计算机组成原理答案(张功萱等编著)终极完整版

作业解答第一章作业解答1.3冯•诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答：冯•诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1）计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五犬部件组成。2）采用二进制形式表示数据和指令。3）采用存储程序方式。存储程序是指在用计算机解 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。1.4早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与口俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。1.8衡屋计算机性能有哪些基本的技术指标？以你所熟悉的计算机系统为例，说明它的型号、主频、字长、主存容量、所接的I/O设备的名称及主要规格。答：衡量计算机性能的基本技术指标主要有：基本字长主存容量运算速度所配置的外部设备及其性能指标系统软件的配置还有可靠性、可用性、可维护性、以及安全性、兼容性等性能指标。1.9单选题（1）1946年，美国推出了世界上第一台电子数字计算机，名为_A_。ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC（2）在计算机系统中，硬件在功能实现上比软件强的是_C_。灵活性强B.实现容易C.速度快D.成本低（3）完整的计算机系统包扌舌两大部分，它们是_C—oA.运算器与控制器B.主机与外设C.硬件与软件D.硬件与操作系统（4）在下列的描述中，最能准确反映计算机主要功能的是—D—。计算机可以代替人的脑力劳动计算机可以存储人量的信息计算机是一种信息处理机计算机可以实现高速运算（5）存储程序概念是由美国数学家冯•诺依曼在研究_D—时首先提出来的。A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC（6）现代计算机组织结构是以_E—为中心，其基本结构遵循冯•诺依曼思想。A.寄存器B.存储器C.运算器D.控制器（7）冯•诺依曼存储程序的思想是指_C—o只有数据存储在存储器只有程序存储在存储器数据和程序都存储在存储器数据和程序都不存储在存储器1.10填空题（1）计算机CPU主要包括①和—②—两个部件。答：①运算器②控制器（2）计算机的硬件包拾①、—②、—③、—④和—⑤等5大部分。答:①运算器②控制器③存储器④输入设备⑤输出设备（3）计算机的运算精度与机器的①有关，为解决精度与硬件成本的矛盾，人多数计算机使用一②—。答：①字长②变字长运算（4）从软、硬件交界面看，计算机层次结构包拾①和—②—两人部分。答：①实机器②虚机器（5）计算机硬件直接能执行的程序是①程序，高级语言编写的源程序必须经过—②_翻译，计算机才能执行。答：①机器语言②语言处理程序TOC\o"1-5"\h\z（6）从计算机诞生起，科学计算一直是计算机最主要的①。答：①应用领域（7）银河I（YH-I）巨型计算机是我国研制的①。答：①第一台巨型计算机1.11是非题（1）微处理器可以用来做微型计算机的CPUox含义不清（2）ENIAC计算机的主要工作原理是存储程序和多道程序控制。x（3）决定计算机运算精度的主要技术指标是计算机的字长。7（4）计算机总线用于传输控制信息、数据信息和地址信息的设施。7（5）计算机系统软件是计算机系统的核心软件。7（6）计算机运算速度是指每秒钟能执行操作系统的命令个数。x（7）计算机主机由CPU、存储器和硕盘组成。x（8）计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。7第二章作业解答2.2分别计算用二进制表示4位、5位、8位十进制数时所需要的最小二进制位的长度。答：•:4位十进制数的最大数为9999,213=8192<9999<214=16384・•・表示4位十进制数所需的最小二进制位的长度为14位。•:5位十进制数的最人数为99999,216=65536<9999<217=131072・•・表示5位十进制数所需的最小二进制位的长度为17位。•:8位十进制数的最大数为99999999,226=67108864<99999999<227=134217728・•・表示8位十进制数所需的最小二进制位的长度为27位。根据当i位十进制数与J位二进制数比较时的等式，101=2j,得j=3.3i,亦可得到上述结果。2.6己知x的二进制真值，试求［X］补、［-X］补、［x/2］补、［x/4］补、［2x］补、［4x］补、［一2x］补、［一x/4］补。（设机器釆用定点小数，字长为8位，若结果不存在或出错，请注明）（1）x=+0.0101101（2）x=-0.1001011（3）x=-l（4）x=-0.00010102.7根据题2.7表中给定的机器数（整数），分别写出把它们看作原码、反码、补码、移码表示形式时所对应的十进制真值。2.8设十进制数x=（+124.625）x2-10（1）写出x对应的二进制定点小数表示形式。（2）若机器的浮点数表示格式为：其中阶码和尾数的基数均为2。写出阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式。写出阶码和尾数均采用补码表示时的机器数形式。解：（1）X对应的二进制定点小数表示形式为:1111100.101x2-10=0.1111100101x2-3=0.0001111100101（2）①阶码和尾数均釆用原码表示时的机器数形式：010011111110010100000=010011111110010100000=09FCA0H②阶码和尾数均采用补码表示时的机器数形式：011101111110010100000=011101111110010100000=0EFCA0H2.9设某机字长为16位，数据表示格式为：分别写出该机在下列的数据表示形式中所能表示的最小正数、最大正数、最大负数、最小负数（绝对值最人的负数）和浮点规格化最小正数、最人负数在机器中的表示形式和所对应的十进制真值。