計(jì)算機(jī)組成原理作業(yè)講解1-4章 答案復(fù)習(xí)過程

計(jì)算機(jī)組成原理作業(yè)講解1-4章答案1概述數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)過了哪幾個(gè)代？各代的基本特征是什么？略。1你學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識后，準(zhǔn)備做哪方面的應(yīng)用？略。1試舉一個(gè)你所熟悉的計(jì)算機(jī)應(yīng)用例子。略。1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)？略。1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、存儲容量、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、存儲容量、運(yùn)算速度等。1什么是機(jī)器字長？它對計(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。1什么是存儲容量？什么是主存？什么是輔存？答：存儲容量指的是存儲器可以存放數(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夠通過地址線直接訪問的存儲器。如內(nèi)存等。輔存指的是CPU能直接訪問，必須通過I/O接和地址變換等方法才能訪問的存儲器，如硬盤，u盤等。1根據(jù)下列題目的描述，找出最匹配的詞或短語，每個(gè)詞或短語只能使用一次。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)。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、測試和控制其他部件的功能。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。處理器中根據(jù)程序的指令指示運(yùn)算器、存儲器和I/O設(shè)備做什么的部件。嵌入在其他設(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)芯片中集成幾十萬到上百萬個(gè)晶體管的工藝。管理計(jì)算機(jī)中的資源以便程序在其中運(yùn)行的程序。將高級語言翻譯成機(jī)器語言的程序。將指令從助記符號的形式翻譯成二進(jìn)制碼的程序。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：1匯編器2嵌入式系統(tǒng)、中央處理器（、編譯器5操作系統(tǒng)6控制器、機(jī)器指令、臺式機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)9主存儲器10答：（1，（2，（），（）6（5，（6，（）5（），（）1（10計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有哪些部分組成？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、存儲器、運(yùn)算器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件構(gòu)成1馮諾伊曼VonNeumann算機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想是什么？riBriB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？說明它們的用途。略。112簡述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)的分層理由及各層的功能。略。113通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，你對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有了怎樣的了解？略。第二章2數(shù)字信號和模擬信號的主要區(qū)別是什么？與模擬電路相比，數(shù)字電路有何特點(diǎn)？略。2二極管兩端需要加多大的電壓才使二極管導(dǎo)通？答：大于二極管的正向特性存在死區(qū)電壓V（硅二極管約為0.7V鍺二極管約為）2三極管何時(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i>0且Vi死電壓r于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)輸入電壓增大，基極電流I

、集極電流I隨之增大，輸入電壓＝CCI斷下降，當(dāng)?shù)?.7V以時(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)入和狀態(tài)2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.2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。2分析圖－41所示的邏輯電路圖，寫出表達(dá)式并進(jìn)行化簡。

F

F（）

（b）圖2－習(xí)2.圖（）FAB(b)F=AD+C+2請用代數(shù)化簡法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡式。（1FBC答：ABAC（2FADACBEFDEFG答：ABD2分析圖－42所示的邏輯電路，列出真值表，說明其邏輯功能。

答：1002100212X

AX

F

B

F

X

X

F

A

A圖－習(xí)題圖

圖2－習(xí).9圖

2.8答：A

AXXXX00XXXXX01XXXXX10XXXXX11XXXXX

0圖2一個(gè)四選一電路2．9分析圖2－43所示的邏輯電路圖，列出真值表，說明其邏輯功能。答：ABC

000000010011100101111111圖2－43是一個(gè)一位全加器，B加數(shù)和被加數(shù)，C為低位進(jìn)位為和，為產(chǎn)生的進(jìn)位。（圖中有錯(cuò)誤，第4個(gè)與的輸入少了A）210請用卡諾圖法將下列各邏輯表達(dá)式化成最簡式。FABABDACFABBCEDE答：（1）AB（2）CEAC2．11簡述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程。略：2．12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）F(C,D)；（2）(A,B,C,D)答：(1)

(0,3,8,15)FDABCDABCDABCDABCDABCDDABCDDABD=ABD圖略。(2)FABCDDABCDDABCDDABCD)D=AC圖略。2．13用一位全加器組成4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。2．14請畫出的典型用法的接線圖。2．15什么是三態(tài)門？一般應(yīng)用在什么場合？略2．16計(jì)算機(jī)中常用的寄存器有哪些？請說明如何使用？略2．17請說明的功能及使用方法。略2．18請說明的功能及使用方法。略習(xí)3求下列各數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值：（1（．3

8

（2（BD．C

16

（3（1011011101

2答：.(1)183.375(2)(3)3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)）：（1-282（2．46（3（）449375答：2.序號十進(jìn)制

十六進(jìn)制

二進(jìn)制

八進(jìn)制(1)-11A.C(2)7B.7(3)

－-0.163(4)2C.F54.743寫出下列各數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼，機(jī)器數(shù)長度為8位（1（）-127（）-0.5（4-19/128（）100（623/64序號

