計(jì)算機(jī)組成原理包健版答案

1、11 概述數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了哪幾個(gè)代？各代的基本特征是什么？ 略。12 你學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)后，準(zhǔn)備做哪方面的應(yīng)用？ 略。13 試舉一個(gè)你所熟悉的計(jì)算機(jī)應(yīng)用例子。略。14 計(jì)算機(jī)通常有哪些分類方法？你比較了解的有哪些類型的計(jì)算機(jī)？ 。15 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有哪些？ 答：機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度、可配置外設(shè)等。答：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的主要指標(biāo)有：機(jī)器字長(zhǎng)、存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度等。16 什么是機(jī)器字長(zhǎng)？它對(duì)計(jì)算機(jī)性能有哪些影響？ 答： 指CPU一次能處理的數(shù)據(jù)位數(shù)。它影響著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，硬件成本、指令系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)處理精度等。17 什么是存儲(chǔ)容量？什么是主存？什么是輔存？ 答：存儲(chǔ)容量指

2、的是存儲(chǔ)器可以存放數(shù)據(jù)的數(shù)量（如字節(jié)數(shù)）。它包括主存容量和輔存容量。主存指的是CPU能夠通過(guò)地址線直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器。如內(nèi)存等。輔存指的是CPU不能直接訪問(wèn)，必須通過(guò)I/O接口和地址變換等方法才能訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，如硬盤，u盤等。18 根據(jù)下列題目的描述，找出最匹配的詞或短語(yǔ)，每個(gè)詞或短語(yǔ)只能使用一次。 （1）為個(gè)人使用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，通常有圖形顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)。 （2）計(jì)算機(jī)中的核心部件，它執(zhí)行程序中的指令。它具有加法、測(cè)試和控制其他部件的功能。 （3）計(jì)算機(jī)的一個(gè)組成部分，運(yùn)行態(tài)的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)置于其中。 （4）處理器中根據(jù)程序的指令指示運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備做什么的部件。 （5）嵌入在其

3、他設(shè)備中的計(jì)算機(jī)，運(yùn)行設(shè)計(jì)好的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。 （6）在一個(gè)芯片中集成幾十萬(wàn)到上百萬(wàn)個(gè)晶體管的工藝。 （7）管理計(jì)算機(jī)中的資源以便程序在其中運(yùn)行的程序。 （8）將高級(jí)語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的程序。 （9）將指令從助記符號(hào)的形式翻譯成二進(jìn)制碼的程序。 （10）計(jì)算機(jī)硬件與其底層軟件的特定連接紐帶。供選擇的詞或短語(yǔ)：1、匯編器 2、嵌入式系統(tǒng) 3、中央處理器（CPU） 4、編譯器 5、操作系統(tǒng) 6、控制器 7、機(jī)器指令 8、臺(tái)式機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī) 9、主存儲(chǔ)器 10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有哪些部分

4、組成？硬件由哪些構(gòu)成？答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件由控制器、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件構(gòu)成19 馮·諾伊曼Von Neumann計(jì)算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？ 略。110 計(jì)算機(jī)硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？ 略。111 計(jì)算機(jī)軟件包括哪幾類？說(shuō)明它們的用途。 略。112 簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)的分層理由及各層的功能。 略。113 通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，你對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有了怎樣的了解？ 略。 第二章21 數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的主要區(qū)別是什么？與模擬電路相比，數(shù)字電路有何特點(diǎn)？ 略。22 二極管兩端需要加多大的電壓才使二極管導(dǎo)通？ 答：大于二

5、極管的正向特性存在死區(qū)電壓Vr（硅二極管約為0.7V，鍺二極管約為0.2V）23 三極管何時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，何時(shí)處于飽和狀態(tài)？答：當(dāng)輸入電壓Vi>0，且Vi < 死區(qū)電壓Vr，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。 當(dāng)輸入電壓Vi增大，基極電流IB、集電極電流IC隨之增大，輸入電壓VCEVCCICRC不斷下降，當(dāng)VCE降到0.7V以下時(shí)，發(fā)射結(jié)仍正向偏置，集電結(jié)則由反向偏置轉(zhuǎn)為正向偏置，此時(shí)三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。24 雙極型邏輯門和單極型邏輯分別是怎樣形成的？它們各有何特點(diǎn)？略.25 實(shí)現(xiàn)邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算有哪幾種邏輯門？ 答：與，或，非。26 分析圖241所示的邏輯電路圖，寫出表達(dá)式并進(jìn)行化簡(jiǎn)。 答：

6、（a） (b) F=AD+C +27 請(qǐng)用代數(shù)化簡(jiǎn)法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡(jiǎn)式。（1）答：（2）答： 28 分析圖242所示的邏輯電路，列出真值表，說(shuō)明其邏輯功能。 2.8 答： A1 A0 X0 X1 X2 X3 F 0 0 X X X X X0 0 1 X X X X X1 1 0 X X X X X2 1 1 X X X X X3 圖242是一個(gè)四選一電路 29 分析圖243所示的邏輯電路圖，列出真值表，說(shuō)明其邏輯功能。答： A B C F1 F2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1

