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1、计算机组成原理习题答案精华1 4 教材习题解答 电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。 冯? 诺依曼计算机的特点是什么？ 其中最主要的一点是什么？解：冯? 诺依曼计算机的特点如下： 计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成； 计算机内部采用二进制来表示指令和数据； 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。第 点是最主要的一点。 计算机的硬件是由哪些部件组成的？ 它们各有哪些功能？解：计算机

2、的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。它们各自的功能是： 输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。 输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。 存储器：用来存放程序和数据。 运算器：对信息进行处理和运算。 控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。 什么叫总线？ 简述单总线结构的特点。解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。C

3、PU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。概论第1章9 简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。第 级为硬件组成的实体。第 级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。第 级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。第 级是操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传

4、统机器的延伸。第 级是汇编语言级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。第 级是高级语言级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。第 级是应用语言级。这一级是为了使计算机满足某种用途而专门设计的，因此这一级语言就是各种面向问题的应用语言。 计算机系统的主要技术指标有哪些？解：计算机系统的主要技术指标有：机器字长、数据通路宽度、主存容量和运算速度等。机器字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器的位数决定的。数据通路宽度是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。主存容量是指主存储器所能存储的全部信息量。运算速度与机器的主频、执行什

5、么样的操作、主存本身的速度等许多因素有关。_2 4 教材习题解答 设机器数的字长 位（含 位符号位） ，分别写出下列各二进制数的原码、补码和反码： ， ， ， ， ， ， ， 。解：真值原码补码反码 写出下列各数的原码、补码和反码： ， ， ， ， ， ， 。解： 数据的机器层次表示第2章33 真值原码补码反码 已知下列数的原码表示，分别写出它们的补码表示：X 原 ，X 原 。解：X 补 ，X 补 。 已知下列数的补码表示，分别写出它们的真值： X 补 ， X 补 。解： X ，X 。 设一个二进制小数X ，表示成X a a a a a a ，其中a a 取“”或“” ：（） 若要X ，a a

6、 要满足什么条件？（） 若要X ，a a 要满足什么条件？（） 若要 X ，a a 要满足什么条件？解：（） X 的代码为： 。a ，a a a a a 。（） X 的代码为： a a ，a 或a ，a 或a 。计算机组成原理教师用书34 （） X 的代码为： a a a ，a ，a a 或a a ，a 或a ，a a a a a 。 设X原 a a a a a a ，（） 若要X ，a a 要满足什么条件？（） 若要 X ，a a 要满足什么条件？解：（） X 的代码为： a ，a a a a a 。（） X 的代码为： a a ，a 或a ，a a a a a 。 若上题中X原改为X补，结

7、果如何？解：设X补 a a a a a a ，（） X 的代码为：数据的机器层次表示第2章35 a ，a a a a a 。（） X 的代码为： a ? a ，a 或a ? a ? a ，a a a 。 一个n 位字长的二进制定点整数，其中 位为符号位，分别写出在补码和反码两种情况下：（） 模数；（） 最大的正数；（） 最负的数；（） 符号位的权；（） 的表示形式；（） 的表示形式。解：项目补码反码模数Mod n Mod （n ）最大的正数n n 最负的数 n （n ）符号位的权n n 的表示形式 的表示形式 某机字长 位，问在下列几种情况下所能表示数值的范围：计算机组成原理教师用书36 （）

8、 无符号整数；（） 用原码表示定点小数；（） 用补码表示定点小数；（） 用原码表示定点整数；（） 用补码表示定点整数。解：（） X （ ）（） （ ） X （ ）（） X （ ）（） （ ） X （ ）（） X （ ） 某机字长 位，试分别写出无符号整数和带符号整数（补码）的表示范围（用十进制数表示） 。解：无符号整数： X （ ） 。补码： X （ ） 。 某浮点数字长 位，其中阶符 位，阶码数值 位，数符 位，尾数数值 位，阶码以 为底，阶码和尾数均用补码表示。它所能表示的最大正数是多少？ 最小规格化正数是多少？ 绝对值最大的负数是多少？解：最大正数 （ ） （ ） 。最小规格化正数 。绝

9、对值最大的负数 。 某浮点数字长 位，其中阶码部分 位（含 位阶符） ，移码表示，以 为底；尾数部分 位（含 位数符，位于尾数最高位） ，补码表示，规格化。分别写出下列各题的二进制代码与十进制真值。（） 非零最小正数；（） 最大正数；（） 绝对值最小负数；（） 绝对值最大负数。解：（） 非零最小正数： ， ， ； 。（） 最大正数： ， ， ；（ ） （ ） 。（） 绝对值最小负数： ， ， ； （ ） 。（） 绝对值最大负数： ， ， ； 。 一浮点数，其阶码部分为p 位，尾数部分为q 位，各包含 位符号位，均用补码表示；尾数基数r ，该浮点数格式所能表示数的上限、下限及非零的最小正数是多少

