计算机组成原理习题答案第一章1 1 计算机是一种能自动地、高速地对各种数字化信息进行运算处理的电子设备1 2 冯诺依曼计算机体系结构的基本思想是存储程序，也就是将用指令序列描述的解题程序与原始数据一起存储到计算机中计算机只要一启动，就能自动地取出一条条指令并执行之，直至程序执行完毕，得到计算结果为止按此思想设计的计算机硬件系统包含：运算器、 控制器、 存储器、 输入设备和输出设备各部分的作用见教材：P10P12 1 3 计算机的发展经历了四代第一代：见教材P1 第二代：见教材P2 第三代：见教材P2 第四代：见教材P2 1 4 系统软件定义见教材：P12 13，应用软件定义见教材：P12 1 5 见教材： P1415 1 6 见教材： P11 1 7 见教材： P68 1 8 硬件定义见教材：P9 软件定义见教材：P12 固件定义见教材：P13 1 9 1） 听觉、文字、图像、音频、视频2） 图像、声音、压缩、解压、DSP 1 10 处理程度按从易到难是：文本图形图像音频视频第二章2 1 各数的原码、反码、补码和移码见下表：十进制数真值二进制数真值原码表示反码表示补码表示移码表示1）-35/64 -0.1000110 1.1000110 1.0111001 1.0111010 0.0111010 2）23/128 0.0010111 0.0010111 0.0010111 0.0010111 1.0010111 3）-127 -01111111 11111111 10000000 10000001 00000001 4) 小数表示 1 -1.0000000 1.0000000 0.0000000 整数表示 1 -00000001 10000001 11111110 11111111 01111111 22 27/64=00011011/01000000=0.0110110=0.11011 2-1 规格化浮点表示为：27/64原101，01101100027/64反110，011011000 27/64补111，011011000 同理： -27/64=-0.110112-1 规格化浮点表示为：27/64原101， 111011000 27/64反110， 100100111 27/64补111， 100101000 23 模为：29=1000000000 24 不对， 8421 码是十进制的编码25 浮点数的正负看尾数的符号位是1 还是 0 浮点数能表示的数值范围取决于阶码的大小。
浮点数数值的精确度取决于尾数的长度26 1）不一定有N1N2 2）正确27 最大的正数： 0111 01111111 十进制数：（127） 27最小的正数： 1001 00000001 十进制数： 2727最大的负数： 1001 11111111 十进制数： -2727最小的负数： 0111 10000001 十进制数： -（ 127） 2728 1）x补=00.1101 y补=11.0010 x+y补x补+y补=11.1111无溢出x+y= 0.0001 x补=00.1101 -y补=00.1110 xy补x补+-y补=01.1011 正向溢出2）x补=11.0101 y补=00.1111 x+y补x补+y补=00.0100 无溢出x+y= 0.0100 x补=11.0101 -y补=11.0001 xy补x补+-y补=10.0110 负向溢出3) x补=11.0001 y补=11.0100 x+y补 x补+y补=10.0101 负向溢出x补=11.0001 -y补=00.1100 xy补x补+-y补=11.1101 无溢出Xy=0.0011 29 1）原码一位乘法|x|=00.1111 |y|=0.1110 部分积乘数yn00.0000 0.1110 +00.0000 00.0000 00.00000 0.111 +00.1111 00.11110 00.011110 0.11 +00.1111 01.011010 00.1011010 0.1 +00.1111 01.1010010 00.11010010 Pf=xfyf=1 |p|=|x|y|=0.11010010 所以 xy原=1.11010010 补码一位乘法x补=11.0001 y补=0.1110 -x补=11.0001 部分积yn yn+100.0000 0.11100 00.00000 0.1110 +00.1111 00.11110 00.011110 0.111 00.0011110 0.11 00.00011110 0.1 +11.0001 11.00101110 xy补=11.00101110 2）原码一位乘法|x|=00.110 |y|=0.010 部分积乘数yn00.000 0.010 +00.000 00.000 00.0000 0.01 +00.110 00.1100 00.01100 0.0 +00.000 00.01100 0 00.001100 Pf=xfyf=0 |p|=|x|y|=0.001100 所以 xy原=0.001100 补码一位乘法x补=11.010 y补=1.110 -x补=00.110 部分积yn yn+100.000 1.1100 00.0000 1.110 +00.110 00.1100 00.01100 1.11 00.001100 1.1 所以 xy补=0.001100 210 1）原码两位乘法|x|=000.1011 |y|=00.0001 2|x|=001.0110 部分积乘数c 000.0000 00.00010 +000.1011 000.1011 000.001011 0.000 000.00001011 00.0 Pf=xfyf=1 |p|=|x|y|=0.00001011 所以 xy原=1.00001011 补码两位乘法x补=000.1011 y补=11.1111 -x补=111.0101 部分积乘数yn+1000.0000 11.11110 +111.0101 111.0101 111.110101 11.111 111.11110101 11.1 所以 xy补=111.11110101 xy=-0.00001011 2）原码两位乘法|x|=000.101 |y|=0.111 2|x|=001.010 -|x| 补=111.011 部分积乘数c 000.000 0.1110 +111.011 111.011 111.11011 0.11 +001.010 001.00011 000.100011 Pf=xyf=0 |p|=|x|y|=0.100011 所以 xy原=0.100011 补码两位乘法x补=111.011 y补=1.001 -x补=000.101 2-x补=001.010 部分积乘数yn+1000.000 1.0010 +111.011 111.011 111.111011 1.00 +001.010 001.00011 000.100011 所以 xy补=0.100011 2.11 1) 原码不恢复余数法|x|=00.1010 |y|=00.1101 -|y| 补=11.0011 部分积商数00.1010 +11.0011 1101101 0 11.1010 +00.1101 00.0111 0.1 00.1110 +11.0011 00.0001 0.11 00.0010 +11.0011 11.0101 0.110 01.1010 +00.1101 11.0111 0.1100 +00.1101 00.0100 所以 x/y原=0.1100 余数 r原=0.010024 补码不恢复余数法x补=00.1010 y补=00.1101 -y补=11.0011 部分积商数00.1010 +11.0011 11.1101 0 11.1010 +00.1101 00.0111 0.1 00.1110 +11.0011 00.0001 0.11 00.0010 +11.0011 11.0101 0.110 10.1010 +00.1101 11.0111 0.1100 +00.1101 00.0100 所以 x/y补=0.1100 余数 r补=0.0100 24 2）原码不恢复余数法|x|=00.101 |y|=00.110 -|y| 补=11.010 部分积商数00.101 +11.010 11.111 0 11.110 +00.110 00.100 0.1 01.000 +11.010 00.010 0.11 00.100 +11.010 11.110 0.110 +00.110 00. 100 所以 x/y原=1.110 余数 r原=1.10023 补码不恢复余数法x补=11.011 y补=00.110 -y补=11.010 部分积商数11.011 +00.110 00.001 1 00.010 +11.010 11.100 1.0 11.000 +00.110 11.110 1.00 11.100 +00.110 00.010 1.001 +11.010 11.100 所以 x/y补=1.001+23=1.010 余数 r补=1.10023 212 1） x补=2110100.100100 y补=2111011.100110 小阶向大阶看齐：x补=2111000.010010 求和： x+y补=21110（ 00.01001011.100110） 2111011.111000 x-y补=21110（ 00.01001000.011010） 2111000.101100 规格化： x+y补=2101111.000000 浮点表示： 1011，11.000000 规格化： x-y补=2111000.101100 浮点表示： 1110，0.101100 2）x补=2010111.011110 y补=2010000.010110 小阶向大阶看齐：y补=2010100.001011 求和： x+y补=20101（ 11.01111000.001011） 2010111.101001 x-y补=20101（ 11.011110 11.110101） 2010100.010011 规格化： x+y补=2101011.010010 浮点表示： 1010，11. 010010 规格化： x-y补=2101000.100110 浮点表示： 1010，00.100110 213 见教材： P70 214 1）1.000101126 2）0.110111*2-62 15 1） 串行进位方式C1=G1+P1C0G1=A1B1，P1=A1 B1C2=G2+P2C1G2=A2B2，P2=A2 B2C3=G3+P3C2G3=A3B3，P3=A3 B3C4=G4+P4C3G4=A4B4，P4=A4 B42) 并行进位方式C1=G1+P1C0C2=G2+P2G1+P2P1C0C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0C4= G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0 2 16 参考教材 P62 32 位两重进位方式的ALU 和 32 位三重进位方式的ALU 217 F3 F2 F1 F0 Cn+4Cn MS3S0A3B3A2 B2 A1 B1 A0 B0-“1”Cn+4“ 1”A3B3A2 B2 A1 B1 A0 B0- 74LS181 4位 ALU F3 F2 F1 F0 74LS181 4位 ALU Cn第三章3 1 见教材： P79 32 见教材： P83 33 与 SRAM 相比， DRAM 在电路组成上有以下不同之处：1） 地址线的引脚一般只有一半，因此，增加了两根控制线RAS、CAS ，分别控制接受行地址和列地址。
2） 没有 CS 引脚，在存储器扩展时用RAS 来代替由于引脚的限制，要分开接收行地址和列地址34 见教材： P88 351） （22016） /（2171。