（1）原码表示的定点整数；（2）补码表示的定点整数：（3）阶码与尾数均用原码表示的浮点数；（4）阶码与尾数均用补码表示的浮点数；（5）阶码为移码、尾数用补码表示的浮点数。解：2.11用十六进制写出下列十进制数的IEEE754标准32位单精度浮点数的机器数的表示形式。0.15625(2)-0.15625(3)16(4)-5解：(0.15625)10=(0.00101)2=1.01x2-3阶码E=1274-(-3)=124=(1111100)2=01111100机器数形式：00111110001000000000000000000000十六进制形式：3E200000H(-0.15625)10=(-0.00101)2=-1.01x2-3阶码E=1274-(-3)=124=(1111100)2=01111100机器数形式：10111110001000000000000000000000十六进制形式：BE200000H(16)10=(10000)2=-1.0000x24阶码E=127+4=131=(10000011)2机器数形式：01000001100000000000000000000000十六进制形式：41800000H(-5)10=(-101)2=-1.01x22阶码E=127+2=129=(10000001)2机器数形式：11000000101000000000000000000000十六进制形式：C0A00000H2.13写出下列十六进制的IEEE单精度浮点数代码所代表的十进制数值。(1)42E48000(2)3F880000(3)00800000(4)C7F00000解：42E48000=01000010111001001000000000000000指数=(10000101)2-127=133-127=6M=1.11001001000000000000000=1+(1/2+1/4+1/324-1/256)十进制数ffiN=[l+(l/2+1/4+1/32+l/256)]x26=114.253F880000=00111111100010000000000000000000指数=(01111111)2-127=127-127=0M=1.00010000000000000000000=1+1/16=1.0625十进制数值N=1.0625x20=1.0625(3)00800000=00000000100000000000000000000000指数=(00000001)2-127=1-127=一126M=1.00000000000000000000000十进制数值N=1x2—126(4)C7F00000=l1000111111100000000000000000000指数=(10001111)2-127=143-127=16M=l.11100000000000000000000=1+(1/2+1/4+1/8)=1.875十进制数ffiN=-(216+215+214+213)=-15x213=-122880=-1.875x2162.14设有两个正浮点数：lel!2SN,2e222SN若el>e2,是否有N1>N2若SI、S2均为规格化数，上述结论是否正确？答：(1)不一定(2)正确2.15设一个六位二进制小数x=0.ala2a3a4a5a6>x>0,请回答：若要x>81,ala2a3a4a5a6需要满足什么条件？若要x>21,ala2a3a4a5a6需要满足什么条件？若要41>x>161,ala2a3a4a5a6需要满足什么条件？解：要x281,ala2a3a4a5a6需要满足：ala2a3至少有一个1要x>21,ala2a3a4a5a6需要满足：al=L且a2a3a4a5a6至少有一个为1(不为全0)要41>x>161,ala2a3a4a5a6需要满足：al=O且①a2=l,a3a4a5a6为全0②a2=0且a3=La4a5a6任意或a2=0且a3=0,a4=ha5a6至少有一个为12.17分别用前分隔数字串、后嵌入数字串和压缩的十进制数串形式表示下列十进制数。+74(2)-639(3)+2004(4)-8510解：(1)+74前分隔数字串+742B3734“+”后嵌入数字串+743734“7”压缩的十进制数串+740000011101001100“0”“4”(2)-639前分隔数字串-6392D363339«““6““3”后嵌入数字串-639363379“6““3”压缩的十进制数串-6390110001110011101“6““3”«”+2004前分隔数字串+20042B32303034©后嵌入数字串+200432303034压缩的十进制数串+2004000000100000000001001100©“2”©©“+”-8510前分隔数字串-85102D38353130“《“5”“I”©后嵌入数字串-851038353170“8““5”“I”©压缩的十进制数串-8510000010000101000100001101p,“8”“5”“I”«”2.19什么是“码距”？数据校验与码距有什么关系？答：码距是指在一组编码中任何两个编码之间最小的距离。数据校验码的校验位越多，码距越人，编码的检错和纠错能力越强。2.21下面是两个字符(ASCH码)的检一纠一错的海明校验码(偶校验)，请检测它们是否有错？如果有错请加以改正，并写出相应的正确ASCII码所代表的字符。10111010011(2)10001010110解：指误字为E1=P1㊉A6㊉A5㊉A3㊉A2㊉A0=l㊉1㊉1㊉1㊉0㊉1=1E2=P2㊉A6㊉A4㊉A3㊉Al㊉A0=0㊉1㊉0㊉1㊉1㊉1=0E3=P4㊉A5㊉A4㊉A3=l㊉1㊉0田1=1E4=P8㊉A2㊉Al㊉A0=0㊉0㊉1㊉1=0得到的指误字为E4E3E2El=0101=(5)10,表示接收到的海明校验码中第5位上的数码出现了错误。