计算机组成原理课后习题答案(白中英第四版) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/24 7:48:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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第一章

1. 数字计算机可分为专用计算机和通用计算机,是根据计算机的效率、速度、价格、运

行的经济性和适应性来划分的。 2. 冯诺依曼型计算机主要设计思想是:存储程序通用电子计算机方案,主要组成部分有:

运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备

3. 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号,称为单

元地址。如果某字代表要处理的数据,称为数据字。如果某字为一条指令,称为指令字。

4. 每一个基本操作称为一条指令,而解算某一问题的一串指令序列,称为程序。

5. 指令和数据的区分:取指周期中从内存读出的信息流是指令流,而在执行器周期中从

内存读出的信息流是指令流。

6. 半导体存储器称为内存,存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存,内存和

外存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU,它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁,它的作用相当于一个转换器,使主机和外围设备并行协调地工作。

7. 从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语

言级。采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术,对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制。而且用这种分级的观点来设计计算机,对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

8. 因为任何操作可以由软件来实现,也可以由硬件来实现;任何指令的执行可以由硬

件完成,也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。 9. 计算机的性能指标:吞吐量、响应时间、利用率、处理机字长、总线宽度、存储器容

量、存储器带宽、主频/时钟周期、CPU执行时间、CPI、MIPS、MFLOPS.

第二章

2.[x]补 = a0. a1a2…a6 解法一、

(1) 若a0 = 0, 则x > 0, 也满足x > -0.5

此时a1→a6可任意

(2) 若a0 = 1, 则x <= 0, 要满足x > -0.5, 需a1 = 1

即a0 = 1, a1 = 1, a2→a6有一个不为0

解法二、

-0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 100000

(1) 若x >= 0, 则a0 = 0, a1→a6任意即可

[x]补 = x = a0. a1a2…a6

(2) 若x < 0, 则x > -0.5

只需-x < 0.5, -x > 0

[x]补 = -x, [0.5]补 = 01000000

1

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即[-x]补 < 01000000

a0*a1*a2?a6?1?01000000 a0*a1*a2?a6?00111111 a0a1a2?a6?11000000 即a0a1 = 11, a2→a6不全为0或至少有一个为1(但不是“其余取0”)

3.字长32位浮点数,阶码10位,用移码表示,尾数22位,用补码表示,基为2

Es E1→E9 Ms M20 M0 (1) 最大的数的二进制表示

E = 111111111

Ms = 0, M = 11…1(全1)

表示为: 11…1 011…1 10个 21个

即:229?1?(1?2?21)

(2) 最小的二进制数

E = 111111111

Ms = 1, M = 00…0(全0)(注意:用10….0来表示尾数-1) 表示为: 11…1 100…0 10个 21个

即:229?1?(?1)

(3) 规格化范围

正最大 E = 11…1, M = 11…1, Ms = 0 10个 21个

即:229?1?(1?2?21)

正最小 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个

即:2?29?2?1

负最大 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 1 10个 20个

(最接近0的负数)即:?2?29?(2?1?2?21)

2

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负最小 E = 11…1, M = 00…0, Ms =1 10个 21个

即:229?1?(?1)??2511

规格化所表示的范围用集合表示为: [2?29?2?1 , 229?1?(1?2?21)]?[229?1?(?1)??2511,?2?29?(2?1?2?21)]

(4) 最接近于0的正规格化数、负规格化数(由上题可得出)

正规格化数 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个

2?29?2?1 负规格化数 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 1

10个 20个

?2?29?(2?1?2?21)

4.假设浮点数格式如下: Es E1→E3 Ms M 8 M0 (1) 27?0.011011?0.11011?2?164 阶补码: 1 11

尾数补码: 0 1101 1000 机器数: 1110 1101 1000

(2) ?2764??0.01101?1?0.11011?02?1 阶补码: 1 11 尾数补码: 1 0010 1000 机器数: 1110 0010 1000 5.(1)x = 0.11011, y = 0.00011 0 0 1 1 0 1 1 + 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 x+y = 0.11110 无溢出

(2) x = 0.11011, y = -0.10101 [x]补 = 0 0 1 1 0 1 1 [y]补 = +1 1 0 1 0 1 1

0 0 0 0 1 1 0 x+y = 0.00110

无溢出

(3)x = -0.10110

3

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y = -0.00001 [x]补 = 1 1 0 1 0 1 0 [y]补 = +1 1 1 1 1 1 1

1 1 0 1 0 0 1 x+y = -0.10111 无溢出 6.(1)x = 0.11011 y = -0.11111 [x]补 = 0 0. 1 1 0 1 1 [y]补 = +0 0. 1 1 1 1 1

0 1. 1 1 0 1 0 溢出

(2)x = 0.10111 y = 0.11011 [x]补 = 0 0. 1 0 1 1 1 [y]补 = +1 1. 0 0 1 0 1

1 1. 1 1 1 0 0 x-y = -0.00100

无溢出 (3)x = 0.11011 y = -0.10011 [x]补 = 0 0. 1 1 0 1 1 [y]补 = +0 0. 1 0 0 1 1 0 1. 0 1 1 1 0 溢出 7.(1)原码阵列

x = 0.11011, y = -0.11111

符号位: x0⊕y0 = 0⊕1 = 1 [x]原 = 11011, [y]原 = 11111

1 1 0 1 1 * 1 1 1 1 1 [x*y] = 1, 11 0100 0101 1 1 0 1 1 原 1 1 0 1 1

1 1 0 1 1 直接补码阵列 1 1 0 1 1 [x] 补 = (0)11011, [y] 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1补 = (1)00001 (0) 1 1 0 1 1 (1) 0 0 0 0 1 (0) 1 1 0 1 1 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 0 (1) (1) (0) (1) (1) 0 (1) (1) (0) (1) (1) 1 1 0 1 1 1, 0 0 1 0 1, 1 1 0 1 1

4