计算机组成原理（肖铁军2010版）课后答案（完整版）

计算机组成原理(肖铁军2010版)课后答案

第一章；1

．比较数字计算机和模拟计算机的特点；解：模拟计算机的特点：

数值由连续量来表示，运算过；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来

表示，；2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？；解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机；分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价；通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性；3．数字计算机有那些主 第一章

1． 比较数字计算机和模拟计算机的特点。

解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的

数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。两者主要区别见P1 表1.1。

2． 数字计算机如何分类？分类的依据是什么？

解：分类： 数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。

分类依据：专用和通用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。

通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。

3． 数字计算机有那些主要应用？ （略）

4． 冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？

解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制

存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；

程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。

5． 什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、M

B、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。

单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。

数据字： 若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。 指令字： 若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。

6． 什么是指令？什么是程序？

解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。

程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。

7． 指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的

信息即为数据信息。

8． 什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。 解：内存：一般由半导体存储器构成，装在底版上，可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器，简称内存。用来存放经常使用的程序和数据。

外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。

CPU：包括运算器和控制器。基本功能为：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工 适配器：连接主机和外设的部件，起一个转换器的作用，以使主机和外设协调工作。

9． 计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途。

解：系统软件包括：（1）服务程序：诊断、排错等

（2）语言程序：汇编、编译、解释等

（3）操作系统

（4）数据库管理系统

用途：用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途。

10． 说明软件发展的演变过程。 （略）

11． 现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？ 解：多级划分图见P16图1.6。可分为：微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级和高级语言级。

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是有很大帮助的。

12． 为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？

13． \计算机应用\与\应用计算机\在概念上等价吗？用学科角度和计算机系统的层次结构来寿命你的观点。 第二章

1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（用8位二进制数）。其中MSB是最高位（又是符号位）LSB是最低位。如果是小数，小数点在MSB之后；如果是整数，小数点在LSB之后。

(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1 解：(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数：

(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011×2-110)2=(-0.100011)2 令x=-0.100011B

∴ [x]原=1.1000110 (注意位数为8位) [x]反=1.0111001

[x]补=1.0111010 [x]移=0.0111010

(2) 先把十进制数23/128写成二进制小数：

(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111×2-111)2=(0.0001011)2

令x=0.0001011B

∴ [x]原=0.0001011 [x]反=0.0001011

[x]补=0.0001011 [x]移=1.0001011

(3) 先把十进制数-127写成二进制小数：

(-127)10=(-1111111)2

令x= -1111111B

∴ [x]原=1.1111111 [x]反=1.0000000

[x]补=1.0000001 [x]移=1.0000001

(4) 令x=-1.000000B

∴ 原码、反码无法表示

[x]补=1.0000000 [x]移=0.0000000

(5) 令Y=-1=-0000001B

∴ [Y]原=10000001 [Y]反=11111110

[Y]补=11111111 [Y]移=01111111

2. 设[X]补= a0，a1，a2…a6 , 其中ai取0或1，若要x＞－0.5,求a0，a1，a2，…，a6 的取值。

解：a0= 1，a1= 0， a2，…，a6=1…1。

3. 有一个字长为32位的浮点数，阶码10位（包括1位阶符），用移码表示；尾数22位（包括1位尾符）用补码表示，基数R=2。请写出：

(1) 最大数的二进制表示；

(2) 最小数的二进制表示；

(3) 规格化数所能表示的数的范围；

(4) 最接近于零的正规格化数与负规格化数。

解：（1）1111111111 0111111111111111111111

（2）1111111111 1000000000000000000000

（3）1111111111 0111111111111111111111～0111111111 1000000000000000000000

（4）0000000000 0000000000000000000001～0000000000 1111111111111111111111

4. 将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码3位，用补码表示；尾数9位，用补码表示

（1） 27/64

（2） -27/64

解：（1）27/64=11011B×=0.011011B=0.11011B×

浮点规格化数 : 1111 0110110000

（2） -27/64= -11011B×= -0.011011B= -0.11011B×

浮点规格化数 : 1111 1001010000

5. 已知X和Y,用变形补码计算X Y, 同时指出运算结果是否溢出

（1）X=0.11011 Y=0.00011

（2）X= 0.11011 Y= -0.10101

（3）X=-0.10110 Y=-0.00001

解：（1）先写出x和y的变形补码再计算它们的和

[x]补=00.11011 [y]补=00.00011

[x y]补=[x]补 [y]补=00.11011 00.00011=0.11110

∴ x y=0.1111B 无溢出。

（2）先写出x和y的变形补码再计算它们的和

[x]补=00.11011 [y]补=11.01011

[x y]补=[x]补 [y]补=00.11011 11.01011=00.00110

∴ x y=0.0011B 无溢出。

（3）先写出x和y的变形补码再计算它们的和

[x]补=11.01010 [y]补=11.11111

[x y]补=[x]补 [y]补=11.01010 11.11111=11.01001

∴ x y= -0.10111B 无溢出

6. 已知X和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出

(1) X=0.11011 Y= -0.11111

(2) X=0.10111 Y=0.11011

(3) X=0.11011 Y=-0.10011

解：（1）先写出x和y的变形补码，再计算它们的差

[x]补=00.11011 [y]补=11.00001 [-y]补=00.11111

[x-y]补=[x]补 [-y]补=00.11011 00.11111=01.11010

∵运算结果双符号不相等 ∴ 为正溢出

X-Y= 1.1101B

（2）先写出x和y的变形补码，再计算它们的差

[x]补=00.10111 [y]补=00.11011 [-y]补=11.00101

[x-y]补=00.10111 11.00101=11.11100

∴ x-y= -0.001B 无溢出

（3）先写出x和y的变形补码，再计算它们的差

[x]补=00.11011 [y]补=11.01101 [-y]补=00.10011

[x-y]补=[x]补 [-y]补=00.11011 00.10011=01.01110

∵运算结果双符号不相等 ∴ 为正溢出

X-Y= 1.0111B

7. 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算X×Y。

（1）X=0.11011 Y= -0.11111

（2）X=-0.11111 Y=-0.11011

解：（1）用原码阵列乘法器计算：

[x]补=0.11011 [y]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)

-----------------------------------------

(1) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1

[x×y]补=1.0010111011

∴ x×y= -0.1101000101

8． 用原码阵列除法器计算 X÷Y。

（1）X=0.11000 Y= -0.11111

（2）X=-0.01011 Y=0.11001

解：（1）[x]原=[x]补=0.11000 [-∣y∣]补=1.00001

被除数 X 0.11000

[-∣y∣]补 1.00001

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