将第5位上的数码A5=l取反，即口I得到正确结果lOllOOlOOllo正确ASCII码所代表的字符为1001011=“K"。指误字为Ei=Pl㊉A6㊉A5㊉A3㊉A2㊉A0=l㊉0㊉1㊉1㊉1㊉0=0E2=P2㊉A6㊉A4㊉A3㊉Al㊉A0=0㊉0㊉0㊉1㊉1㊉0=0E3=P4㊉A5㊉A4㊉A3=0㊉1㊉0㊉1=0E4=P8㊉A2㊉Al㊉A0=0㊉1㊉1㊉0=0得到的指误字为E4E3E2E1=0000,无错。正确ASCII码为0101110=“.”2.22试编出8位有效信息01101101的检二纠一错的海明校验码(用偶校验)。解：8位有效信息需要用4个校验位，所以检一纠一错的海明校验码共有12位。4个校验位为：Pl=A7®A6eA4®A3©Al=0®l®0®ie0=0P2=A7®A5eA4®A2©Al=0®l®0®ie0=0P4=A6®A5eA4®A0=l®ie0©l=lP8=A3®A2eAl®A0=l®ie0©l=l检一纠一错的海明校验码：000111011101=lDDH检二纠一错的海明校验码，增加P0PO=P1㊉P2㊉A7㊉P4㊉A6㊉A5㊉A4㊉P8㊉A3㊉A2㊉Al©A0=l有效信息01101101的13位检二纠一错的海明校验码：1000111011101=11DDH2.23设准备传送的数据块信息是1010110010001111，选择生成多项式为G(x)=100101,试求出数据块的CRC码。解：模2除后，余数R(x)=10011,数据块的CRC码：1010110010001111100112.24某CRC码(CRC)的生成多项式G(x)=x3+x2+1,请判断下列CRC码是否存在错误。0000000(2)1111101(3)1001111(4)1000110解：G(x)=1101(1)(2)(3)(4)0000000模2除1101,余数为:1111101模2除1101,1001111模2除1101,1000110模2除1101,余数为:余数为:余数为:000,010,100,000,无错有错有错无错C・2-64D・2-63B时，x>-l/2成立。B.xl=0,x2〜x8至少有一个为1D.xl=0,x2〜x8任意(3)在某8位定点机中，寄存器内容为10000000.若它的数值等于一128,则它采(4)用的数据表示为A.原码在卞列机器数中,B.补码C.反码D.移码哪种表示方式卜•零的表示形式是唯一的A.原码B.补码C.反码D.都不是2.25选择题某机字长64位，其中1位符号位，63位尾数。若用定点小数表示，则最大正小数为B。+(1-2-64)B・+(1-2-63)设［x］补=1・x1x2x3x4x5x6x7x8,当满足xl=1,x2〜x8至少有一个为1C・xl=l,x2〜x8任意下列论述中，正确的是Do已知［X］原求［X］补的方法是：在［X］原的末位加1已知［x］补求［—X］补的方法是：在［x］补的的末位加1已知［x］原求［x］补的方法是：将尾数连同符号位一起取反，再在末位加1已知［X］补求［一刃补的方法是：将尾数连同符号位一起取反，再在末位加1IEEE754标准 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的32位浮点数格式中，符号位为1位，阶码为8位，尾数为23位，则它所能表示的最大规格化正数为AoA.+(2-2-23)x2+127B・+(1-2-23)x2+127C・+(2—2—23)x2+255D・2+127-2-23浮点数的表示范围取决于A。A.阶码的位数B.尾数的位数C.阶码采用的编码D.尾数采用的编码在24x24点阵的汉字字库中，一个汉字的点阵占用的字节数为Do(9)D.72但没有数据错误，采用奇校验的编码是A.2E.9C・24假定下列字符码中有奇偶校验位,A.10011010110100001101011110111000(10)在循环冗余校验中，生成多项式G(x)应满足的条件不包拾D°A.校验码中的任一位发生错误，在与G(x)作模2除时，都应使余数不为0校验码中的不同位发生错误时，在与G(x)作模2除时，都应使余数不同用G(x)对余数作模2除，应能使余数循坏不同的生成多项式所得的CRC码的码距相同，因而检错、校错能力相同2.26填空题（1）设某机字长为8位（含一符号位），若［x］补=11001001,则x所表示的十进制数的真值为①,［1/4司补=②；若［y］移=11001001,则y所表示的十进制数的真值为③；y的原码表示［刃原=④。答：①-55②11110010③+73④01001001（2）在带符号数的编码方式中，零的表示是唯一的有①和②。答：①补码②移码（3）若［xl］补=10110111,［x2］原=1.01101，则数xl的十进制数真值是①，x2的十进制数真值是②。答：①-73②-0.71875（4）设某浮点数的阶码为8位（最左一位为符号位），用移码表示；尾数为24位（最左一位为符号位），采用规格化补码表示，则该浮点数能表示的最人正数的阶码为①，尾数为②；规格化最大负数的阶码为③，尾数为④。（用二进制编码回答）（书上：最小负数的阶码为③，尾数为④答：®11111111@011111111111111111111111③11111111④100000000000000000000000（5）设有效信息位的位数为N,校验位数为K,则能够检测出一位出错并能自动纠错的海明校验码应满足的关系是①。答：①2K—1NN+K2.27是非题TOC\o"1-5"\h\z（1）设|>］补=0.xlx2x3x4x5x6x7,若要求x>l/2成立，则需要满足的条件是xl必须为1,x2〜x7至少有一■个为1。7（2）一个正数的补码和它的原码相同，而与它的反码不同。x（3）浮点数的取值范圉取决于阶码的位数，浮点数的精度取决于尾数的位数。7（4）在规格化浮点表示中，保持其他方面不变，只是将阶码部分由移码表示改为补码表示，则会使该浮点表示的数据表示范围增犬。x（5）在生成CRC校验码时，采用不同的生成多项式，所得到CRC校验码的校错能力是相同的。