真值

原碼

補(bǔ)碼

反碼(1)000000000000000000000000010000000111111110.00000000.00000001.00000001.1111111－127111111111000000110000000－0.51.0111111－1.1101101100011001000110010001100100(6)0.01011100.01011103寫出下列各機(jī)器數(shù)的二進(jìn)制真值X（1[X]=0.1001（2[X]=1.1001（）[X]=0.1101（4[X]=1.1101補(bǔ)補(bǔ)原原（5[X]=0.1011（6[X]=1.1011（）[X]=0,1001（8[X]=1,1001反反移移（9[X]（10[X]=1,0000000）[X]=1,0000000補(bǔ)反原（12[X]=1,0000000移答：(7)-0111-0111(8)＋1001(9)-10000000-1101(10)-01111111(11)-00000000-0100(12)000000003設(shè)某機(jī)器數(shù)字長為，有兩個(gè)數(shù)的16進(jìn)制表示形式為FFH問：若它們分別表示為下列格式的機(jī)器數(shù)時(shí)，其對應(yīng)的十進(jìn)制真值是多少？（1無符號整數(shù)；-50n00110-50n001100010原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；移碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。答：數(shù)無符號整數(shù)

9CH156255原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)

原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)-(2

+2

+2

)=-(1-2

)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)反碼表示的定點(diǎn)整數(shù)移碼表示的定點(diǎn)整數(shù)

-(2+2+2)=0.7812528127

3假設(shè)某規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)表示形式為M……M，選擇正確的答案寫在橫線上：（1

若尾數(shù)用原碼表示，則尾數(shù)必須滿足D

。若尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，則尾數(shù)必須滿足GH。AM．M=1．M=0.0H．M.M=1.0

BM=1CM=0FM.MGM.M答：（1D；（）GH3浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍取決于

D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A，的。

在浮點(diǎn)數(shù)的表示中是隱含規(guī)定A數(shù)符D．階碼答：D,

B階符．階碼的底

．尾數(shù)3設(shè)一浮點(diǎn)數(shù)格式為：字長12，階碼，用移碼表示，尾數(shù)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：已知Y=2.875求數(shù)據(jù)XY的規(guī)格化的浮點(diǎn)數(shù)形式。已知Z浮點(diǎn)數(shù)以十六進(jìn)制表示為9F4H則求Z十進(jìn)制真值。答：（1

）

X=×2

,[X]

＝2浮

011111[X]

浮

＝1.11001Y=0.10111

2

,[Y]

浮

＝

100010[Y]

浮

＝0.10111（2[Z]

浮

－×2

100111Z=803設(shè)一機(jī)器數(shù)字長16，求下列各機(jī)器數(shù)的表示范圍：

無符號整數(shù)；原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；-2×2-2×2（3補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)；

補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)；非規(guī)格化浮點(diǎn)表示，格式為：階碼，用移碼表示，尾數(shù)8位，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)）。答：機(jī)器字長16位，列各數(shù)的表示范圍(1)

無符號整數(shù)

0~216(2)

原碼定點(diǎn)整數(shù)

-(2

15

-1)+215

-1(3)

補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)

-2

15

+215

-1(4)

補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)

-1~+-15、(6)階碼八位，移碼表示，尾數(shù)，補(bǔ)碼表示非規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)

最大數(shù)111111110.1111111

最小數(shù)111111111.0000000

最大負(fù)數(shù)000000001.1111111

最小正數(shù)000000000.0000001(1-2)×

-1

+127

2-72

規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)

111111110.11111111

111111111.0000000

000000001.01111111

000000000.1000000(1-2

)

-1

+127

（＋

-

0.52

2

7

)×2

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＋．75

（2－35/256答：

（10.00100110000000000000000=84130000H（2311求下列各IEEE754單度浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制真值：（143990000H

（200000000H答：（11.10011001*2

-60（2

312在漢字系統(tǒng)中，有哪幾種編碼？它們各自有什么作用？略。313漢字庫中存放的是漢字的哪一種編碼？漢字庫的容量如何計(jì)算？字形碼。314在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，需要構(gòu)造一個(gè)包含了漢字的漢字庫，假設(shè)采用×漢字字形，問：該漢字庫所占存儲容量是多少字節(jié)？一篇由50個(gè)漢構(gòu)成的短文，需要占用多少字節(jié)的存儲容量來存儲其純文本？3200字，50*2=100節(jié)315漢字系統(tǒng)的幾種編碼中，對于某個(gè)漢字來說，是

惟一的。輸入碼

B.模碼

C.機(jī)內(nèi)碼316若下面的奇偶校驗(yàn)碼均正確，請指出哪些是奇校驗(yàn)碼，哪些是偶校驗(yàn)碼。（110110110奇（）01111110偶（）11011000偶（）10100001奇317在7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的ASCII碼的（偶）校驗(yàn)碼。假設(shè)字符“A”這樣的奇（偶）校驗(yàn)碼為41H則它是B（）；字符“”的這樣的（1是（1：