7、 1 1 1 1 1圖243是一個(gè)一位全加器，A, B為加數(shù)和被加數(shù)，C為低位進(jìn)位, F1為和，F(xiàn)2為產(chǎn)生的進(jìn)位。（圖中有錯(cuò)誤，第4個(gè)與門的輸入少了 ）210 請(qǐng)用卡諾圖法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡(jiǎn)式。（1）（2）答：（1） （2）211 簡(jiǎn)述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程。 略：212 用與非門設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)下列函數(shù)的組合邏輯電路。 （1）； （2）。答：(1) =圖略。 (2) =圖略。213 用一位全加器組成4位并行進(jìn)位加法器，其并行進(jìn)位電路應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)？略。214請(qǐng)畫出74LS273的典型用法的接線圖。215 什么是三態(tài)門？一般應(yīng)用在什么場(chǎng)合？略216計(jì)算機(jī)中常用的寄存器有哪些？請(qǐng)說(shuō)明如何使用？略2

8、17 請(qǐng)說(shuō)明74LS299的功能及使用方法。略218 請(qǐng)說(shuō)明74LS161的功能及使用方法。略習(xí)題331 求下列各數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值：（1）（2673）8 （2）（BDC）16 （3）（1011011101）2答：.(1 ) 183.375， (2) 189.75， (3 ) 91.62532 將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)據(jù)（小數(shù)取四位二進(jìn)制有效數(shù)據(jù)）：（1）-28275 （2）12346 （3）-115/512 （4）449375答：2. 序號(hào) 十進(jìn)制 十六進(jìn)制 二進(jìn)制 八進(jìn)制 (1) -282.75 -11A.C -100011010.1100 -432.6(2) 123.4

9、6 7B.7 1111011.0111 173.34(3) -115/512 -0.388 0.001110011 -0.163(4) 44.9375 2C.F 101100.1111 54.7433 寫出下列各數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼，機(jī)器數(shù)長(zhǎng)度為8位：（1）0 （2）-127 （3）-0.5 （4）-19/128 （5）100 （6）23/64序號(hào) 真值 原碼 補(bǔ)碼 反碼(1) 0 00000000 00000000 0000000010000000 11111111 0.0000000 0.0000000 0.00000001.0000000 1.1111111(2) 127 1111111

10、1 10000001 10000000 (3) 0.5 1.1000000 1.1000000 1.0111111(4) 19/128 1.0010011 1.1101101 1.1101100 (5) 100 01100100 01100100 01100100 (6) 23/64 0.0101110 0.0101110 0.010111034 寫出下列各機(jī)器數(shù)的二進(jìn)制真值X：（1）X補(bǔ)=0.1001 （2）X補(bǔ)=1.1001 （3）X原=0.1101 （4）X原=1.1101 （5）X反=0.1011 （6）X反=1.1011 （7）X移=0,1001 （8）X移=1,1001（9）X補(bǔ)=

11、1,0000000（10）X反=1,0000000（11）X原=1,0000000（12）X移=1,0000000答： (1) +0.1001 (7) - 0111 (2) -0.0111 (8) 1001 (3) +0.1101 (9) - 10000000 (4) -0.1101 (10) - 01111111 (5) +0.1011 (11) - 00000000 (6) -0.0100 (12) 0000000035 設(shè)某機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為8位，有兩個(gè)數(shù)的16進(jìn)制表示形式為9CH和FFH，問(wèn)：若它們分別表示為下列格式的機(jī)器數(shù)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制真值是多少？（1） 無(wú)符號(hào)整數(shù)；（2） 原碼表示的

12、定點(diǎn)整數(shù)；（3） 原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；（4） 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；（5） 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；（6） 反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；（7） 移碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。答： 數(shù) 9CH FFH無(wú)符號(hào)整數(shù) +156 255原碼表示的定點(diǎn)整數(shù) -2812 -127原碼表示的定點(diǎn)小數(shù) -(2-24-+2-5)=0.21875 -(1-2-7)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù) -116 100 -1補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù) -(2-1+2-2+2-3+2-5)=0.90625 78125 -2-7反碼表示的定點(diǎn)整數(shù) -99115 -0移碼表示的定點(diǎn)整數(shù) +2812 12736 假設(shè)某規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)表示形式為M0.M1 Mn，選擇正確的

13、答案寫在橫線上：（1） 若尾數(shù)用原碼表示，則尾數(shù)必須滿足 。(2)若尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，則尾數(shù)必須滿足 。AM0=0BM0=1CM1=0DM1=1EM0.M1=0.0FM0.M1=1.1GM0.M1=0.1或M0.M1=1.0HM0.M1=1.0答：（1）D ；（2）G37 浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于 的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的表示精度取決于 的位數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)取決于 ， 在浮點(diǎn)數(shù)的表示中是隱含規(guī)定的。A數(shù)符B階符C尾數(shù)D階碼E階碼的底答：D, C, A, E38 設(shè)一浮點(diǎn)數(shù)格式為：字長(zhǎng)12位，階碼6位，用移碼表示，尾數(shù)6位，用原碼表示，階碼在前，尾數(shù)（包括數(shù)符）在后，則按照該格式：(1)已知X=-25/64