x第三章作业解答作业三（1）3.1已知［x］补、［y］补，计算［x+y］补和［x—刃补，并判断溢出情况。（1）区］补=0.11011［y］补=0.00011（2）区］补=0.10111［y］补=1.00101（3）［X］补=1.01010［刃补=1.10001解：（1）凶补=0.11011［y］补=0.00011［-V］补=1.111101［x+y］补=0.11011+0.00011=0.11110［x-y］补=0.11011+1.111101=0.11000（2）凶补=0.10111［刃补=1.00101［—刃补=0.11011［x+y］补=0.10111+1.00101=1.11100［x-y］补=0.10111+0.11011=1.10010溢出（3）［x］补=1.01010［y］补=1.10001［-刃补=0.01111［x+y］补=1.01010+1.10001=0.11011溢出［x-y］补=1.01010+0.01111=1.110013.2己知［x］补、［y］补，计算［x+y］变形补和［x—刃变形补，并判断溢出情况。［x］补=100111［y］补=111100(2)冈补=011011［y］补=110100［x］补=101111［y］补=011000解：(1)［x］变形补=1100111［y］变形补=1111100［~y］变形补=0000100［x+y］变形补=1100111+1111100=1100011［x-y］变形补=1100111+0000100=1101011［X］变形补=0011011［y］变形补=1110100［—刃］变形补=0001100［x+y］变形补=0011011+1110100=0001111［x-y］变形补=0011011+0001100=0100111溢出冈变形补=1101111［y］变形补=0011000［—y］变形补=1101000［x+y］变形补=1101111+0011000=0000111［x-y］变形补=1101111+1101000=1010111溢出3.4分别用原码一位乘法和补码一位乘法计算［xxy］原和［xxy］补。x=0.11001v=0.10001(2)x=0.01101y=—0.10100(3)x=-0.10111y=0.11011x=-0.01011y=-0.11010解:(1)［xx刃原=0.0110101001［xxy］补=0.0110101001［xxy］原=1.0100000100［xx刃补=1.1011111100［xxy］原=1.1001101101［xxy］补=1.0110010011［xxy］原=0.0100011110［xx刃补=0.01000111103.5分别用原码两位乘法和补码两位乘法计算［xxy］原和［xxy］补。(1)(3)解：(2)(3)(4)x=0.11001y=0.10001(2)x=0.10101y=—0.01101x=-0.01111y=0.11101(4)x=-0.01001y=—0.10010［xxy］原=0.0110101001［xxy］补=0.0110101001［xxy］原=1.0100010001［xx刃补=1.1011101111［xxy］原=1.0110110011［XX刃补=1.1001001101［xxy］原=0.0010100010［xx刃补=0.00101000103.6分别用原码不恢复余数法和补码不恢复余数法计算［x/y］原和［x/y］补。(1)(4)x=0.01011y=0.10110［刃丫］原=0.10000［灯刃补=0.10000or［x/y］补=0.10001x=0.10011y=-0.11101［x/y］原=1.10100［x/y］补=1.01100oi［x/y］补=1.01011x=-0.10111y=-0.11011［刃丫］原=0.11100［灯刃补=0.11101or［刃刃补=0.11100x=+10110y=-00110［x/y］原=100011［x/y］补=1111013.9己知某机浮点数表示格式如卜•:25611数符阶符阶码尾数其中，浮点数尾数和阶码的基值均为2,阶码用移码表示，尾数用补码表示。设:x=0.110101x2-001v=—0.100101x2+001试用浮点运算规则计算x+y、x—y、xxy、x/yo(要求写出详细运算步骤，并进行规格化)。解：机器数氏］补=001111110101［y］补=110001011011［-刃补=010001100101x+v机器数［x+y］补=110000010000x+y=—0.110000x20对阶：［△e*^=［ex］移+［―ey］补=01111+11111=01110,Ae=ex—ev=—00010小阶对大阶：|＞］补=010001001101［x+y］补=110000010000x+y=—0.110000x20x—v［x-y］补=010001U0010x-y=0.110010x21xxyXxy=-0.111110x2-001=-0.111110x2-1阶码相加：［ex+ey］移=［ex］移+［ey］补=01111+00001=10000尾数可采用定点补码乘法(双符号位)：［SxxSy］补=0］补x［Sy］补=11.100001010111规格化：［XX刃补=101111000010xxy=-0.111110x2-001=-0.111110x2-1x/y尾数|Sx|＞|Sy|,Sx右移得：0;］补=00.011010.