《《计算机组成原理》 - 绵阳广播电视大学主页》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《计算机组成原理》 - 绵阳广播电视大学主页（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机组成原理计算机组成原理 - - 绵阳广播电视大学主页绵阳广播电视大学主页很久没有上传文档， 最近发现了几个好文档，上传上去，和大家一起分享计算机组成原理形成性作业 11.把下面给出的几个十进制的数化为二进制的数（无法精确表示时，小数点后取 3 位） 、八进制的数、十六进制的数：7+3/4，-23/64，27.5，-125.9375，5.43解答：7+3/4=(111.11)2=(7.6)8=(7.C)16-23/64=-(0.010111)2=-(0.27)8=-(0.5C)1627.5=(11011.1)2=(33.4)8=(1B.8)16-125.9375=-(1111101.111
2、1)2=-(175.74)8=-(7D.F)165.43=(101.011)2=(5.3)8=(5.6)162.把下面给出的几个不同进制（以下标形式给出的右括号之后）的数化成十进制的数：(1010.0101)2、-(101101111.101)2、(23.47)8、-(1A3C.D)16解答：(1010.0101)2=10.3125-(101101111.101)2=-367.625(23.47)8=19.71875-(1A3C.D)16=6716.81253.海明校验码具有怎样的检错纠错能力？为实现对 8 位数据的海明校验，应安排几个校验位？设计该海明校验码的编码逻辑表达式、译码逻辑表达式解
3、答：海明校验码的检错纠错能力：能检测出二位同时出错；亦能发现码字中任何一位出错；还能指出是哪一位出错，并自动恢复该出错位的正确值为实现对 8 位数据（数据位用 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 表示）的海明校验，应安排 5 位校验位（校验位用 P5 P4 P3 P2 P1 表示）生成校验位与数据位的对应关系表，完成把每个数据位划分在形成不同校验位的偶校验值的逻辑表达式中，即可设计出海明校验码的编码逻辑表达式、译码逻辑表达式：D8D7D6D5D4D3D2D1P5P4P3P2P111111111111111111000001000100011100010001101101000100
4、1011011000011211109765308421编码逻辑表达式：对 Pi，总是用处在 Pi 取值为 1 的行中的、用1 标记出来的数据位计算该 Pi 的值P5 = D8D7D6D5D4D3D2D1P4P3P2P1P4 = D8D7D6D5P3 = D8 D4D3D2P2 = D7D6 D4D3 D1P1 = D7 D5D4 D2D1译码逻辑表达式：用一个校验码和形成这个校验码的编码方式执行异或S5 = P5D8D7D6D5D4D3D2D1P4P3P2P1S4 = P4D8D7D6D5S3 = P3D8 D4D3D2S2 = P2 D7D6 D4D3 D1S1 = P1 D7 D5D4
5、D2D14.写出下面 2 组数的原、反、补表示，并用补码计算每组数的和、差双符号位的作用是什么？它只出现在什么电路之处？(1) X=0.1101 Y=-0.0111(2) X=10111101 Y=-00101011解答：X=0.1101Y=-0.0111X=10111101Y=-00101011X原=00 1101Y原=11 0111X原=00 10111101Y原=11 00101011X反=00 1101Y反=11 1000X反=00 10111101Y反=11 11010100X补=00 1101Y补=11 1001X补=00 10111101Y补=11 11010101X+Y补=(0
6、0 1101+11 1001)MOD 2=(00 0110)MOD 2=0 0110X-Y补=(X补+-Y补)MOD 2=(00 1101+00 0111)MOD 2=(01 0100)MOD 2(双符号得值不同溢出，上溢)X+Y补=(00 10111101+11 11010101)MOD 2=(00 10010010)MOD 2=0 10010010X-Y补=(X补+-Y补)MOD 2=(00 10111101+00 00101011)MOD 2=0 11101000双符号位能容易检查加减运算中的溢出情况当符号位相同，数值结果正确；当符号位为 01 或 10 时，表示数值溢出01 表示两个正
7、数相加之和1 的情况，通常称数值“上溢“；为 10 时，表示两个负数相加之和-1 的情况，通称数值“下溢“前面的 1 个符号位是正确的符号位只有在算术与逻辑运算部件中采用双符号位因为只在把两个模 4 补码的数值送往算术与逻辑运算部件完成加减计算时，才把每个数的符号位的值同时送到算术与逻辑运算部件的两位符号位，所以只有在算术和逻辑运算部件中采用双符号位5.依照计算机的计算过程，用原码计算第 4 题中的第四（1）小题给出的 2 个定点小数的乘积解答：X原=00 1101 Y原=11 0111符号位由 X、Y 的符号位求异或得到，即 10=1两数原码乘法的具体过程如下：高位部分积低位部分积/乘数说明
8、00 00000111起始时清 0+） 00 1101乘数最低位为 1，加 X00 110100 011010111(丢失)右移+） 00 1101乘数最低位为 1，加 X01 001100 100111011(丢失)右移+） 00 1101乘数最低位为 1，加 X01 011000 101101101(丢失)右移+） 00 0000乘数最低位为 0，加 000 101100 010110110(丢失)右移两数相乘结果符号位为 1数值位为 0101 1011结果为-0.010110116.依照计算机的计算过程，用原码计算第 4 题中的第（1）小题给出的 2 个小数 X/Y 的商和正确的余数解答
