计算机组成原理包健版答案Word文件下载.docx
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（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7
计算机系统有哪些部分组成？
硬件由哪些构成？
计算机系统硬件系统和软件系统组成。
硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成
1．9冯·
诺伊曼VonNeumann计算机的主要设计思想是什么？
1．10计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？
1．11计算机软件包括哪几类？
说明它们的用途。
1．12简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层的功能。
1．13通过计算机系统的层次结构学习，你对计算机系统有了怎样的了解？
第二章
2．1数字信号和模拟信号的主要区别是什么？
与模拟电路相比，数字电路有何特点？
2．2二极管两端需要加多大的电压才使二极管导通？
大于二极管的正向特性存在死区电压Vr（硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.2V）
2．3三极管何时处于截止状态，何时处于饱和状态？
当输入电压Vi>
0，且Vi<
死区电压Vr’，三极管处于截止状态。
当输入电压Vi增大，基极电流IB、集电极电流IC随之增大，输入电压VCE＝VCC－ICRC不断下降，当VCE降到0.7V以下时，发射结仍正向偏置，集电结则由反向偏置转为正向偏置，此时三极管进入饱和状态。
2．4双极型逻辑门和单极型逻辑分别是怎样形成的？
它们各有何特点？
略.
2．5实现逻辑代数的基本运算有哪几种逻辑门？
与，或，非。
2．6分析图2－41所示的逻辑电路图，写出表达式并进行化简。
（a）
（b）F=AD+C+
2．7请用代数化简法将下列各逻辑表达式化成最简式。
（1）
（2）
2．8分析图2－42所示的逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能。
2.8答：
A1A0X0X1X2X3F
00XXXXX0
01XXXXX1
10XXXXX2
11XXXXX3
图2－42是一个四选一电路
2．9分析图2－43所示的逻辑电路图，列出真值表，说明其逻辑功能。
ABCF1F2
00000
00110
01010
01101
10010
10101
11001
11111
图2－43是一个一位全加器，A,B为加数和被加数，C为低位进位,F1为和，F2为产生的进位。
（图中有错误，第4个与门的输入少了
）
2．10请用卡诺图法将下列各逻辑表达式化成最简式。
（2）
2．11简述组合逻辑电路的设计过程。
略：
2．12用与非门设计实现下列函数的组合逻辑电路。
（1）
；
。
（1）
＝
=
图略。
=
2．13用一位全加器组成4位并行进位加法器，其并行进位电路应该如何实现？
2．14请画出74LS273的典型用法的接线图。
2．15什么是三态门？
一般应用在什么场合？
略
2．16计算机中常用的寄存器有哪些？
请说明如何使用？
2．17请说明74LS299的功能及使用方法。
2．18请说明74LS161的功能及使用方法。
习题3
3．1求下列各数的十进制数值：
（1）（267．3）8
（2）（BD．C）16（3）（1011011．101）2
.
（1）183.375，
（2）189.75，（3）91.625
3．2将下列十进制数转化为二进制、八进制和十六进制数据（小数取四位二进制有效数据）：
（1）-282．75
（2）123．46（3）-115/512（4）44．9375
2.
