 1,1011,0111,010-51.1011.0111.010-0.625 1,1101,0101,001-61.1101.0101.001-0.750 1,1111,0011,000-71.1111.0011.000-0.875 无1,000无-8无1.000无-16.12 设浮点数格式为：阶码 5 位（含
12、 1 位阶符） ，尾数 11 位（含 1 位数符） 。写出 51/128、-27/1024、7.375、-86.5 所对应的机器数。要求如下： （1）阶码和尾数均为原码。 （2）阶码和尾数均为补码。 （3）阶码为移码，尾数为补码。 解：据题意画出该浮点数的格式： 阶符 1 位阶码 4 位数符 1 位尾数 10 位将十进制数转换为二进制：x1= 51/128= 0.0110011B= 2-1 * 0.110 011Bx2= -27/1024= -0.0000011011B = 2-5*(- 0.11011B）x3=7.375=111.011B=23*0.111011B x4=-86.5=-101
13、0110.1B=27*(-0.10101101B) 则以上各数的浮点规格化数为： （1）x1浮=1，0001；0.110 011 000 0x2浮=1，0101；1.110 110 000 0x3浮=0，0011；0.111 011 000 0x4浮=0，0111；1.101 011 010 0 （2）x1浮=1，1111；0.110 011 000 0x2浮=1，1011；1.001 010 000 0x3浮=0，0011；0.111 011 000 0x4浮=0，0111；1.010 100 110 0 （3）x1浮=0，1111；0.110 011 000 0x2浮=0，1011；1.0
14、01 010 000 0 x3浮=1，0011；0.111 011 000 0x4浮=1，0111；1.010 100 110 06.17设机器数字长为 8 位（包括一位符号位） ，对下列各机器数进行算术左移一位、 两位，算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。 x1原=0.001 1010；y1补=0.101 0100；z1反=1.010 1111； x2原=1.110 1000；y2补=1.110 1000；z2反=1.110 1000； x3原=1.001 1001；y3补=1.001 1001；z3反=1.001 1001。 解：算术左移一位：x1原=0.011 0100；正确 x2原=
15、1.101 0000；溢出（丢 1）出错 x3原=1.011 0010；正确 y1补=0.010 1000；溢出（丢 1）出错 y2补=1.101 0000；正确 y3补=1.011 0010；溢出（丢 0）出错 z1反=1.101 1111；溢出（丢 0）出错 z2反=1.101 0001；正确 z3反=1.011 0011；溢出（丢 0）出错 算术左移两位： x1原=0.110 1000；正确 x2原=1.010 0000；溢出（丢 11）出错 x3原=1.110 0100；正确 y1补=0.101 0000；溢出（丢 10）出错 y2补=1.010 0000；正确 y3补=1.110 0
16、100；溢出（丢 00）出错 z1反=1.011 1111；溢出（丢 01）出错 z2反=1.010 0011；正确 z3反=1.110 0111；溢出（丢 00）出错 算术右移一位：x1原=0.000 1101；正确 x2原=1.011 0100；正确 x3原=1.000 1100(1)；丢 1，产生误差 y1补=0.010 1010；正确 y2补=1.111 0100；正确 y3补=1.100 1100(1)；丢 1，产生误差 z1反=1.101 0111；正确 z2反=1.111 0100(0)；丢 0，产生误差 z3反=1.100 1100；正确 算术右移两位：x1原=0.000 0110（10） ；产生误差