14、，Y=2.875，求數(shù)據(jù)X、Y的規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)形式。(2)已知Z的浮點(diǎn)數(shù)以十六進(jìn)制表示為9F4H，則求Z的十進(jìn)制真值。答：0.875=7/8（1） X=0.11001×2-1, X 浮1.11001×2011111 X 浮0,11111 1.,11001 Y=23/8=0.10111×22 , Y 浮0.10111×2100010 Y 浮1,00010 0.,10111 （2）Z浮= 1001 1111 0100=0.10100×2100111 Z= 8039 設(shè)一機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)16位，求下列各機(jī)器數(shù)的表示范圍：（1） 無(wú)符號(hào)整數(shù)；（2） 原碼表示

15、的定點(diǎn)整數(shù)；（3） 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；（4） 補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；（5） 非規(guī)格化浮點(diǎn)表示，格式為：階碼8位，用移碼表示，尾數(shù)8位，用補(bǔ)碼表示（要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小正數(shù)）；（6） 上述浮點(diǎn)格式的規(guī)格化浮點(diǎn)表示范圍（要求寫出最大數(shù)、最小數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小正數(shù)）。6答： 機(jī)器字長(zhǎng)16位， 下列各術(shù)的表示范圍 (1) 無(wú)符號(hào)整數(shù) 0216-1 (2) 原碼定點(diǎn)整數(shù) (215-1) +2151 (3) 補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù) 215 +2151 (4) 補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù) 1 + 12-15 (5)、(6) 階碼八位，移碼表示，尾數(shù)8位，補(bǔ)碼表示最大數(shù) 最小數(shù) 最大負(fù)數(shù) 最小正數(shù) 非規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)

16、(1-2-7)×2+127 -1×2+127 -2-7×2-127 2-7 ×2-127 規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù) (1-2-7) ×2+127 -1 ×2+127 -0.52-7 ) ×2-127 0.5 ×2-127 310 將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為IEEE754 單精度浮點(diǎn)數(shù)格式：（1）3675（2）35/256答：3675=100100.11=1.0010011*25 5+127=1320 10000100 00100110000000000000000311 求下列各IEEE754 單精度浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制真值：（1）439

17、90000H（2）00000000H答：(1) 0 10000111 00110010000000000000000X=(-1)0×(1.0011001) ×2135-127=(100110000100110010)2=(3064)10 (2) X=(-1)0×(1.0000000) ×20-127=(2-127)10312 在漢字系統(tǒng)中，有哪幾種編碼？它們各自有什么作用？ 略。313 漢字庫(kù)中存放的是漢字的哪一種編碼？漢字庫(kù)的容量如何計(jì)算？答：漢字庫(kù)中存放的是漢字字模碼。漢字庫(kù)的容量可按下列：存儲(chǔ)每個(gè)漢字字模點(diǎn)陣所需的字節(jié)數(shù)×漢字?jǐn)?shù)×

18、;點(diǎn)陣方法數(shù)。314 在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，需要構(gòu)造一個(gè)包含了100個(gè)漢字的漢字庫(kù)，假設(shè)采用16×16的漢字字形，問(wèn)：該漢字庫(kù)所占存儲(chǔ)容量是多少字節(jié)？一篇由50個(gè)漢字構(gòu)成的短文，需要占用多少字節(jié)的存儲(chǔ)容量來(lái)存儲(chǔ)其純文本？ 答： 16×2×1003200字節(jié)；2 ×50100字節(jié)。315 漢字系統(tǒng)的幾種編碼中，對(duì)于某個(gè)漢字來(lái)說(shuō)，是 惟一的。A. 輸入碼 B. 字模碼 C. 機(jī)內(nèi)碼答：C。316 若下面的奇偶校驗(yàn)碼均正確，請(qǐng)指出哪些是奇校驗(yàn)碼，哪些是偶校驗(yàn)碼。（1） 10110110 （2）01111110 （3）11011000 （4）10100001 答：奇

19、校驗(yàn)碼：（1）、（4）；偶校驗(yàn)碼：（2），（3）。317 在7位的ASCII碼的最高位前面添加一位奇（偶）校驗(yàn)位后，即可構(gòu)成8位的ASCII碼的奇（偶）校驗(yàn)碼。假設(shè)字符“A”的這樣的奇（偶）校驗(yàn)碼為41H，則它是（1）；字符“C”的這樣的（1）是（2）。（1）： A. 奇校驗(yàn)碼 B. 偶校驗(yàn)碼（2）： A. 43H B. 87H C. C3HD. 86H答：（1）B; （2）C。318 對(duì)于3.6.2節(jié)所介紹的k=8，r=4的能糾錯(cuò)一位的海明碼，若編碼為100110111100，試判斷該海明碼是否有誤，若有，請(qǐng)糾正，并寫出其8位正確的有效信息。 答：10000111319 試設(shè)計(jì)有效信息為10

20、位的能糾錯(cuò)一位的海明碼的編碼和譯碼方案，并寫出有效信息0110111001的海明碼。答：k=10，r=4的海明碼的排列如下：編碼: H14 H13 H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 D10 D9 D8 D7 D6 D5 P4 D4 D3 D2 P3 D1 P2 P1P4= D10D9D8D7D6D5P3= D10D9D8D4D3D2 P2= D10D7D6D4D3D1P1= D9D7D5D4D2D1譯碼:S4=P4 D10D9D8D7D6D5S3=P3 D10D9D8D4D3D2 S2=P2 D10D7D6D4D3D1S1=P1 D9D7D5D4D2