奇校驗(yàn)碼

B.偶校驗(yàn)碼（2：

43HB.87HC3HD.86H318對于3.6.2所介紹的，r=4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，請糾正，并寫出其8位正確的有效信息。海明碼：100010111100319試設(shè)計(jì)有效信息為10位的能糾錯(cuò)一位的海明碼的編碼和譯碼方案，并寫出有效信息的海明碼。320在3.6.2節(jié)介紹有效信息為位能糾錯(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Α?21設(shè)生成多項(xiàng)式為X3編碼。10101101

+X+1即），請計(jì)算有效數(shù)據(jù)CRC322試分析3.3節(jié)介紹的三種奇偶校驗(yàn)、海明校驗(yàn)和校驗(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？323在列的微處理器中，數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存的規(guī)則是高位字節(jié)存放在低地址單元的，對照圖3.10寫出各數(shù)據(jù)在這種情況下的存儲方式。習(xí)41

X=0.1101Y=-，求）[X]

補(bǔ)

）[X]

補(bǔ)

）[2X]

補(bǔ)

）[2X]

補(bǔ)）[X/2]

補(bǔ)

）[X/2]

補(bǔ)

）[Y]

補(bǔ)

）[Y]

補(bǔ)）[2Y]

補(bǔ)

10[-

補(bǔ)

11[Y/2]

補(bǔ)

[Y/2]補(bǔ)13[-Y/4]

補(bǔ)1.（1[X]0.1101補(bǔ)）[-X]=補(bǔ)42

）[2X]0.1010溢出補(bǔ)）[-2X]=補(bǔ)）[X/2]=補(bǔ)）[X/2]=1.1001補(bǔ)）[Y]1.1010補(bǔ)）[-Y]=補(bǔ)）[2Y]=1.0100補(bǔ)10[-2Y]補(bǔ)11[Y/2]補(bǔ)12[-Y/2]0.0010補(bǔ)[-Y/4]0.0001補(bǔ)X和Y用變計(jì)算X+Y和X-Y，指出運(yùn)果是否：），）X=-0.1101，Y=0.0110）[X+Y]出補(bǔ)：[XY]=補(bǔ)）[X+Y]補(bǔ)[XY]出補(bǔ)：43

用兩位二法器邏輯，設(shè)余3碼的加法（提3加法規(guī)則余碼的兩接相若結(jié)則和3校正；否數(shù)減3）ｗｏ不好畫：44

原碼法計(jì)X*Y），）Y=0.11010（X*Y原）

0.0110110011X*Y原

45

補(bǔ)碼Booth乘法計(jì)X*YX=0.01111，Y=-0.11101X=-0.10011，Y=-0.11010補(bǔ)補(bǔ)（１X*Y）X*Y補(bǔ)46

使用復(fù)余和原碼交替除算X/YY=0.1101（１恢復(fù)余:[Qs]0.1000;[R]原原加減法:[Qs]0.1000;[R]原）原余數(shù)除:=;[R]原加減法:[Qs]1.1100;[R]原原47

補(bǔ)碼余數(shù)算X/Y）X=0.011110X=0.1011（１0.1001;[R]=0.00001110補(bǔ)）[Qs]1.0011;[R]補(bǔ)48

點(diǎn)數(shù)為：位，尾6用補(bǔ)，請X+Y和X-Y（階尾數(shù)碼計(jì)11-1.625Y=5.2512X=15/64，-29/256（１XY

補(bǔ)

X+Y=0.11101

0010XY］

補(bǔ)

0,0011X-Y=－

0011補(bǔ)補(bǔ)）［XY］＝1,1101X+Y=0.11111

2

0011XY］

補(bǔ)

1,1111X-Y=0.10110

2

-000149

點(diǎn)數(shù)為：位，用示，位，碼表示計(jì)算X*YX/Y階碼計(jì)數(shù)用種機(jī)串行法計(jì)13X=5.25Y=-14-，Y=15/64（１［X×Y=1,0100X*Y=浮

0100浮2浮2X/Y=X/Y=－

0010浮?。踃×Y=0,10110.11011

-0101浮浮X/YX/Y=－0.11111

-0001S11nS1S21S1S1S2S1S21S1S11nS1S21S1S1S2S1S21S1S21S1S1S21S1S21補(bǔ)01n0100014

浮點(diǎn)運(yùn)算數(shù)采用補(bǔ)碼（補(bǔ)碼行運(yùn)算算結(jié)果MM.M……M，選確的答在橫線15尾數(shù)果形16尾數(shù)果形17尾數(shù)果形

時(shí)，要左時(shí)，要右1次）；時(shí)，需要；AMM.MD．MM.M．MM.M

B．MM.M．MM.MH．MM.M

MMMM.M（１A,H