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1、第1章 计算机系统概论,2018年10月18日星期四,2,4. 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？,冯诺依曼计算机的主要设计思想 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,2018年10月18日星期四,3,5. 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。,2018年
2、10月18日星期四,4,6. 什么是指令？什么是程序？,指令 由操作码和操作数两部分构成 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。,2018年10月18日星期四,5,7. 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；,2018年10月18日星期四,6,8. 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：
3、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。,第2章 运算方法和运算器,2018年10月18日星期四,8,1. 用8位编码表示下列各整数的原码、反码、补码。,2018年10月18日星期四,9,若a7 0，则X为正数，显然a0 a6取任何值均可。 若a7 1，则X为负数，X移0. a6 a5 a0 0.5D
4、 = 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 a0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. 设X补a7.a6 a5 a0 ，其中ai 取0或1， 若要X-0.5，求a0 a1 a2 a7 的取值。,2018年10月18日星期四,10,3. 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)最小数的二进制表示，(3)规格
5、化数所能表示的数的范围。,设移码采用移128码，且机器数格式如右： 最大值（最大正数） 0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111 即 x = (1-2-23) * 2127 二进制表示： x = (1-0.0000 0000 0000 0000 0000 001) * 2111 1111 最小值（最小负数） 1 1111 1111 000 0000 0000 0000 0000 0000 即 x = 1 * 2127 二进制表示： x = -1* 2111 1111,2018年10月18日星期四,11,3. 有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8
6、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)最小数的二进制表示，(3)规格化数所能表示的数的范围。,设移码采用移128码，且机器数格式如右： 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) *
7、 2-128 最小负数： 1 1111 1111 000 0000 0000 0000 0000 0000即 x = 1 * 2127 规格化的正数范围2-129 (1-2-23) * 2127负数范围2127 (2-1+2-23) * 2-128,2018年10月18日星期四,12,4、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。,27/64 27/64 = 0.011011B = 1.1011 * 2-2 e=2，则Ee127125 规格化数27/64 27/64 =0.011011B =1.1011 * 2-2 规格化数,2018年10月18日星期四,13, y补 00.
8、00011,5、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.11011 y=0.00011 x补00.11011 ，y补00.00011 x+y补00.11110，未溢出 x+y = +0.11110,x补 00.11011,00.11110,2018年10月18日星期四,14,x=0.11011 y=0.10101 x补00.11011 ，y补11.01011x+y补 00.00110 ，未溢出 x+y = +0.00110, y补 11.01011,5、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x补 00.11011,00.00110,2018年10月18
9、日星期四,15,x=0.10110 y=0.00001 x补11.01010 ，y补11.11111x+y补 11.01001 ，未溢出 x+y = - 0.10111, y补 11.11111,5、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x补 11.01010,11.01001,2018年10月18日星期四,16,6、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.11011 y=0.11111 x补00.11011，y补 00.11111x-y溢出（上溢）,x补 00.11011, y补 00.11111,01.11010,2018年10月18日星期四,17
10、,6、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.10111 y=0.11011 x补00.10111，y补 11.00101x-y补 11.11100 ，未溢出x-y = - 0.00100,x补 00.10111, y补 11.00101,11.11100,2018年10月18日星期四,18,6、已知x和y，用变形补码计算xy，同时指出结果是否溢出。,x=0.11011 y=0.10011 x补00.11011，y补 00.10011x-y补溢出（上溢）,x补 00.11011, y补 00.10011,01.01110,2018年10月18日星期四,19,7、用原码阵
11、列乘法器计算xy。,x11011 y11111 机器内部补码数据： x补0 11011 y补1 00001 符号位单独运算： 011 算前求补器输出： |x|=11011 |y|=11111 乘法阵列：|x| |y| 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 算后求补器输出：xy补 1 0010111011 xy = - 1101000101,1 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 1 0 1 1,2018年10月18日星期四,20,7、用原码阵列乘法器计算xy。,x11111
12、 y11011 机器内部补码数据：x补 1 00001 y补 1 00101 符号位单独考虑：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 算后求补输出：xy补 0 1101000101 xy = 0 1101000101,1 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 1,1 1 1 1 1,2018年10月18日星期四,21,9-1、x=2-0110.100101，y=2-010(-0.011110)
13、，求x+y,设尾数阶码均使用双符号位的补码表示x浮 11 101，00.100101 y浮 11 110，11.100010 1)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) 2)尾数求和MS= Mx+My =11 . 1101 00 (1) 3)规格化处理执行2次左规处理， MS= 11 . 0 1 0 0 1 0 (0)， ES= 11 1004)舍入处理 5)判溢出 故得最终结果为 xy2100（0.101110）,00. 0 1 0 0 1 0, 11. 1 0 0 0 1 0,11 . 1 1
14、0 1 0 0,采用0舍1入法处理，则舍去0,阶码符号位为11，不溢出,2018年10月18日星期四,22,9-1、x=2-0110.100101，y=2-010(-0.011110)，求x-y,设尾数阶码均使用双符号位的补码表示x浮 11 101，00.100101 y浮 11 110，11.100010 1)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) 2)尾数求差MS= Mx My =00. 110000 (1) 3)规格化处理 4)舍入处理 5)判溢出 故得最终结果为 xy20100. 1100
15、01,00. 0 1 0 0 1 0, 00. 0 1 1 1 1 0,00. 1 1 0 0 0 0,采用0舍1入法处理，则进位，MS= 00.110001,阶码符号位为11，不溢出,My补,Mx补,不需规格化,2018年10月18日星期四,23,9-2、x=2-101(-0.010110)、y=2-1000.010110 ，求x+y,设尾数阶码均使用双符号位的补码表示x浮11 011,11.101010 y浮11 100 ,00.010110 1)求阶差并对阶EExEyEx补Ey补11 011 00 10011 111即E为1，x的阶码小，应使Mx右移1位，Ex加1，x浮 11 100，1.110101 （0） 2)尾数求和MS= Mx+My =00. 0 0 1 0 1 1 （0） 3)规格化处理执行2次左规处理， MS= 00 . 1 0 1 0 0 0 (0)，ES= 11 010 4)舍入处理 5)判溢出 故得最终结果为 xy2110（0.101100）,