21、D1指誤字：S4S3S2S1效信息0110111001的海明碼: 01101101001110320 在3.6.2節(jié)所介紹有效信息為8位的能糾錯(cuò)一位的海明碼基礎(chǔ)上，思考如何改進(jìn)，使其能夠達(dá)到檢錯(cuò)兩位并能糾錯(cuò)一位的校驗(yàn)?zāi)芰?。答：?設(shè)生成多項(xiàng)式為X3+X+1（即1011B），請(qǐng)計(jì)算有效數(shù)據(jù)10101的CRC編碼。 答：101010101321 試分析3.3節(jié)介紹的三種奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)和CRC校驗(yàn)三種校驗(yàn)碼的檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力，它們的碼距各為多少？答：奇偶校驗(yàn)碼只能檢錯(cuò)，可檢單個(gè)、奇數(shù)個(gè)錯(cuò)，碼距；海明校驗(yàn)可以糾一位錯(cuò)。CRC校驗(yàn)可以糾一位錯(cuò)。322 在Motorola系列的微處理器中，數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存的

22、規(guī)則是高位字節(jié)存放在低地址單元的，對(duì)照?qǐng)D3.10寫出各數(shù)據(jù)在這種情況下的存儲(chǔ)方式。略 習(xí)題44.1 設(shè)X=0.1101，Y= -0.0110，求：（1）X補(bǔ)（2）-X補(bǔ)（3）2X補(bǔ) （4）-2X補(bǔ) （5）X/2補(bǔ) （6）-X/2補(bǔ) （7）Y補(bǔ) （8）-Y補(bǔ)（9）2Y補(bǔ)（10）-2Y補(bǔ)（11）Y/2補(bǔ) （12）-Y/2補(bǔ) （13）-Y/4補(bǔ)1. （1） X補(bǔ)=0.1101 （2） -X補(bǔ)= 1.0011 （3） 2X補(bǔ)= 0.1010 溢出 （4） -2X補(bǔ)= 1.0110 溢出 （5）X/2補(bǔ)= 0.0110注意：參見(jiàn)P109中的補(bǔ)碼算術(shù)移位規(guī)則，以及P110的例4.4 （6）-X/2補(bǔ)= 1

23、.1001 （7）Y補(bǔ)= 1.1010（8） -Y補(bǔ)= 0.0110（9） 2Y補(bǔ)=1.0100（10）-2Y補(bǔ)=0.1100（11）Y/2補(bǔ)=1.1101 （12）-Y/2補(bǔ)= 0.0010 (13) -Y/4補(bǔ)= 0.00014.2 已知X和Y，用變形補(bǔ)碼計(jì)算X+Y和X-Y，并指出運(yùn)算結(jié)果是否溢出：(1) X=0.11011，Y=0.11111(2) X=-0.1101，Y=0.0110答：. （1）所以：X+Y補(bǔ)：發(fā)生溢出 XY補(bǔ)= 1.11100注意：參見(jiàn)P107中的雙符號(hào)位判溢方法原理。（） X+Y補(bǔ)=1.1001 XY補(bǔ)：溢出4.3 試使用兩個(gè)4位二進(jìn)制加法器和若干邏輯門電路，設(shè)計(jì)

24、一位余3碼編碼的十進(jìn)制加法器。（提示：余3碼加法的校正規(guī)則為：當(dāng)余3碼編碼的兩個(gè)數(shù)直接相加后，若結(jié)果有進(jìn)位，則和數(shù)加3校正；否則和數(shù)減3校正）圖在下不好畫：略：4.4 使用原碼一位乘法計(jì)算X*Y： (1) X=0.11101，Y=0.01111(2) X=-0.10011，Y=0.11010答： （）注意：參見(jiàn)P114中例4.6。（）X*Y原 1.0111101110 4.5 使用補(bǔ)碼Booth乘法計(jì)算X*Y： (1) X=0.01111，Y=-0.11101(2) X=-0.10011，Y=-0.11010答：（）注意：參見(jiàn)P118中例4.8。X補(bǔ)00.01111 Y補(bǔ)11.00011 -X

25、補(bǔ)11.10001所以：X*Y補(bǔ)1.1001001101X*Y-0.0110110011（）X*Y補(bǔ) 0.01111011104.6 分別使用原碼恢復(fù)余數(shù)除法和原碼加減交替除法計(jì)算X/Y： (1) X=0.0111，Y=0.1101(2) X=0.1011，Y=-0.1110答：（）原碼恢復(fù)余數(shù)除法注意：參見(jiàn)P124中例4.9。所以 Q原0.1000 R原0.00001000原碼加減交替法:注意：參見(jiàn)P125中例4.10。所以 Q原0.1000 R原0.00001000（）原碼恢復(fù)余數(shù)除法: Qs原= 1.1100 ; R原=0.00001000 原碼加減交替除法:Qs原= 1.1100 ;

26、R原=0.000010004.7 使用補(bǔ)碼不恢復(fù)余數(shù)除法計(jì)算X/Y： (1) X=0.0111，Y=0.1101(2) X=0.1011，Y=-0.1110答：（）注意：參見(jiàn)P128的原理和P129中例4.11。采用第一種方法所以 Q補(bǔ)0.1001 R補(bǔ)0.00001110（）Qs補(bǔ)= 1.0011 ; R補(bǔ)=0.000011004.8 設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼5位，尾數(shù)6位，均用補(bǔ)碼表示，請(qǐng)計(jì)算X+Y和X-Y。（階碼和尾數(shù) 均用補(bǔ)碼計(jì)算）。(1) X= -1.625，Y=5.25(2) X=15/64，Y= -29/256答：（）假設(shè)ZXY，XY的計(jì)算過(guò)程如下：注意：參見(jiàn)P139的原理和P14