序号十进制十六进制二进制八进制
（1）-282.75-11A.C-100011010.1100-432.6
（2）123.467B.71111011.0111173.34
（3）-115/512-0.388－0.001110011-0.163
（4）44.93752C.F101100.111154.74
3．3写出下列各数的原码、反码和补码，机器数长度为8位：
（1）0
（2）-127（3）-0.5（4）-19/128（5）100（6）23/64
序号真值原码补码反码
（1）0000000000000000000000000
1000000011111111
0.00000000.00000000.0000000
1.00000001.1111111
（2）－127111111111000000110000000
（3）－0.51.10000001.10000001.0111111
（4）－19/1281.00100111.11011011.1101100
（5）100011001000110010001100100
（6）23/640.01011100.01011100.0101110
3．4写出下列各机器数的二进制真值X：
（1）[X]补=0.1001
（2）[X]补=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]补=1,0000000（10）[X]反=1,0000000（11）[X]原=1,0000000
（12）[X]移=1,0000000
（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）00000000
3．5设某机器数字长为8位，有两个数的16进制表示形式为9CH和FFH，问：
若它们分别表示为下列格式的机器数时，其对应的十进制真值是多少？
（1）无符号整数；
（2）原码表示的定点整数；
（3）原码表示的定点小数；
（4）补码表示的定点整数；
（5）补码表示的定点小数；
（6）反码表示的定点整数；
（7）移码表示的定点整数。
数9CHFFH
无符号整数+156255
原码表示的定点整数-28-127
原码表示的定点小数-（2-2-2-5）=0.21875-（1-2-7）
补码表示的定点整数-100-1
补码表示的定点小数-（2-1+2-2+2-5）=0.78125-2-7
反码表示的定点整数-99-0
移码表示的定点整数+28127
3．6假设某规格化浮点数的尾数表示形式为M0.M1……Mn，选择正确的答案写在横线上：
（1）若尾数用原码表示，则尾数必须满足。
（2）若尾数用补码表示，则尾数必须满足。
A．M0=0B．M0=1C．M1=0D．M1=1
E．M0.M1=0.0F．M0.M1=1.1G．M0.M1=0.1或M0.M1=1.0H．M0.M1=1.0
（1）D；
（2）G
3．7浮点数的表示范围取决于的位数，浮点数的表示精度取决于的位数，浮点数的正负取决于，在浮点数的表示中是隐含规定的。
A．数符B．阶符C．尾数D．阶码E．阶码的底
D,C,A,E
3．8设一浮点数格式为：
字长12位，阶码6位，用移码表示，尾数6位，用原码表示，阶码在前，尾数（包括数符）在后，则按照该格式：
（1）已知X=-25/64，Y=2.875，求数据X、Y的规格化的浮点数形式。
（2）已知Z的浮点数以十六进制表示为9F4H，则求Z的十进制真值。
0.875=7/8
（1）X=－0.11001×
2-1,[X]浮＝1.11001×
2011111
[X]浮＝0,111111,11001
Y=23/8=0.10111×
22,[Y]浮＝0.10111×
2100010
[Y]浮＝1,000100,10111
（2）[Z]浮=100111110100
=－0.10100×
2100111
Z=－80
3．9设一机器数字长16位，求下列各机器数的表示范围：
（3）补码表示的定点整数；
（4）补码表示的定点小数；
（5）非规格化浮点表示，格式为：
阶码8位，用移码表示，尾数8位，用补码表示（要求写出最大数、最小数、最大负数、最小正数）；
（6）上述浮点格式的规格化浮点表示范围（要求写出最大数、最小数、最大负数、最小正数）。
6答：
机器字长16位，下列各术的表示范围
（1）无符号整数0~216-1
（2）原码定点整数－（215-1）~+215－1
（3）补码定点整数－215~+215－1
（4）补码定点小数－1~+1－2-15
（5）、（6）阶码八位，移码表示，尾数8位，补码表示
最大数最小数最大负数最小正数
非规格化
浮点数（1-2-7）×
2+127-1×
2+127-2-7×
2-1272-7×
2-127
规格化
浮点数（1-2-7）×
2+127-1×
2+127-0.5＋2-7）×
2-1270.5×