9、：(可参考课本第 89 页的“定点原码一位除的实现方案小结“，注意该题中除数小于被除数；符号由两数的符号异或求出，除数用其绝对值参与运算)X=0.1101Y=-0.0111X原=00 1101Y绝对值=0.0111X补=00 1101Y补=00 0111-Y补=11 1001符号位由 X、Y 的符号位求异或得到，即 10=1被除数商说明00 11010000开始情形+) 11 1001-Y00 01101够减上 100 11000001左移+) 11 1001-Y00 01011够减上 100 10100011左移+) 11 1001-Y00 00111够减上 101 01100111左移+)
10、11 1001-Y11 11110不够减上 011 11101110左移+)00 0111+Y00 0101商的数值位为 1.110符号位为 1结果为-1.110余数为 0.0101*2-47.补码双位乘和原码双位乘的实现算法的思路是怎样（推导）出来的？实现这一运算时，计算机的运算器中要多出一些什么线路？解答：原码双位乘的实现算法思路是这样推导出来的:两位乘数的取值可以有 4 种组合出现了+1X、+2X、+3X、+4X+1X 直接实现，+2X 把 X 左移 1 位得到，以+（4X-X）来代替+3X，在本次运算中只-X，只而则归并到下一步执行实际线路中要用一个触发器来记录是否欠下+4X 的操作尚
11、未执行，若是，则 C=1因此实际操作要用 Yi-1、Yi、C 3 位的组合值来控制乘法运算操作，运算规则如下表：Yi-1YiC操作部分积右移000+0C=02 位001+XC=02 位010+XC=02 位011+2XC=02 位100+2XC=02 位101-XC=12 位110-XC=12 位111+0C=12 位实现原码双位乘时，计算机的运算器中要多一个触发器，运算器中应有支持右移 2 位的逻辑电路补码双位乘的实现算法思路是这样推导出来的:用从补码一位乘的方案，推导出补码两位乘的实现原理我们把补码两位乘理解为；合并原来两步补码一位乘为单步操作，找出它们的对应关系，即在有了部分积Pi补之后
12、，再求部分Pi+2补，可用Pi补加上乘数寄存器最低 2 位与附加位 3 位值的组合结果与乘数X补之积、再右移 2 位得到其中 3 位值的组合关系为：Yi+1-i+Yn-i-2*Yn-1-i，代入则得如下结果：Yn-1-iYn-iYi+1-i组合值Pi+2补0000Pi补/40011（Pi补+X 补）/40101（Pi补+X 补）/40112（Pi补+2X 补）/4100-2（Pi补+2-X 补）/4101-1（Pi补+-X 补）/4110-1（Pi补+-X 补）/41110Pi补/4实现补码双位乘时，需要有把X 补、-X 补送加法器的线路外，还需要有把X 补、-X 补左移一位送加法器的线路与此
13、相应的，加法器应使用 3 位符号位，以避免X 补左移一位送加法器时运算结果溢出的情形运算器中应的支持右移 2 位的逻辑电路8.以教学计算机为例，说明应如何控制与操作运算器完成指定的数据运算、传送功能，为什么必须在 Am2901 芯片之外解决向运算器提供最低位的进位信号，最低、最高位的移位输入信号，以及状态位的接受与记忆问题设计完成如下操作功能的操作步骤和必须提供的信号：把 100 送入R0，R0 的内容送入 R1，完成 R0-R1 并存入 R0，R1 的内容减 1，R1的内容送入 Q，R1 和 Q 与 C 联合右移一位请参考书上自己解答9.运算器内的乘商寄存器的主要功能是什么？它与运算器内的通
14、用寄存器在使用方面的差异表现在哪里？它的移位操作与通用寄存器的移位操作之间有什么样的关联关系？解答：为了用硬件线路完成乘除指令运算，运算器内一般还有一个能自行左右移位的专用寄存器，通称乘商寄存器运算器内的通用寄存器与乘商寄存器的差异表现在：通用寄存器是暂存将参加运算的数据和中间结果，这些寄存器可被汇编程度员直接访问与使用；乘商寄存器由计算机内部设置，不能为汇编程序员访问乘除寄存器的移位操作与通用寄存器的移位操作是联合移位，没有乘除寄存器单独移位功能当通用寄存器本身移位时，乘除寄存器不受影响10.假定 X=0.0110011*211Y=0.1101101*2-10(此处的数均为二进制)（1）浮点
15、数阶码用 4 位移码、尾数用 8 位原码表示（含符号位） ，写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的（正数和负数）数值；（2）写出 X、Y 正确的浮点数表示（注意，此处预设了个小陷阱）；（3）计算 X+Y；（4）计算 X*Y解答：（1）绝对值最大： 1 111 0 1111111、1 111 1 1111111；绝对值最小： 0 001 0 0000000、0 001 1 0000000 （2）X： 1 011 0 0110011、Y： 0 110 0 1101101（3）计算 X+YA：求阶差：|E|=|1011-0110|=0101B：对阶：Y 变为 1 011 0 00000 1101101C：尾数相加：00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101D：规格化：左规：尾数为 0 1101100 1101，阶码为 1010F：舍入处理：采用 0 舍 1 入法处理，则有 00 1101100+1=00 1101101E：不溢出所以，X+Y 最终浮点数格式的结果： 1 010 0 1101101，即0.1101101*210（3）计算 X*Y A：阶码相加：X+Y移=X移+Y补=01 011+11 110=01 001（符号位 10 第 1