27、1中例4.13。1、 對(duì)階2、 尾數(shù)相加3、 結(jié)果規(guī)格化左歸一位，階碼減1；結(jié)果無(wú)溢出此時(shí)的階碼和尾數(shù)為：4、 舍入按照0舍1入法對(duì)尾數(shù)進(jìn)行舍入，結(jié)果為：假設(shè)ZXY，其計(jì)算過(guò)程如下：1、對(duì)階2、尾數(shù)相減3、結(jié)果規(guī)格化結(jié)果的尾數(shù)已經(jīng)是規(guī)格化形式，并且無(wú)溢出，因此無(wú)需規(guī)格化4、舍入按照0舍1入發(fā)對(duì)尾數(shù)進(jìn)行舍入，結(jié)果為：（） XY補(bǔ) 1,1101 0.11111; X+Y=0.11111×2 - 0011XY補(bǔ)1,1111 0.10110; X-Y=0.101102 - 00014.9 設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼5位，用移碼表示，尾數(shù)6位，用補(bǔ)碼表示，請(qǐng)計(jì)算X*Y和X/Y（階碼用移碼計(jì)算，尾數(shù)

28、用任何一種機(jī)器數(shù)的串行乘除算法計(jì)算）。(1) X=5.25，Y= -1.625(2) X= -29/256，Y=15/64答：（） X×Y浮=1,0100 1.01111; X*Y=0.10001×20100X/Y浮= 1,0010 1.00111; X/Y=0.11001×20010（）X和Y的補(bǔ)碼表示為：X補(bǔ)=0,1101 1.00011 Y補(bǔ)=0,1110 0.11110假設(shè)ZX*Y，則Z的計(jì)算過(guò)程為：注意：參見(jiàn)P143的原理和P143中例4.14。（1）階碼相加階碼無(wú)溢出（2） 尾數(shù)相乘使用Booth算法計(jì)算尾數(shù)的乘積：MX補(bǔ)=11.00011 MY補(bǔ)=0

29、.11110 -MX補(bǔ)=00.11101MX補(bǔ)=1.00100 11010（3） 結(jié)果的規(guī)格化結(jié)果的尾數(shù)已經(jīng)是規(guī)格化的，因此無(wú)需再規(guī)格化。（4） 舍入對(duì)尾數(shù)進(jìn)行0舍1入，得：Z補(bǔ)=0，1011 1.00101假設(shè)ZX/Y，則Z的計(jì)算過(guò)程為：注意：參見(jiàn)P145的原理和P146中例4.15。（1）階碼相減階碼無(wú)溢出(2)尾數(shù)相除采用原碼加減交替法計(jì)算尾數(shù)的商：MX補(bǔ)=00.11101 MY補(bǔ)=00.11110 -|MY|補(bǔ)=11.00010MZ補(bǔ)=0.11110(1)(3) 結(jié)果的規(guī)格化結(jié)果的尾數(shù)已經(jīng)是規(guī)格化的，因此無(wú)需再進(jìn)行規(guī)格化。(4)舍入對(duì)尾數(shù)進(jìn)行0舍1入，得：|MZ|=0.11111 MZ

30、原=1.11111 MZ補(bǔ)=1.00001|Z|補(bǔ)=0，1111 1.000014.10 假設(shè)浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算時(shí)，尾數(shù)采用變形補(bǔ)碼（模4補(bǔ)碼）進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果形式為：MS1 MS2.M1 Mn，選擇正確的答案寫在橫線上：(1) 若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足 條件時(shí)，結(jié)果需要左規(guī)；(2) 若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足 條件時(shí)，結(jié)果需要右規(guī)（1次）；(3) 若尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果形式滿足 條件時(shí)，結(jié)果不需要規(guī)格化； AMS1MS2.M1=00.0BMS1MS2.M1=00.1CMS1MS2.M1=01.0DMS1MS2.M1=01.1EMS1MS2.M1=10.0FMS1MS2.M1=10.1GMS1MS2.M1=1

31、1.0HMS1MS2.M1=11.1答：（）A, H（）D,E,F（）B4.11 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的溢出判斷，取決于 。A尾數(shù)是否上溢B尾數(shù)是否下溢C階碼是否上溢D階碼是否下溢答：C4.12 設(shè)X補(bǔ)=X0.X1Xn，X必須滿足 條件時(shí)，X左移一位求2X時(shí)，才不會(huì)發(fā)生溢出。AX0.X1=0.0BX0.X1=1.1CX0.X1=0.1DX0.X1=1.0答：A, B4.13 設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)8位，若機(jī)器數(shù)DAH為補(bǔ)碼，則算術(shù)左移一位后為 ，算術(shù)右移一位后為 。AB4HBB5HCF4HD6DHEEDH答：A, E4 在計(jì)算機(jī)內(nèi)，減法一般用 來(lái)實(shí)現(xiàn)。A二進(jìn)制減法器B十進(jìn)制減法器C二進(jìn)制加法器D十進(jìn)制加法器答：C5

