内容发布更新时间 : 2024/12/26 9:30:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

整理人：杜鹏

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、存储器和控制器五大部件组成。 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、加工的信息量与日俱增，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 衡量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： 1. 基本字长 2. 主存容量 3. 运算速度

4. 所配置的外部设备及其性能指标 5. 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__。

A. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC （2）在计算机系统中，硬件在功能实现上比软件强的是__C__。

A. 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括两大部分，它们是__ C ____。

A. 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 ___。

A. 计算机可以代替人的脑力劳动 B. 计算机可以存储大量的信息 C. 计算机是一种信息处理机 D. 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. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC （6）现代计算机组织结构是以__ B ___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

整理人：杜鹏

（7）冯?诺依曼存储程序的思想是指__ C ___。

A. 只有数据存储在存储器 B. 只有程序存储在存储器 C. 数据和程序都存储在存储器 D. 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）计算机的硬件包括 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，大多

数计算机使用__ ②____。

答：① 字长 ② 变字长运算

（4）从软、硬件交界面看，计算机层次结构包括 ① 和__ ②____两大部分。

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

（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CPU。 × 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。 × （3）决定计算机运算精度的主要技术指标是计算机的字长。 √ （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。 √ （5）计算机系统软件是计算机系统的核心软件。 √ （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。 × （7）计算机主机由CPU、存储器和硬盘组成。 × （8）计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。 √

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位十进制数的最大数为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，10i = 2j，得j≈3.3i，亦可得到上述结果。

整理人：杜鹏

2.6 已知 x 的二进制真值，试求 [x]补、[－x]补、[x/2]补、[x/4]补、[2x]补、[4x]补、[－2x]补、[－x/4]补。（设机器采用定点小数，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＝－1 （4） x＝－0.0001010 2.7 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)×2－10

（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。

① 写出阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式。 ② 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：1111100.101×2－10＝0.1111100101×2－3＝0.0001111100101

（2） ① 阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式：

0 10011 111110010100000＝0 1001 1111 1100 1010 0000＝09FCA0H ② 阶码和尾数均采用补码表示时的机器数形式：

0 11101 111110010100000＝0 1110 1111 1100 1010 0000＝0EFCA0H 2.9 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（绝对值最大的负数）和浮点规格化最小正数、最大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。 （1） 0.15625 （2） －0.15625 （3） 16 （4） －5 解：

（1）(0.15625)10＝(0. 00101)2＝1.01×2－3

阶码E＝127＋(－3)＝124＝(1111100)2＝01111100 机器数形式：0 01111100 01000000000000000000000 十六进制形式：3E200000H

（2） (－0.15625)10＝(－0. 00101)2＝－1.01×2－3 阶码E＝127＋(－3)＝124＝(1111100)2＝01111100 机器数形式：1 01111100 01000000000000000000000 十六进制形式：BE200000H

（3） (16)10＝(10000)2＝－1.0000×24

整理人：杜鹏

阶码E＝127＋4＝131＝(10000011)2

机器数形式：0 10000011 00000000000000000000000 十六进制形式：41800000H

（4） (－5)10＝(－101)2＝－1.01×22 阶码E＝127＋2＝129＝(10000001)2

机器数形式：1 10000001 01000000000000000000000 十六进制形式：C0A00000H

2.13 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：

（1） 42E48000＝0 10000101 11001001000000000000000 指数＝(10000101)2－127＝133－127＝6

M＝1.11001001000000000000000＝1＋(1/2＋1/4＋1/32＋1/256) 十进制数值N＝[1＋(1/2＋1/4＋1/32＋1/256)]×26＝114.25 （2） 3F880000＝0 01111111 00010000000000000000000 指数＝(01111111)2－127＝127－127＝0

M＝1.00010000000000000000000＝1＋1/16＝1.0625 十进制数值N＝1.0625×20＝1.0625

（3） 00800000＝0 00000001 00000000000000000000000 指数＝(00000001)2－127＝1－127＝－126 M＝1.00000000000000000000000 十进制数值N＝1×2－126

（4） C7F00000＝1 10001111 11100000000000000000000 指数＝(10001111)2－127＝143－127＝16

M＝1. 11100000000000000000000＝1＋(1/2＋1/4＋1/8)＝1.875 十进制数值N＝－(216＋215＋214＋213)＝－15×213＝－122880＝－1.875×216 2.14 设有两个正浮点数：1e112SN，2e222SN?（1） 若e1＞e2，是否有N1＞N2

（2） 若S1、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.a1a2a3a4a5a6，x≥0，请回答： （1） 若要x≥81，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？ （2） 若要x＞21，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？

（3） 若要41≥x＞161，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？ 解：

（1）要x≥ 8 1

，a1a2a3a4a5a6需要满足：a1a2a3至少有一个1 （2）要x＞ 2 1

，a1a2a3a4a5a6需要满足：a1＝1，且a2a3a4a5a6至少有一个为1（不为全0）