3．10将下列十进制数转换为IEEE754单精度浮点数格式：
（1）＋36．75
（2）－35/256
＋36．75=100100.11=1.0010011*255+127=132
01000010000100110000000000000000
3．11求下列各IEEE754单精度浮点数的十进制真值：
（1）43990000H
（2）00000000H
（1）01000011100110010000000000000000
X=（-1）0×
（1.0011001）×
2135-127=（100110010）2=（306）10
（2）X=（-1）0×
（1.0000000）×
20-127=（2-127）10
3．12在汉字系统中，有哪几种编码？
它们各自有什么作用？
3．13汉字库中存放的是汉字的哪一种编码？
汉字库的容量如何计算？
汉字库中存放的是汉字字模码。
汉字库的容量可按下列：
存储每个汉字字模点阵所需的字节数×
汉字数×
点阵方法数。
3．14在一个应用系统中，需要构造一个包含了100个汉字的汉字库，假设采用16×
16的汉字字形，问：
该汉字库所占存储容量是多少字节？
一篇由50个汉字构成的短文，需要占用多少字节的存储容量来存储其纯文本？
16×
2×
100＝3200字节；
2×
50＝100字节。
3．15汉字系统的几种编码中，对于某个汉字来说，是惟一的。
A.输入码B.字模码C.机内码
C。
3．16若下面的奇偶校验码均正确，请指出哪些是奇校验码，哪些是偶校验码。
（1）10110110
（2）01111110（3）11011000（4）10100001
奇校验码：
（1）、（4）；
偶校验码：
（2），（3）。
3．17在7位的ASCII码的最高位前面添加一位奇（偶）校验位后，即可构成8位的ASCII码的奇（偶）校验码。
假设字符“A”的这样的奇（偶）校验码为41H，则它是
（1）；
字符“C”的这样的
（1）是
（2）。
（1）：
A.奇校验码B.偶校验码
（2）：
A.43HB.87HC.C3HD.86H
（1）B;
（2）C。
3．18对于3.6.2节所介绍的k=8，r=4的能纠错一位的海明码，若编码为100110111100，试判断该海明码是否有误，若有，请纠正，并写出其8位正确的有效信息。
10000111
3．19试设计有效信息为10位的能纠错一位的海明码的编码和译码方案，并写出有效信息0110111001的海明码。
k=10，r=4的海明码的排列如下：
编码:
H14H13H12H11H10H9H8H7H6H5H4H3H2H1
D10D9D8D7D6D5P4D4D3D2P3D1P2P1
P4=D10
D9
D8
D7
D6
D5
P3=D10
D4
D3
D2
P2=D10
D1
P1=D9
译码:
S4=P4
D10
S3=P3
S2=P2
S1=P1
D9
指误字：
S4S3S2S1
效信息0110111001的海明码:
01101101001110
3．20在3.6.2节所介绍有效信息为8位的能纠错一位的海明码基础上，思考如何改进，使其能够达到检错两位并能纠错一位的校验能力。
设生成多项式为X3+X+1（即1011B），请计算有效数据10101的CRC编码。
101010101
3．21试分析3.3节介绍的三种奇偶校验、海明校验和CRC校验三种校验码的检错纠错能力，它们的码距各为多少？
奇偶校验码只能检错，可检单个、奇数个错，码距＝２；
海明校验可以纠一位错。
CRC校验可以纠一位错。
3．22在Motorola系列的微处理器中，数据存放在内存的规则是高位字节存放在低地址单元的，对照图3.10写出各数据在这种情况下的存储方式。
习题4
4.1设X=0.1101，Y=-0.0110，求：
（1）[X]补
（2）[-X]补（3）[2X]补（4）[-2X]补
（5）[X/2]补（6）[-X/2]补（7）[Y]补（8）[-Y]补
（9）[2Y]补（10）[-2Y]补（11）[Y/2]补（12）[-Y/2]补
（13）[-Y/4]补
1.
（1）[X]补=0.1101
（2）[-X]补=1.0011
（3）[2X]补=0.1010溢出
（4）[-2X]补=1.0110溢出
（5）[X/2]补=0.0110
注意：
参见P109中的补码算术移位规则，以及P110的例4.4
（6）[-X/2]补=1.1001
（7）[Y]补=1.1010
（8）[-Y]补=0.0110
（9）[2Y]补=1.0100
（10）[-2Y]补=0.1100
（11）[Y/2]补=1.1101
（12）[-Y/2]补=0.0010
（13）[-Y/4]补=0.0001
4.2已知X和Y，用变形补码计算X+Y和X-Y，并指出运算结果是否溢出：
（1）X=0.11011，Y=0.11111
（2）X=-0.1101，Y=0.0110
.