32、 設(shè)某運(yùn)算器由一個(gè)加法器、兩個(gè)暫存器A和B（D型邊沿寄存器）、一個(gè)狀態(tài)寄存器、一個(gè)二選一多路選擇器構(gòu)成，如圖4.29所示。加法器具有F=A、F=B和F=A+B這3種功能；A、B均可接收加法器的輸出，A還可以接收外部輸入數(shù)據(jù)D。問(wèn)：5.3 描述外部數(shù)據(jù)D傳送到暫存器B的過(guò)程，寫出發(fā)送的信號(hào)序列。5.4 如何實(shí)現(xiàn)操作A+BA和A+BB？寫出發(fā)送的信號(hào)序列。5.5 可以實(shí)現(xiàn)操作D+AA和D+BB嗎？如果可以，請(qǐng)寫出發(fā)送的信號(hào)序列。5.6 若A、B均為鎖存器（電平觸發(fā)的寄存器），那么實(shí)現(xiàn)操作A+BA和A+BB時(shí)有問(wèn)題嗎？為什么？4.29 習(xí)題4.15圖示答：（）傳送過(guò)程： ， 。控制信號(hào)：0（選），C

33、PA, A ,F=A,S=1(選)（）A ,B ,F=A+B,S=(選)，CPA A ,B ,F=A+B,CPB（）S=0(選D),CPA, A ,B ,F=A+B,S=(選)，CPA S=0(選D),CPA, A ,B ,F=A+B,CPB（）結(jié)果不對(duì)。加法器會(huì)多次運(yùn)算。6 如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運(yùn)算結(jié)果及其標(biāo)志位，并分析各標(biāo)志的意義。MOVAL，7FHADDAL，80H 答：（AL）=FFH；ZF=0：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果非零；CF=0：因?yàn)榧臃ㄟ\(yùn)算的最高位沒(méi)產(chǎn)生進(jìn)位，OF=0：因?yàn)镃1Cf=0，表明有符號(hào)數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒(méi)溢出，SF=1：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果的最高位為1,PF=1：結(jié)果中

34、“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)，所以PF=1。7 如果將例4.12中的兩條指令修改如下，試寫出運(yùn)算結(jié)果及其標(biāo)志位，并分析各標(biāo)志的意義。MOVAL，7FHSUBAL，1答：（AL）=7EH；ZF=0：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果非零；CF=0：因?yàn)榧臃ㄟ\(yùn)算的最高位沒(méi)產(chǎn)生借位，OF=0：因?yàn)镃1Cf=0，表明有符號(hào)數(shù)運(yùn)算發(fā)生沒(méi)溢出，SF=0：因?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果的最高位為0,PF=0：結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)個(gè)，所以PF=0。第五章5.1 說(shuō)明主存儲(chǔ)器的組成，并比較SRAM和DRAM有什么不同之處？為什么DRAM的地址一般要分兩次接收？略。5.2 有一個(gè)64K×16位的存儲(chǔ)器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片

35、內(nèi)是128×128結(jié)構(gòu)）構(gòu)成，存儲(chǔ)器讀/寫周期為500ns，問(wèn)：（1）需要多少片DRAM芯片？（2）采用異步刷新方式，如單元刷新間隔不超過(guò)2ms，則刷新信號(hào)周期是多少？（3）如果用集中刷新方式，存儲(chǔ)器刷新一遍最少用多少時(shí)間？答：（）64;（）15.625微秒（）64微秒5.3 某機(jī)字長(zhǎng)16 位，CPU地址總線18位，數(shù)據(jù)總線16位，存儲(chǔ)器按字編址，CPU 的控制信號(hào)線有：MREQ#（存儲(chǔ)器訪問(wèn)請(qǐng)求，低電平有效），R/W#（讀寫控制，低電平為寫信號(hào)，高電平為讀信號(hào)）。試問(wèn)：（1）該機(jī)可以配備的最大主存容量為 。（2）該機(jī)主存采用64K×1bit的DRAM芯片（內(nèi)部為4個(gè)128

36、×128陣列）構(gòu)成最大主存空間，則共需 個(gè)芯片；若采用異步刷新方式，單元刷新間隔為2ms，則刷新信號(hào)的周期為 。（3）若為該機(jī)配備2K×16位的Cache，每塊8字節(jié)，采用2路組相聯(lián)映象，試寫出對(duì)主存地址各個(gè)字段的劃分（標(biāo)出各個(gè)字段的位數(shù)）；若主存地址為462EH，則該地址可映象到Cache的哪一組？（4）已知該機(jī)已有8K×16位的ROM存儲(chǔ)器，地址處于主存的最高端；現(xiàn)在再用若干個(gè)16K×8位的SRAM芯片形成128K×16位的RAM存儲(chǔ)區(qū)域，起始地址為00000H，假設(shè)SRAM芯片有CS#（片選，低電平有效）和WE#（寫使能，低電平有效）信號(hào)

