《计算机组成原理习题解答》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成原理习题解答（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1河南大学计算机与信息工程学院计算机组成原理习题解答2第一章 计算机系统概论3冯诺依曼计算机的主要设计思想是：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。1.4 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？41.5 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。5指令：由操作码和操作数两
2、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。1.6 什么是指令？什么是程序？6 1.7 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；71.8 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
3、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。8第二章 运算方法和运算器92.1 用8位编码表示下列各整数的原码、反码、补码。真值原码反码补码 -35- 010 00111010 00111101 11001101 1101 127+111 11110111 11110111 11110111 1111 -127-111 11111111 11111000 00001000 0001 -1-000 000110
4、00 00011111 11101111 111110 若a7 0，则X为正数，显然a6 a0取任何值， X均大于-0.5。 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X0.5，即等价于X移 0.5D 移即0. a6 a5 a00.100000，因此必须是a5 a2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。 2.2 设X补a7.a6 a5 a0 ，其中ai 取0或1，若要X-0.5，求a0 a1 a2 a6 的取值。11（1）最大值（最大正数）
5、机器数形式：0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111 真值： (1-2-23) * 2127 二进制表示： x = (1-0.0000 0000 0000 0000 0000 001) * 2111 1111 （2）最小值（最小负数） 机器数形式：1 1111 1111 000 0000 0000 0000 0000 0000 真值： 1 * 2127 二进制表示： x = -1* 2111 1111 2.3 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
6、数的二进制表示 (3)规格化数所能表示的数的范围。 1位数 符S8位阶码E23位尾数M机器数格式12 （3）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 0
7、000 0000 0000即 x = 1 * 2127 所以规格化数的正数范围为：2-129 (1-2-23) * 2127，负数范围为：2127 -(2-1+2-23) * 2-128尾数为补码： 必须使最高数值位和符号位相反13(1) 27/64 =27(1/64) = (0001 1011)2*2-6 = 0.011011B = 1.1011 2-2e=2，则Ee127125 规格化数为(2) 27/64 = 0.011011B = 1.1011 2-2 规格化数为符号位阶码(8)尾数(23)00111 11011011 0000 0000 0000 0000 000符号位阶码(8)尾数
8、(23)10111 11011011 0000 0000 0000 0000 0002.4 将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。(1)27/64 (2)27/6414(1) x补00 11011 ，y补00 00011 x+y补00 11110，未溢出(2) x补00 11011 ，y补11 01011 x+y补00 00110，未溢出(3)x补11 01010 ，y补11 11111 x+y补 11 01001 ，未溢出2.5 已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢 出。(1) x=11011 y=00011 (2) x=11011 y=10101 (3)
9、 x=10110 y=00001 00 11011 ) 00 00011 00 1111000 11011 ) 11 01011 00 0011011 01010 ) 11 11111 11 0100115(1) x补00 11011 ，y补00 11111 xy补 01 11010 ，溢出（上溢）(2) x补00 10111 ，y补00 11011 ， y补11 00101 xy补 11 11100 ，未溢出(3) x补00 11011 ，y补11 01101 ， y补00 10011 xy补 01 01110 ，溢出（上溢）2.6 已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢 出。
10、(1)x=11011 y=11111 (2) x=10111 y=11011 (3)x=11011 y=1001100 11011 ) 00 11111 01 1101000 10111 ) 11 00101 11 1110000 11011 ) 00 10011 01 01110161 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1(1) 输入数据的原码： x原0 11011 y原1 11111 符号位单独运算： 011 算前求补器输出： |x|=11011 |y|=10011 乘法阵列：|
11、x| |y| 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 加上乘积符号位1，得xy原 1 1101000101即x y=11010001012.7 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算xy。 (1) x11011 y11111 (2) x11111 y110111 1 0 1 117 输入数据的原码：x原 1 11111 y原 1 11011 符号位单独运算110 算前求补器输出： |x|= 11111 |y|= 11011 乘法阵列：|x| |y| 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 加上乘积符号位0，得xy原 0 1101000101即xy=1101000101(2) x11111 y
12、110111 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 11 1 1 1 118(1)x=2-0110.100101 y=2-010(-0.011110)(2)x=2-101(-0.010110) y=2-1000.0101102.9 设阶码3位，尾数6位，按浮点数运算方法，完成下列取值的x+y、x-y运算：19(1-1) x=2-0110.100101 ，y=2-010(-0.011110)，求 x+y 设两数均以补码表示，阶码采用双符号位，尾数采用单符号位 ， 则x、y的浮点数表示为x浮
13、 11 101，0.100101 y浮 11 110，1.100010 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） 尾数求和Mx+My 1 . 1 1 0 1 0 0 (1)1 . 1 1 0 1 0 0 (1)+ 1 . 1 0 0 0 1 00 . 0 1 0 0 1 0 (1)E 1，应修改x20 规格化处理：Mx+My 1 . 1 1 0 1 0 0 (1) E 11 110规格化之后的结果为：Mx+My 1 . 0 1 0 0 1 0（0），E 11 100 舍入处理： 采用0舍1入法，舍去0
14、 判断溢出：E 11 100 -4，不溢出 故得最终结果为xy2100（0.101110）符号位与数值位相同，应左规2位21 设两数均以补码表示，阶码采用双符号位，尾数采用单符号位 ， 则x、y的浮点数表示为x浮 11 101，0.100101 y浮 11 110，1.100010 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） 尾数求差MxMy Mx补 My补 0. 1 1 0 0 0 0 (1)0 . 1 1 0 0 0 0 (1)+ 0 . 0 1 1 1 1 00 . 0 1 0 0 1 0 (1)E 1，应修改xMy补 0.011110 (1-2) x=2-0110.100101 ，y=2-010(-0.011110)，求x- y22 规格化处理：Mx My 0. 1 1 0 0 0 0 (1) E 11 110 舍入处理： 采用0舍1入法则Mx My 0. 1 1 0 0 0 1 判断溢出：E 11 100 -2，不溢出 故得最终结果为xy 2010（0.110001）满足规格化要求0 . 1 1 0 0
