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1、计算机组成原理包健版答案11 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。12 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。13 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。略。14 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 。15 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。16 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答： 指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。17 什么是存储容量？什么是主存？什么

2、是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。它包括主存容量和辅存容量。主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。18 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。 （1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么

3、的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 （7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。 （9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 （10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。供选择的词或短语：1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器（CPU） 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器 10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10

4、）7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：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19 冯诺伊曼Von Neumann计算机的主要设计思想是什么？ 略。110 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？ 略。111 计算机软件包括哪几类？说明它们的用途。 略。112 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。 略。113 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？ 略。 第二章21 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？ 略。22 二极管两端需要加多大的电压才使二极管导通？

5、 答：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）23 三极管何时处于截止状态，何时处于饱和状态？答：当输入电压Vi0，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VCEVCCICRC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。24 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.25 实现逻辑代数的基本运算有哪几种逻辑门？ 答：与，或，非。26 分析图241所示的逻辑电路图，写出表达式并进行化简。 答：（a）

6、 (b) F=AD+C +27 请用代数化简法将下列各逻辑表达式化成最简式。（1）答：（2）答： 28 分析图242所示的逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能。 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 图242是一个四选一电路 29 分析图243所示的逻辑电路图，列出真值表，说明其逻辑功能。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 1

7、1 1 1 1图243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 ）210 请用卡诺图法将下列各逻辑表达式化成最简式。（1）（2）答：（1） （2）211 简述组合逻辑电路的设计过程。 略：212 用与非门设计实现下列函数的组合逻辑电路。 （1）； （2）。答：(1) =图略。 (2) =图略。213 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？略。214请画出74LS273的典型用法的接线图。215 什么是三态门？一般应用在什么场合？略216计算机中常用的寄存器有哪些？请说明如何使用？略217

8、请说明74LS299的功能及使用方法。略218 请说明74LS161的功能及使用方法。略习题331 求下列各数的十进制数值：（1）（2673）8 （2）（BDC）16 （3）（1011011101）2答：.(1 ) 183.375， (2) 189.75， (3 ) 91.62532 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）-28275 （2）12346 （3）-115/512 （4）449375答：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) 123.46 7

9、B.7 1111011.0111 173.34(3) -115/512 -0.388 0.001110011 -0.163(4) 44.9375 2C.F 101100.1111 54.7433 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) 0 00000000 00000000 0000000010000000 11111111 0.0000000 0.0000000 0.00000001.0000000 1.1111111(2) 127 11111111 1

10、0000001 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 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=1,0

11、000000（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 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

12、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。答： 数 9CH FFH无符号整数 +156 255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 +28 12736 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

13、满足 。(2)若尾数用补码表示，则尾数必须满足 。AM0=0 BM0=1 CM1=0 DM1=1EM0.M1=0.0 FM0.M1=1.1 GM0.M1=0.1或 M0.M1=1.0 HM0.M1=1.0答：（1）D ；（2）G 37 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阶码的底答：D, C, A, E38 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、

14、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。答：0.875=7/8（1） X=0.110012-1, X 浮1.110012011111 X 浮0,11111 1,11001 Y=23/8=0.1011122 , Y 浮0.101112100010 Y 浮1,00010 0,10111 （2）Z浮= 1001 1111 0100=0.101002100111 Z= 8039 设一机器数字长16位，求下列各机器数的表示范围：（1） 无符号整数；（2） 原码表示的定点整数；（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

15、，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 0216-1 (2) 原码定点整数 (215-1) +2151 (3) 补码定点整数 215 +2151 (4) 补码定点小数 1 + 12-15 (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 -12+127 -2-72-127 2-7 2-127 规格化浮点

16、数 (1-2-7) 2+127 -1 2+127 -0.52-7 ) 2-127 0.5 2-127 310 将下列十进制数转换为IEEE754 单精度浮点数格式：（1）3675 （2）35/256 答： 3675=100100.11=1.0010011*25 5+127=1320 10000100 00100110000000000000000311 求下列各IEEE754 单精度浮点数的十进制真值：（1）43990000H （2）00000000H答：(1) 0 10000111 00110010000000000000000X=(-1)0(1.0011001) 2135-127=(100

17、110010)2=(306)10 (2) X=(-1)0(1.0000000) 20-127=(2-127)10312 在汉字系统中，有哪几种编码？它们各自有什么作用？ 略。313 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？答：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。314 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1616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？ 答： 1621003200字节；2 50100字节。31

18、5 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 答：C。316 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 答：奇校验码：（1）、（4）；偶校验码：（2），（3）。317 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. 43H

19、B. 87H C. C3H D. 86H答：（1）B; （2）C。318 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。 答：10000111319 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。答：k=10，r=4的海明码的排列如下：编码: 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=

20、 D10D9D8D7D6D5P3= D10D9D8D4D3D2 P2= D10D7D6D4D3D1P1= D9D7D5D4D2D1译码:S4=P4 D10D9D8D7D6D5S3=P3 D10D9D8D4D3D2 S2=P2 D10D7D6D4D3D1S1=P1 D9D7D5D4D2D1指误字：S4S3S2S1效信息0110111001的海明码: 01101101001110320 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。答：略 设生成多项式为X3+X+1（即1011B），请计算有效数据10101的CRC编码。 答

21、：101010101321 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？答：奇偶校验码只能检错，可检单个、奇数个错，码距；海明校验可以纠一位错。CRC校验可以纠一位错。322 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。略 习题44.1 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

22、）-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= 0.00014.2 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

23、溢出：(1) X=0.11011，Y=0.11111(2) X=-0.1101，Y=0.0110答：. （1）所以：X+Y补：发生溢出 XY补= 1.11100注意：参见P107中的双符号位判溢方法原理。 （） X+Y补=1.1001 XY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答：

24、 （）注意：参见P114中例4.6。（）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答：（）注意：参见P118中例4.8。X补00.01111 Y补11.00011 -X补11.10001所以：X*Y补1.1001001101X*Y-0.0110110011（）X*Y补 0.01111011104.6 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答：（）原码恢复余数

25、除法注意：参见P124中例4.9。所以 Q原0.1000 R原0.00001000原码加减交替法:注意：参见P125中例4.10。所以 Q原0.1000 R原0.00001000（）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 ; R原=0.000010004.7 使用补码不恢复余数除法计算X/Y： (1) X=0.0111，Y=0.1101(2) X=0.1011，Y=-0.1110答：（）注意：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（）Qs补= 1.00

26、11 ; R补=0.000011004.8 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答：（）假设ZXY，XY的计算过程如下：注意：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ZXY，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

27、数进行舍入，结果为：（） XY补 1,1101 0.11111; X+Y=0.111112 - 0011XY补1,1111 0.10110; X-Y=0.101102 - 00014.9 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答：（） XY浮=1,0100 1.01111; X*Y=0.1000120100X/Y浮= 1,0010 1.00111; X/Y=0.1100120010（）X和Y的补码表示为：X补

28、=0,1101 1.00011 Y补=0,1110 0.11110假设ZX*Y，则Z的计算过程为：注意：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=00.11101MX补=1.00100 11010（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=0，1011 1.00101假设ZX/Y，则Z的计算过程为：注意：参见P145的原理和P146中例4.15。（1）阶码相减阶码无溢出(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=11.00010MZ补=0.11110(1)(3) 结果的规格化结果的尾数已经是规格化的，因此无需再进行规格化。(4)舍入对尾数进行0舍1入，得：|MZ|=0.11111 MZ原=1.11111 MZ补=1.00001|Z|补=0，1111 1.00001