37、控制端；試寫出RAM、ROM的地址范圍，并畫出SRAM、ROM與CPU的連接圖，請(qǐng)標(biāo)明SRAM芯片個(gè)數(shù)、譯碼器的輸入輸出線、地址線、數(shù)據(jù)線、控制線及其連接。答：（）256KW（）64, 15.625微秒（3）或者462E可以寫為：00 0100 0110 0010 1110，所以，它的組號(hào)為：110 0010 1197（4） RAM的地址范圍為：00 0000 0000 0000 000001 1111 1111 1111 1111ROM的地址范圍為：11 1110 0000 0000 000011 1111 1111 1111 11115.4 設(shè)有一個(gè)4體交叉存儲(chǔ)器，在使用時(shí)經(jīng)常遇到連續(xù)訪問(wèn)

38、同一個(gè)存儲(chǔ)體的情況，會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)果？答：存儲(chǔ)器帶寬降低。5.5 某計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由Cache、主存和用于虛擬存儲(chǔ)的磁盤組成。CPU總是從Cache中獲取數(shù)據(jù)。若所訪問(wèn)的字在Cache中，則存取它只需要20ns，將所訪問(wèn)的字從主存裝入Cache需要60ns，而將它從磁盤裝入主存則需要1200ms。假定Cache的命中率為90%，主存的命中率為60%，計(jì)算該系統(tǒng)訪問(wèn)一個(gè)字的平均存取時(shí)間。答：5.6 CPU執(zhí)行一段時(shí)間時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為3900次，主存完成的存取次數(shù)為100次，已知cache的存儲(chǔ)周期為40ns，主存的存儲(chǔ)周期為240ns。求cache/主存系統(tǒng)的效率和平均訪問(wèn)時(shí)間？

39、答：e=tc/ta=8/9=89% ta=40*(3900/4000)+240*(100/4000)=45ns5.7 某處理器包含一片內(nèi)Cache，容量為8K字節(jié)，且采用4路組相聯(lián)結(jié)構(gòu)，塊的大小為4個(gè)32位字。當(dāng)Cache未命中時(shí)，以分組方式從主存讀取4個(gè)字到Cache，假定主存容量為16M字節(jié)。請(qǐng)說(shuō)明：（1）Cache共分多少組？（2）寫出主存的字節(jié)地址的格式，并說(shuō)明地址格式中的不同字段的作用和位數(shù)；答：(1) 128組;(2)或者5.8 計(jì)算機(jī)主存容量為256K字，Cache為8K字。主存與Cache之間按組相聯(lián)映射，Cache的每組有4個(gè)行，每行有64個(gè)字。假設(shè)開(kāi)始時(shí)Cache為空，CP

40、U按順序從主存地址為0，1，2， ，8447單元執(zhí)行“取“操作（不命中時(shí)，采用將主存中含有該字的塊送入Cache后，再?gòu)腃ache中把需要的字讀出送CPU的方法），然后又重復(fù)執(zhí)行20次。設(shè)Cache存取時(shí)間為主存的1/10。替換使用LRU算法，請(qǐng)計(jì)算上述操作總的存取時(shí)間與不用Cache相比，速度提高多少倍？答：約4.965倍5.9 簡(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)器的含義和作用。略。習(xí)題六61 指令包括哪幾部分？各表示什么含意？略。62 在一地址指令、二地址指令中，如何指定二個(gè)操作數(shù)地址？如何存放操作結(jié)果？略。63 簡(jiǎn)述指令操作碼的擴(kuò)展技術(shù)的基本方法。略。64 某機(jī)器字長(zhǎng)16位，采用單字長(zhǎng)指令，每個(gè)地址碼6位。試

41、采用操作碼擴(kuò)展技術(shù)，設(shè)計(jì)14條二地址指令，80條一地址指令，60條零地址指令。請(qǐng)給出指令編碼示意圖。1（7分）l 14條雙地址指令： 操作碼（4位）地址碼A1(6位)地址碼A2(6位) 操作碼: 000000001101l 80條單地址指令： 操作碼（10位）地址碼A（6位） 操作碼:1110××××××（64條中可選擇前63條） 1111××××××（64條中可選擇前17條）l 60條零地址指令： 操作碼（16位） 操作碼: 1111111111××&#

42、215;×××（64條中選擇60個(gè)編碼即可）其他編碼方案，只要符合操作碼擴(kuò)展技術(shù)都可以65 什么是指令字長(zhǎng)？什么是機(jī)器字長(zhǎng)？它們之間有何關(guān)系？略：66 確定尋址方式的目的是什么？略67 請(qǐng)說(shuō)明間接尋址和直接尋址的不同。略。68 簡(jiǎn)述變址尋址和基址尋址的主要區(qū)別。略。69 單項(xiàng)選擇題 （1）寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)在（ ）中。 A. 程序計(jì)算器 B. 堆棧 C. 寄存器 D. 主存答：D（2）堆棧常用于（ ）。 A. 數(shù)據(jù)移位 B. 程序轉(zhuǎn)移 C. 保護(hù)程序現(xiàn)場(chǎng) D. 輸入、輸出答：C （3）單地址指令中，為了完成兩個(gè)數(shù)的算術(shù)運(yùn)算，除地址碼指明的一個(gè)操作數(shù)外，另

