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1、1第一章第一章1 模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特 点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和 测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字 0 和 1 表示数据，采用 数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高， 数据存储量大，逻辑判断能力强。 2 数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，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。 3 科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。 4 主要设计思想是：存储程序通用电子计算
2、机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制 装置、存储器、输入和输出设备 5 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元 地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。 6 每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。 7 取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指 令流。 8 半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外 存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称 CPU， 它 用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配
3、器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用 相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。 9 计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计，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用用途；应用程序是用户利用计 算机来解决某些问题而编制的程序。 10在早期的计算机中， 人们是直接用机器语言来编写程序的， 这种程序称为手编程序 或目的程序； 后来， 为了编写程序方便和提高使用效率， 人们使用汇编语言来编写程序， 称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人 也能很方便地使用计算机， 人们又创造了算法语言， 用算法语言编写的程
4、序称为源程序， 源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术 的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系 统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库 管理系统。 11从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言 级。采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术，对了解计算机如何组成提供了 一种好的结构和体制。而且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 统结构也是很有帮助的。 12因为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由
5、硬件完成，也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。 13（ 略 ）2第二章第二章1 （1）6435100011. 043. 06435)8(=110001106435=原101110106435=补101110016435=反001110106435=移（2）001011100. 0134. 012823)8(=0001011112823=原0001011112823=补0001011112823=反1001011112823=移（3）-127 -127 = -7F = -1111111 -127原 =11111111 -127补 = 10000001 -127反 =
6、10000000 -127移 = 00000001 （4）-1原 = 1000 0000 -1补 = 1000 0000 -1反 = 1111 1111 -1移 = 0000 0000 （5）-1 = -00000001 -1原 = 1000 0001 -1补 = 1111 1111 -1反 = 1111 1110 -1移 = 0111 111132x补 = a0. a1a2a6 解法一、 （1）若 a0= 0, 则 x 0, 也满足 x -0.5 此时 a1a6可任意 （2）若 a0= 1, 则 x -0.5, 需 a1= 1 即 a0= 1, a1= 1, a2a6有一个不为 0 解法二、
7、 -0.5 = -0.1(2)= -0.100000 = 1, 100000 （1）若 x = 0, 则 a0 = 0, a1a6任意即可 x补 = x = a0. a1a2a6 （2）若 x -0.5 只需-x 0 x补 = -x, 0.5补 = 01000000 即-x补 aaaa即 a0a1= 11, a2a6不全为 0 或至少有一个为 1（但不是“其余取 0” ）3字长 32 位浮点数，阶码 10 位，用移码表示，尾数 22 位，用补码表示，基为 2（1）最大的数的二进制表示 E =111111111 Ms = 0, M = 111（全 1） 表示为： 111 011110 个21 个
8、即：)21 (221129（2）最小的二进制数 E =111111111 Ms = 1, M = 000（全 0） （注意：用 10.0 来表示尾数1） 表示为： 111 1000 10个21个即：) 1(2129MsEsE1E9M20M04（3）规格化范围 正最大E = 111， M = 111， Ms = 0 10个21个即：)21 (222119正最小E = 000， M = 1000， Ms = 0 10个20个即：12922负最大E = 000， M = 0111， Ms = 1 10个20个（最接近 0 的负数）即：)22(221129+负最小E = 111， M = 000， M
9、s =1 10个21个即：5111292) 1(2=规格化所表示的范围用集合表示为：12922,)21 (222119U5111292) 1(2=,)22(221129+（4）最接近于 0 的正规格化数、负规格化数（由上题可得出） 正规格化数E = 000， M = 1000， Ms = 0 10个20个12922负规格化数E = 000， M = 0111， Ms = 110 个20个)22(221129+4假设浮点数格式如下：（1）1211011. 0011011. 06427=阶补码：111 尾数补码：01101 1000 机器数：1110 1101 1000（2）12110110. 0
10、011011. 06427=阶补码：111 尾数补码：10010 1000 机器数：1110 0010 1000MsEsE1E3M8M055 （1）x = 0.11011, y = 0.00011x+y = 0.11110 无溢出 (2) x = 0.11011, y = -0.10101x+y = 0.00110 无溢出 （3）x = -0.10110 y = -0.00001x+y = -0.10111 无溢出 6 （1）x = 0.11011 y = -0.11111溢出 （2）x = 0.10111 y = 0.11011x-y = -0.00100 无溢出 （3）x = 0.1101
11、1 y = -0.10011溢出 7 （1）原码阵列 x = 0.11011, y = -0.11111 符号位:x0y0= 01 = 1 x原= 11011, y原= 11111x补 =0 0 1 1 0 1 1 y补 =+1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0x补 =1 1 0 1 0 1 0 y补 =+1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1x补 =0 0. 1 1 0 1 1 y补 =+0 0. 1 1 1 1 1 0 1. 1 1 0 1 0x补 =0 0. 1 0 1 1 1 y补 =+1 1. 0 0 1 0 1 1 1. 1 1 1 0 0x补 =
12、0 0. 1 1 0 1 1 y补 =+0 0. 1 0 0 1 1 0 1. 0 1 1 1 01 1 0 1 1 *1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 10 0 1 1 0 1 1 +0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 06x*y原= 1， 11 0100 0101直接补码阵列 x补 = (0)11011, y补 = (1)00001x*y补 = 1,00101,11011（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列 x补 = 0 11011, y补 = 1
13、00001 乘积符号位单独运算 011 尾数部分算前求补输出X11011，y11111XY-0.1101000101(2) 原码阵列 x = -0.11111, y = -0.11011 符号位:x0y0= 11 = 0 x补 = 11111, y补 = 11011x*y补 = 0,11010,00101 直接补码阵列 x补 = (1)00001, y补 = (1)00101(0)11011 (1)00001 (0)11011 (0)00000 (0)00000 (0)00000 (0)00000 0(1)(1) (0) (1) (1) 0(1)(1) (0) (1) (1)11011 1,0
14、0101,110111 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 11 1 0 1 1 *1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 17x*y补 = 0,11010,00101（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列 x补 = 100001,y补 = 1 00101 乘积符号位单独运算 110 尾数部分算前求补输出X11111，y11011XY0.110
15、1000101(1)00001 (1)00101 (1)00001 (0) 00000 (1) 00001 (0)00000 (0) 00000 1(0) (0) (0) (0) (1) 100 (1) (1)000101 011 010001011 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 188(1)符号位Sf = 01 = 1 去掉符号位后：y补 = 00.11111 -y补 = 11.00001 x补 = 00.1100052*00111. 0,11000. 0=余数yx(2)符号位Sf = 10 = 1 去掉符号位后：y补 = 00.11001 -y补 = 11.00111 x补 = 00.010110 0 1 1 0 0 0 +-y补1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0 1 0 +y补0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 10.1 0 1 0 0 0 1 0 +-y补1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