［ex］移=10000,阶码相减：［ex-ev］移=［凶移+［—ey］补=10000+11111=01111尾数用补码不恢复余数法：［Sx/Sy］补=4乂］补x［Sy］补=1.010011(恒置1)OR1.010100(校正)规格化：［x/y］补=101111010011OR101111010100x/y=-0.101101x2-001OR-0.101100x2-0013.10ACCnCn+1ALUAND1寄存器BBBAND2CR&移位脉冲时钟脉冲CTQ启动结束CnCnCn+1Cn+100.00000100110000.000000100110-x00.1100100.1100100.01100101001100.001100101001+x11.0011111.0110111.10110101010011.110110101010-x00.1100100.101000101010得以＞＜丫］补=0.1010001010XxY=0.1010001010寄存器ABC运算初态000000011001111001100运算终态0010100110011101010103.11说明定点补码和浮点补码加减运算的溢出判断方法。答：(1)定点补码加减运算的溢出判断方法：根据两个操作数的符号与结果的符号判别溢出：ffffifffifsysxsyxsyxOVR=+=根据两数相加时产生的进位判别溢出：OVR=Cf㊉C1根据变形补码运算后的符号判别溢出：sflsf2=00,表示结果为正数，无溢出；sflsf2=ll,表示结果为负数，无溢出；sflsf2=01,表示结果为正溢出；sflsf2=10,表示结果为负溢出。⑵浮点补码加减运算的溢出判断方法浮点补码加减运算的溢出通常是指浮点数上溢，浮点数是否溢出是由阶码是否人于浮点数所能表示的最大正阶来判断的。例如，设浮点数的阶码采用补码表示，双符号位，这时浮点数的溢出与否可由阶码的符号进行判断：若阶码［J］补=01xx,x,则表示出现上溢，需作溢出处理；符号若阶码［J］补=10xx,,x,则表示出现下溢，按机器零处理。3.14利用用十进制加减运算算法计算下列各题：125+436=?(2)125-436=?(3)436-125=?解：(1)125+436=561125-436=-311436-125=3113.16设有一个16位定点补码运算器，数据最低位的序号为1。运算器可实现下述功能：A±BtABxCtA、C(乘积高位在A中)A-BtC(商在C中)请 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 并画出运算器第3位及A、C寄存器第三位输入逻辑。 加法 100以内进位加法和退位减法100以内进位加法题100以内进位加法100以内进位加法竖式整数加法运算定律推广到小数说课 器本身逻辑可以不画，原始操作数输入问题可以不考虑。解：见附页3.19设一个8位寄存器中的内容为十六进制数C5H,连续经过一次算术右移、一次逻辑左移、一次人循环右移、一次小循环左移。写出每次移位后寄存器的内容和进位标志C的状态。解：C5H=11000101C寄存器一次算术右移：111100010一次逻辑左移：111000100一次人循坏右移：011100010一次小循坏左移：1110001013.21选择题运算器的核心部分是CO数据总线B.累加寄存器C.算术逻辑运算单元D.多路开关（2）在浮点运算中下面的论述正确的是C。对阶时应采用向左规格化对阶时可以使小阶向人阶对齐，也可以使人阶向小阶对齐尾数相加后可能会出现溢出，但可采用向右规格化的方法得出正确结论尾数相加后不可能得出规格化的数（3）当采用双符号位进行数据运算时，若运算结果的双符号位为01,则表明运算(4)(5)A.无溢出B.正溢出补码加法运算的规则是操作数用补码表示，操作数用补码表示，操作数用补码表示，操作数用补码表示，A.B.C.D.C.负溢出D.不能判别是否溢出B。符号位单独处理连同符号位一起相加将加数变补，然后相加将被加数变补，然后相加CO原码乘除法运算要求A.操作数必须都是正数B.操作数必须具有相同的符号位C.对操作数符号没有限制D.以上都不对进行补码一位乘法时，被乘数和乘数均用补码表示，运算时A首先在乘数最末位yn后增设附加位yn+1,且初始vn+l=0,再依照ynyn+1的值确定下面的运算。首先在乘数最末位vn后增设附加位yii+1,且初始yu+1=1,再依照ynyn+1的值确定下面的运算。首先观察乘数符号位，然后决定乘数最末位yn后附加位yn+1的值，再依照ynyn+1的值确定下面的运算。不应在乘数最末位yn后增设附加位yn+1,而应直接观察乘数的末两位yn—lyn确定下面的运算。（7）下面对浮点运算器的描述中正确的是A。浮点运算器由阶码部件和尾数部件实现。阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算。阶码部件只能进行阶码的移位操作。尾数部件只能进行乘法和加法运算。（8）若浮点数的阶码和尾数都用补码表示，则判断运算结杲是否为规格化数的方法是C。阶符与数符相同为规格化数。阶符与数符相异为规格化数。数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数。数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数。（9）已知［x］补=1.01010,［y］补=1.10001,下列答案正确的是D。A.［x］补+［y］补=1.11011B.［x］补+呼］补=0.11011C.［x］补一［刃补=0.11011D.［x］补一［y］补=1.11001（10）下列叙述中概念正确的是D。定点补码运算时，其符号位不参加运算。浮点运算中，尾数部分只进行乘法和除法运算。浮点数的正负由阶码的正负符号决定。在定点小数一位除法中，为了避免溢出，被除数的绝对值一定要小于除数的绝对值。3.22填空题（1）在补码加减运算中，符号位与数据①参加运算，符号位产生的进位②。答：①按同样规则一起②自动丢失（2）在采用变形补码进行加减运算时，若运算结果中两个符号位①，表示发生了溢出。若结果的两个符号位为②，表示发生正溢出；为③，表示发生负溢出。答：①-55②11110010③+73④01001001（3）在原码一位乘法的运算过程中，符号位与数值位①参加运算，运算结果的符号位等于②。答：①分别②两操作数的符号的模2加（异或）（4）浮点乘除法运算的运算步骤包括：①、②、③、④和⑤。答：①阶码运算②溢出判断③尾数乘除运算④结果规格化处理⑤舍入处理（5）在浮点运算过程中，如果运算结果的尾数部分不是①形式，则需要进行规格化处理。