43、一個(gè)數(shù)常需采用（ ）。A堆棧尋址 B. 立即尋址 C. 隱含尋址 D. 間接尋址答：C （4）用于對(duì)某個(gè)寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為（ ）A直接尋址 B. 間接尋址 C. 寄存器直接尋址 D. 寄存器間接尋址答：C（5）指令中采用不同的尋址方式，其主要目的是（ ）。 A. 可以實(shí)現(xiàn)操作碼的擴(kuò)展 B. 實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序和程序控制 C. 縮短指令長(zhǎng)度、擴(kuò)大尋址空間、提高編程的靈活性。 D. 降低指令譯碼的難度。答：C （6）指令尋址和數(shù)據(jù)尋址的不同在于（ ）。 A. 前者是訪問(wèn)存儲(chǔ)器，后者是訪問(wèn)寄存器。 B. 前者是確定程序轉(zhuǎn)移地址，后者取操作數(shù)。 C. 前者是確定程序順序執(zhí)行順序，后者是取確定操作數(shù)

44、地址。 D. 前者是短指令，后者是長(zhǎng)指令。答：BC（7）變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址為（ ）。 A. 程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容加上形式地址。 B. 基址寄存器的內(nèi)容加上形式地址。 C. 變址寄存器的內(nèi)容加上形式地址。 D. 變址寄存器的內(nèi)容加上基址寄存器的內(nèi)容答：（8）CISC指令系統(tǒng)與RISC指令系統(tǒng)相比具有（ ）等特點(diǎn)。 A. 前者指令條數(shù)少，后者指令條數(shù)多。 B. 前者執(zhí)行速度慢，后者執(zhí)行速度快。 C. 前者有利于編譯生成優(yōu)化代碼，后者不便于編譯。 D. 前者指令功能簡(jiǎn)單，后者指令功能復(fù)雜。 答：B610 某機(jī)16位字長(zhǎng)指令格式如下： OP M D 5位 3位 8位 其中：D是形式地址，采用

45、補(bǔ)碼表示（包括一位符號(hào)位）；M是尋址方式 M=0 立即尋址； M=1 直接尋址（這時(shí)D為地址，是無(wú)符號(hào)數(shù)）； M=2 間接尋址； M=3 變址尋址（變址寄存器RI，16位）； M=4 基址尋址（基址寄存器Rb，16位）； M=5相對(duì)尋址。（1） 該指令格式最多可以定義多少種不同的操作？立即尋址操作數(shù)范圍是多少？（2） 寫出各種尋址方式的有效地址的計(jì)算表達(dá)式。（3） 各種尋址方式時(shí)能訪問(wèn)的最大主存空間范圍是多少？答：（）32, 0255（）直接尋址:EAD 間接尋址:EA=(D) 變址尋址:EA=(RI) 基址尋址:EA=（Rb）+D 相對(duì)尋址:EA=(PC)+D（）直接尋址:0255 間接尋址

46、:0255(設(shè)存儲(chǔ)器長(zhǎng)度為位,且只能取一個(gè)字節(jié)) 變址尋址：016K-1 基址尋址:016K-1 相對(duì)尋址:當(dāng)前指令地址的128+127611 一個(gè)較完整的指令系統(tǒng)應(yīng)該包括哪些類型的指令？ 略612 假設(shè)相對(duì)尋址的轉(zhuǎn)移指令占兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)是操作碼和尋址方式，第二個(gè)字節(jié)是相對(duì)偏移量，用補(bǔ)碼表示。若當(dāng)前轉(zhuǎn)移指令的第一字節(jié)所在地址為0019H，且CPU每取出一個(gè)字節(jié)指令便會(huì)自動(dòng)執(zhí)行（PC）+1PC操作。請(qǐng)問(wèn)當(dāng)轉(zhuǎn)移地址分別為 0006H和0025H時(shí)，相對(duì)轉(zhuǎn)移指令第二字節(jié)的內(nèi)容是什么？答：EBH, 0AH.613 某機(jī)器內(nèi)共有16個(gè)32位的通用寄存器，設(shè)計(jì)一種有60種操作，8種尋址方式的指令系統(tǒng)

47、。假設(shè)指令字長(zhǎng)等于機(jī)器字長(zhǎng)，機(jī)器字長(zhǎng)為32位，請(qǐng)回答：(1)若主存可直接尋址或間接尋址，采用“寄存器存儲(chǔ)器”型指令，能尋址最大存儲(chǔ)空間是多少？畫出指令格式并說(shuō)明各字段的含意。(2)若采用通用寄存器作基址寄存器，則“寄存器存儲(chǔ)器”型指令的指令格式是怎樣? 能尋址最大存儲(chǔ)空間是多少？答：（）19; 操作碼(6位) 尋址方式（3位） 寄存器(4位) 地址A(19位)（）操作碼(6位) 尋址方式（3位） 寄存器(4位) 地址A(19位) 32614 什么叫堆棧？它的操作特點(diǎn)是什么？堆棧主要用在哪里？略。615 簡(jiǎn)述RISC的主要優(yōu)缺點(diǎn)。 略616 設(shè)某機(jī)寄存器字長(zhǎng)16位，用16進(jìn)制表示，已知：變址寄存器內(nèi)容為0004H，PC的內(nèi)容為0003H，內(nèi)存中部分單元內(nèi)容如下： 地址：內(nèi)容 地址：內(nèi)容 0002H：000AH 0007H：000AH 0003H：0002H 0008H：0002H 0004H：0007H 0009H：0003H 0005H：0004H 000AH：0009H 0006H：0005H 000BH：0008H指令為雙字長(zhǎng)指令，格式如下：操作碼，尋