10、？ 写数据的机器层次表示第2章37 出表达式。解：上限（最大正数） （ （q ） ） （p ） 。下限（绝对值最大负数） （p ） 。最小正数 （q ） （p ） 。最小规格化正数 （p ） 。 若上题尾数基数r ，按上述要求写出表达式。解：上限（最大正数） （ （q ） ） （p ） 。下限（绝对值最大负数） （p ） 。最小正数 （q ） （p ） 。最小规格化正数 （p ） 。 某浮点数字长 位，格式如下。其中阶码部分 位，以 为底，移码表示；尾数部分一共 位（含 位数符） ，补码表示。现有一浮点代码为（CAE）_ ，试写出它所表示的十进制真值。 阶码数符尾数解：（CAE） B ， （

11、） （ ） 。 试将（ ） 用IEEE 短浮点数格式表示出来。解： 。符号位 。阶码 。 ， ， 。结果 BFH 。 将下列十进制数转换为IEEE 短浮点数：（） ；（） ；（） ；（） ；（） 。解：（） 。符号位 。阶码 。 ， ， 。计算机组成原理教师用书38 结果 EH 。（） 。符号位 。阶码 。 ， ， 。结果 CH 。（） 。符号位 。阶码 。 ， ， 。结果 BFH 。（） 。结果 H 。（） 。符号位 。阶码 。 ， ， 。结果 CAH 。 将下列IEEE 短浮点数转换为十进制数：（） ；（） ；（） ；（） ；（） ；（） 。解：（） ， ，符号位 。阶码 。 B 。所以结

12、果 。（） ， ，符号位 。阶码 。 B 。数据的机器层次表示第2章39 所以，结果 。（） ， ，符号位 。阶码 。 B 。所以，结果 。（） ， ，符号位 。阶码 。 B 。所以，结果 。（） ， ， 符号位 。阶码 。 B 。所以，结果 。（） ， ，阶码和尾数都等于全 ，结果 。 对下列ASCII 码进行译码： ， ， ， ， ， ，解：以上ASCII 码分别为I ，！，a ，w ，E ，P ，W ， 。 以下列形式表示（） 。（） 码；（） 余 码；（） 码；（） 二进制数。解：（） 。（） 。（） 。（） 。 填写下列代码的奇偶校验位，现设为奇校验： 解： 个代码的校验位分别是 ，

13、 ， 。计算机组成原理教师用书40 已知下面数据块约定：横向校验、纵向校验均为奇校验，请指出至少有多少位出错。a a a a a a a a 校验位 校验位 解：经检测a 和a 列出错，所以至少有两位出错。 求有效信息位为 的海明校验码。解：P5 D D D D P4 D D D P3 D P2 P1P D D D D D P D D D D D P D D D D P D D D D P D D D D D D 所以，海明校验码 10101 。 设计算机准备传送的信息是： ，生成多项式是X X ，计算校验位，写出CRC 码。解：生成多项式X X 。首先将准备传送的信息左移 位： 。然后 ，余

14、数 。所以，CRC 码 10011 。_、3 4 教材习题解答 指令长度和机器字长有什么关系？ 半字长指令、单字长指令、双字长指令分别表示什么意思？解：指令长度与机器字长没有固定的关系，指令长度可以等于机器字长，也可以大于或小于机器字长。通常，把指令长度等于机器字长的指令称为单字长指令；指令长度等于半个机器字长的指令称为半字长指令；指令长度等于两个机器字长的指令称为双字长指令。 零地址指令的操作数来自哪里？ 一地址指令中，另一个操作数的地址通常可采用什么寻址方式获得？ 各举一例说明。解：双操作数的零地址指令的操作数来自堆栈的栈顶和次栈顶。双操作数的一地址指令的另一个操作数通常可采用隐含寻址方式

15、获得，即将另一操作数预先存放在累加器中。例如，前述零地址和一地址的加法指令。 某机为定长指令字结构，指令长度 位；每个操作数的地址码长 位，指令分为无操作数、单操作数和双操作数三类。若双操作数指令已有K 种，无操作数指令已有L种，问单操作数指令最多可能有多少种？ 上述三类指令各自允许的最大指令条数是多少？指令系统第3章65 解： X （ K） jL k双操作数指令的最大指令数： 。单操作数指令的最大指令数： （假设双操作数指令仅 条，为无操作数指令留出 个扩展窗口） 。无操作数指令的最大指令数： 。其中 为表示某条二地址指令占用的编码数， 为表示某条单地址指令占用的编码数。此时双操作数和单操作数指令各仅有 条。 设某机为定长指令字结构，指令长度 位，每个地址码占 位，试提出一种分配方案，使该指令系统包含： 条三地址指令， 条二地址指令， 条单地址指令。解： 条三地址指令 XXX YYY ZZZ XXX YYY ZZZ 条二地址指令 XXX YYY XXX YYY 条单地址指令 XXX XXX 指令格式同上题，能否构成：三