设尾数采用补码表示形式，当运算结果②时，需要进行右规操作；当运算结呆③时，需要进行左规操作。答：①规格化②溢出③不是规格化数（6）将两个8421BCD码相加，为了得到正确的十进制运算结果，需要对结果进行修正，其修正方法是①。答：①两个8421码相加后，若相加的和数<10,则不需修正，按二进制规则相加的结果就是正确的8421码的和数：若相加的和数210,则需在二进制相加的结果上加“0110"进行修正。（7）浮点运算器由①和②两部分组成，它们本身都是定点运算器，其中①要求能够进行③运算：②要求能够进行④运算。答:①阶码部件②尾数部件③加减④加减乘除（8）设有一个16位的数据存放在由两个8位寄存器AH和AL组成的寄存器AX中,其中数据的高8位存放在AH寄存器中，低8位存放在AL寄存器中。现需要将AX中的数据进行一次算术左移，其操作方法是：先对①进行一次②操作，再对③进行一次④操作。答：①AL②算术左移③AH④带进位循环左移3.23是非题（1）运算器的主要功能是进行加法运算。X（2）加法器是构成运算器的主要部件，为了提高运算速度，运算器中通常都采用并行加法器。7（3）在定点整数除法中，为了避免运算结果的溢出，要求|被除数|<|除数|。V（4）浮点运算器中的阶码部件可实现加、减、乘、除运算。x（5）根据数据的传递过程和运算控制过程来看，阵列乘法器实现的是全并行运算。7（6）逻辑右移执行的操作是进位标志位移入符号位，其余数据位依次右移1位，最低位移入进位标志位。x第四章作业解答4.1静态MOS存储器与动态MOS存储器存储信息的原理有何不同？为什么动态MOS存储器需要刷新？一般有哪几种刷新方式？答：静态MOS存储器利用一个双稳态触发器存储一个二进制位，只要不断电就可以保持其中存储的二进制数据不丢失。动态MOS存储器使用一个MOS管和一个电容来存储一位二进制信息。用电容来存储信息减少了构成一个存储单位所需要的晶体管的数目。由于动态MOS存储器中的电容会产生漏电，因此DRAM存储器芯片需要频繁的刷新操作。动态存储器的刷新方式通常有：集中式刷新方式、分散式刷新方式、异步式刷新方式4.2某一64KX1位的动态RANI芯片，采用地址复用技术，则除了电源和地引脚外，该芯片还应有那些引脚？各为多少位？解：地址线：采用地址复用技术，可为16/2=8位数据线：1位；读写线WR『：1位；片选信号CS：1位或行选通信号RAS：1位；列选通信号CAS：1位4.6假设某存储器地址长为22位，存储器字长为16位，试问：（1）该存储器能存储多少字节信息？（2）若用64KX4位的DRAM芯片组织该存储器，则需多少片芯片？（3）在该存储器的22位地址中，多少位用于选片寻址？多少位用于片内寻址？答：（1）该存储器可存储222x2=223=8MB的信息。（2）需要芯片222x16/64x210x4=28=256（3）22位地址中，16位用于片内寻址，6位用于选片寻址。4.7某8位计算机采用单总线结构，地址总线17根（016A,16A为高位），数据总线&根双向（07D）,控制信号WR7（高电平为读，低电平为写）。已知该机的I/O设备与主存统一编址,若地址空间从0连续编址，其地址空间分配如下：最低16K为系统程序区，由ROM芯片组成;紧接着48K为备用区，暂不连接芯片；接着60K为用户程序和数据空间，用静态RAM芯片组成；最后4K为!/O设备区。现有芯片如下：Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y6Y7D0-D7D0-D7A13-A0A13-A0CSOECSWEABCABCF&3-8译码器16KBRAN116KBROMENROM：16kx8位，其中CS：为片选信号，低电平有效，OE：为读出控制，低电平读出有效。静态RAM：16Kx8位，其中CS:为片选信号，低电平有效，WE：为写控制信号，低电平写，高电平读。译码器：3—8译码器。输出低电平有效。与非门：扇入系数不限。试画出主存芯片连接的逻辑图并写出各芯片地址分配表（假设存储器从0连续进行编址）。答：⑴共需5片，其中1片16Kx8ROM,4片16KX8SRAM⑵各芯片地址分配表00000H〜03FFFH系统程序区16KB04000H〜0FFFFH备用区48KB10000H〜1EFFFH用户程序区和数据空间60KB1F000H〜1FFFFHDO设备区4K00000000000000000〜00011111111111111A16A15A14=000ROM1片00100000000000000〜01111111111111111备用区10000000000000000〜10011111111111111A16A15A14=10016KRAM第］片10100000000000000〜10111111111111111A16A15A14=10116KRAM第2片11000000000000000〜11011111111111111A16A15A14=U016KRAM第3片11100000000000000〜1111011111111111!A16A15A14=U1A13A12^1112KRAM第00000000000000000〜0001100100000000000000〜0111110000000000000000〜1001110100000000000000〜1011111000000000000000〜1101111100000000000000〜1111011111000000000000〜1111111111111111100000H〜03FFFH11111111111104000H〜0FFFFH11111111111110000H〜13FFFH11111111111114000H〜17FFFH11111111111118000H〜1EFFFH11111111111!1C000H〜1EFFFH1111ill!111!1F000H〜1FFFFH4片11111000000000000〜11111111111111111A16A15A14=111A13A12=114KI/O设备区⑶主存芯片与CPU的连接逻辑图ROMRAMRAMRAMRAMA13〜AORW3—8译码器MEMRENA16A15A14CBAD7〜D0AI3A124.9已知某8位机的主存采用4Kx4位的SRAM芯片构成该机所允许的最人主存空间，并选用模块板结构形式，该机地址总线为18位，问：（1）若每个模块板为32KX8位，共需几个模块板？