所以：
[X+Y]补：
发生溢出
[X－Y]补=1.11100
参见P107中的双符号位判溢方法原理。
（２）[X+Y]补=1.1001
[X－Y]补：
溢出
4.3试使用两个4位二进制加法器和若干逻辑门电路，设计一位余3码编码的十进制加法器。
（提示：
余3码加法的校正规则为：
当余3码编码的两个数直接相加后，若结果有进位，则和数加3校正；
否则和数减3校正）
图在ｗｏｒｄ下不好画：
略：
4.4使用原码一位乘法计算X*Y：
（1）X=0.11101，Y=0.01111
（2）X=-0.10011，Y=0.11010
（１）
参见P114中例4.6。
（２）［X*Y］原 ＝1.0111101110
4.5使用补码Booth乘法计算X*Y：
（1）X=0.01111，Y=-0.11101
（2）X=-0.10011，Y=-0.11010
（１）
参见P118中例4.8。
［X］补＝00.01111［Y］补＝11.00011［-X］补＝11.10001
［X*Y］补＝1.1001001101
X*Y＝-0.0110110011
（２）［X*Y］补＝0.0111101110
4.6分别使用原码恢复余数除法和原码加减交替除法计算X/Y：
（1）X=0.0111，Y=0.1101
（2）X=0.1011，Y=-0.1110
原码恢复余数除法
参见P124中例4.9。
所以[Q]原＝0.1000[R]原＝0.00001000
原码加减交替法:
参见P125中例4.10。
（２）原码恢复余数除法:
[Qs]原=1.1100;
[R]原=0.00001000
原码加减交替除法:
[Qs]原=1.1100;
4.7使用补码不恢复余数除法计算X/Y：
参见P128的原理和P129中例4.11。
采用第一种方法
所以[Q]补＝0.1001[R]补＝0.00001110
（２）[Qs]补=1.0011;
[R]补=0.00001100
4.8设浮点数的格式为：
阶码5位，尾数6位，均用补码表示，请计算X+Y和X-Y。
（阶码和尾数均用补码计算）。
（1）X=-1.625，Y=5.25
（2）X=15/64，Y=-29/256
假设Z＝X＋Y，X＋Y的计算过程如下：
参见P139的原理和P141中例4.13。
1、对阶
2、尾数相加
3、结果规格化
左归一位，阶码减1；
结果无溢出
此时的阶码和尾数为：
4、舍入
按照0舍1入法对尾数进行舍入，结果为：
假设Z＝X－Y，其计算过程如下：
1、对阶
2、尾数相减
3、结果规格化
结果的尾数已经是规格化形式，并且无溢出，因此无需规格化
4、舍入
按照0舍1入发对尾数进行舍入，结果为：
（２）［X＋Y］补＝1,11010.11111;
X+Y=0.11111×
2-0011
［X－Y］补 ＝1,11110.10110;
X-Y=0.101102-0001
4.9设浮点数的格式为：
阶码5位，用移码表示，尾数6位，用补码表示，请计算X*Y和X/Y（阶码用移码计算，尾数用任何一种机器数的串行乘除算法计算）。
（1）X=5.25，Y=-1.625
（2）X=-29/256，Y=15/64
（１）［X×
Y］浮=1,01001.01111;
X*Y=－0.10001×
20100
［X/Y］浮=1,00101.00111;
X/Y=－0.11001×
20010
（２）
X和Y的补码表示为：
[X]补=0,11011.00011[Y]补=0,11100.11110
假设Z＝X*Y，则Z的计算过程为：
参见P143的原理和P143中例4.14。
（1）阶码相加
阶码无溢出
（2）尾数相乘
使用Booth算法计算尾数的乘积：
[MX]补=11.00011[MY]补=0.11110[-MX]补=00.11101
[MX]补=1.0010011010
（3）结果的规格化
结果的尾数已经是规格化的，因此无需再规格化。
（4）舍入
对尾数进行0舍1入，得：
[Z]补=0，10111.00101
假设Z＝X/Y，则Z的计算过程为：
参见P145的原理和P146中例4.15。
（1）阶码相减
（2）尾数相除
采用原码加减交替法计算尾数的商：
[MX]补=00.11101[MY]补=00.11110[-|MY|]补=11.00010
[MZ]补=0.11110
（1）
结果的尾数已经是规格化的，因此无需再进行规格化。
（4）舍入
|MZ|=0.11111[MZ]原=1.11111[MZ]补=1.00001
|Z|补=0，11111.00001
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