（2）每个模块板内共有多少块4KX4位的RAM芯片？请画出一个模块板内各芯片连接的逻辑框图。（3）该主存共需要多少4K>4位的RAM芯片？CPU如何选择各个模块板？答：（1）主存总容量218x8=256Kx8,：•每个模块板为32Kx8位，二共需256K/32K=8个模块板。（2）每个模块板内共冇32Kx8位/4KX4位=16片RAM芯片。一个模块板内各芯片连接的逻辑框图：RAMORANI1RAM2RAM3RAM4RAM7A11〜AORAV3—8译码器A14A13A12D7〜D0MEMRENCBA””D7〜D4D3〜DORAMORAMIRAM2RAM3RAM4RANI7”（3）该主存共需要16x8=128片4KX4位的RAM芯片。用地址高3位，通过3—8译码器形成各模板选择信号。4.1064KX1位DRAM芯片通常制成两个独立的128356阵列。若存储器的读/写周期为0.5ps,则对集中式刷新而言，其“死区”时间是多少？如果是一个256KX1位的DRAM芯片，希望能与上述64K"位DRAM芯片有相同的刷新延时，则它的存储阵列应如何安排？解：（1）两个独立的128x256阵列共128x2=256行，读/写周期为0.5ps对集中式刷新而言，其“死区”时间为：256xO.5ps=128ps⑵要求256KX1位的DRAM芯片与64Kx1位DRAM芯片有相同的刷新延时，则存储阵列的行数应一致，即为256行，所以256KX1位的DRAM芯片的存储阵列应安排为256x1024,即分为两个独立的128x1024的阵列。4.11某磁盘组有16个数据记录面，每面有256个磁道，每个磁道分为16个扇区，每个扇区包括512字节，已知磁盘内磁道直径为10英寸，外磁道直径为14英寸，转速为3600r/min,磁头平均定位时间为15ms,求：（1）该磁盘组最人存储容量是多少？（2）该磁盘组最人位密度、磁道密度是多少？（3）该磁盘的平均存取时间、数据传输率是多少？答：（1）该磁盘组最人存储容量是：C=nxTxSxB=16x256xl6x512B=32NIB=225B（2）最人位密度16x512x8/10；［=2087位/英寸=2087bpi磁道密度256/（14/2-10/2）=256/2=128道/英寸=128tpi（3）平均存取时间数据传输率：Dr=16x512x8x3600/60=3932160bit/s=491520B/秒=480KB/S平均等待时间：60/（3600x2）=8.3ms平均存取时间:8.3+15=23.3ms考虑：启动延迟+传送一个扇区数据所需的时间。启动延迟未给，忽略。传送一个扇区数据所需的时间=512B/480KB©1.042ms平均存取时间：8.3+15+1.042~243ms4.12若某机磁盘子系统共有4台驱动器，每台驱动器装有与上述磁盘组相同的磁盘组，请设计该磁盘子系统的地址格式。答：17161587430驱动器号（2位）圆柱面号（8位）盘面号（4位）扇区号（4位）补充题：请用2Kx8bit的SRAM设计一个8Kx32bi啲存储器，并画出存储器与CPU的连接原理图。要求：（1）存储器可以分别被控制访问8,16,32位数据，控制信号B1B0由CPU提供:当BlB0=00时访问32位数据；当BlB0=01时访问16位数据；当BlB0=10时访问8位数据。⑵存储芯片地址按交叉方式编址。⑶满足整数边界地址的安排。解：⑴共需芯片4x4=16片。其中字扩展为4组，位扩展为4片。共需15根地址线，其中：用A1A0控制位扩展的各片，片内地址A12〜A2,高位A14A13作为字扩展各组片选信号。2Kx8（l）2Kx8（2）2K>8（3）2Kx8（4）CS3CS2CS1CSOD32〜D24D23〜D16D15〜D8D7〜DOA12-A2⑵设每组中数据位数从高到低依次为第一片t第四片。选中第一片时，C=l,选中第二片时，D=l,选中第三片时，E=l,选中第四片时，F=l,有下列逻辑关系：B1B0A1A0CDEF说明00001111访问32位数据00010000不访问00100000不访问00110000不访问01000011访问低16位数据01010000不访问01101100访问高16位数据01110000不访问10000001访问低8位数据D7〜D010010010访问次低8位数据D15〜D810100100访问次高8位数据D23〜D1610111000访问高8位数据D31〜D24即：C=010101010101AABBAABBAABB++D=010101010101AABBAABBAABB++E=010101010101AABBAABBAABB++F=010101010101AABBAABBAABB++A14A13通过2-4译码器产生4个片选信号30YY〜，各芯片的片选信号：CYCS03+=；DYCS02+=；EYCS01+=；FYCSOO+=CYCS17+=；DYCS16+=；EYCS15+=；FYCS14+=CYCS211+=；DYCS210+=；EYCS29+=；FYCS28+=CYCS315+=；DYCS314+=；EYCS313+=；FYCS312+=某机主存容量为128MB,Cache容量为32KB,主存与Cache均按64E的犬小分块。⑴分别写出主存与Cache采用直接映像和全相联映像时主存与Cache地址的结构格式并标出各个字段的位数。⑵若Cache采用组相联映像，每组块数为4块。写出主存与Cache地址的结构格式并标出各个字段的位数。并回答一个主存块可以映像到多少个Cache块中？一个Cache块可与多少个主存块有对应关系？答：主存容量为128MB,Cache容量为32KB=215E,块的人小为64E=26E,每组中的块数为4=22块，Cachenf分为32KB/64B=512=29块，共可分为512/4=128=27组；主存按照Cache的容屋可分为128MB/32KB=4096=212个区，每个区中共32KB/64B=512=29块：⑴主存与Cache釆用直接映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数主存地址的结构：27位12位9位6位区号块号块内偏移地址Cache地址的结构：15位9位6位块号块内偏移地址一个主存块可以映像到一个Cache块中，一个Cache块可与212个主存块有对应关系。主存与Cache采用全相联映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数21位6位块号块内偏移地址Cache地址的结构9位6位块号块内偏移地址一个主存块可以映像到29个Cache块中，一个Cache块可与221个主存块有对应关系。⑵主存与Cache采用组相联映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数主存地址的结构12位7位2位6位区号组号组内块号块内偏移地址Cache地址的结构7位2位6位组号组内块号块内偏移地址因为每组块数为4块，所以一个主存块可以映像到4个Cache块中：一个Cache块可与212x4=214个主存块有对应关系。4.16选择题（1）需要定期刷新的存储芯片是—B—oEPROMB.DRAMC.SRAMD.EEPROM（2）_A—存储芯片是易失性的。SRAMB.UV-EPROMC.NV-RANID.EEPROM（3）有和引脚的存储芯片是—B—。EPROMB.DRAMC.SRAMD.三者都是（4）下面叙述不正确的是—C—。半导体随机存储器可随时存取信息，掉电后信息丢失。在访问随机存储器时，访问时间与单元的物理位置无关。内存储器中存储的信息均是不可改变的。随机存储器和只读存储器可以统一编址。（5）动态RAM与静态RAM相比，其优点是_C—。动态RAM的存储速度快。动态RAM不易丢失数据。在 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 上，比静态RAM的存储密度高。控制比静态RAM简单。（6）某512x8位RAM芯片采用一位读/写线控制读写，该芯片的引脚至少有—C—。17条B.19条C.21条D.522条（7）在调频制记录方式中，写“0”和写“1”是利用o电平的高低变化B.电流的幅值变化C.电流的相位变化D.电流的频率变化（8）由于磁盘上内圈磁道比外圈磁道短，因此_E—o内圈磁道存储的信息比外圈磁道少无论哪条磁道存储的信息屋均相同，但各磁道的存储密度不同内圈磁道的扇区少使得它存储的信息比外圈磁道少各磁道扇区数相同，但内圈磁道上每扇区存储的信息少（9）某存储器按字节编址，要求数据传输率达到8x106字节/秒，则应选用存储周期为_D—的存储芯片。800nsB.250nsC.200nsD.120ns（10）在卞述存储器中，允许随机访问的存储器是_A—oA.半导体存储器E.磁带C.磁盘D.光盘（11）在下列几种存储器中，不能脱机保存信息的是—c—。A.磁盘B.磁带C.RAMD.光盘4.17是非题TOC\o"1-5"\h\z（1）数据引脚和地址引脚越多芯片的容量越人。7（2）存储芯片的价格取决于芯片的容量和速度。7（3）SRAM每个单元的规模大于DRAM的。V（4）要访问DRAM,应首先给出地址，之后再给出地址。7（5）当CPU要访问数据时，它先访问虚存，之后再访问主存。x（6）EDO和FPM都是页模式的DRANE7（7）主存与磁盘均用于存放程序和数据，一般情况卞，CPU从主存取得指令和数据，如果在主存中访问不到，CPU才到磁盘中取得指令和数据。（8）半导体存储器是一种易失性存储器，电源掉电后所存信息均将丢失。x（9）Cache存储器保存RAM存储器的信息副本，所以占部分RAM地址空间。x4.18填空题（1）Cache使用的是①存储芯片。答：①SRAM（2）主存由①（DRAM、硬盘）构成，虚存由②（DRAM、硬盘）构成。答：①DRAM②硬盘（3）①（EDO、FPM）DRAM中，当变高后，数据就在数据总线上消失了。答：①FPM（4）衡量非格式化硬盘的一个磁表面存储容量的两个指标是①和②。答：①道密度②位密度（5）Cache存储器的主要作用是解决①。答：①CPU与主存间速度匹配问题（6）存储器的取数时间是衡屋主存①的重要指标，它是从②到③的时间。答：①速度②把要访问的存储单元的地址，加载到存储器芯片的地址引脚上③到读取的数据或指令在存储器芯片的数据引脚上可以使用为止（7）磁盘的技术指标可用平均存取时间衡量，它包括①_和②两个部分。答：①平均磁道定位时间②平均旋转等待时间（8）SRAM与DRAM中速度高的是①，集成度高的是②。答：①SRAM②DRAM（9）某存储器数据总线宽度为32位，存取周期为250ns,则其带宽是①。答：①128Mbit/s（10）磁盘等磁表面存储器的写入电流波形决定了记录方式，此外还反映了该记录方式是否有①能力。答：①自同步第五章作业解答5.3什么叫寻址方式？有哪些基本的寻址方式？简述其寻址过程。答：寻址方式就是指形成本条指令的操作数地址和卜•一条要执行的指令地址的方法。根据所需的地址信息的不同，寻址可分为操作数地址的寻址和指令地址的寻址两部分。基本的寻址方式：立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、基址寻址、基址加变址寻址、堆栈寻址、相对寻址。5.8转子指令与转移指令有哪些异同？答：转子指令与转移指令的执行结果都是实现程序的转移，但两者的区别在于：转移指令的功能是转移到指令给出的转移地址处去执行指令，一般用于同一程序内的转移，转移后不需要返回原处，因此不需要保存返回地址。转子指令的功能是转去执行一段子程序，实现的是不同程序之间的转移。因为子程序执行完后必须返