第6章计算机运算方法1
计算机组成原理第六章答案
1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码（用8位二进制表示），其中MSB是最高位（符号位），LSB是最低位。
如果是小数，则小数点在MSB之后；如果是整数，则小数点在LSB之后。
(1)-59/64 (2)27/128 (3)-127/128 (4)用小数表示-1(5)用整数表示-1 (6)-127 (7)35 (8)-1282. 设[x]补=x0.x1x2x3x4，其中x i取0或1，若要使x＞－0.5，则x0、x1、x2、x3、x4的取值应满足什么条件？3. 若32位定点小数的最高位为符号位，用补码表示，则所能表示的最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为；若32位定点整数的最高位为符号位，用原码表示，则所能表示的最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。
4. 若机器字长为32位，在浮点数据表示时阶符占1位，阶码值占7位，数符占1位，尾数值占23位，阶码用移码表示，尾数用原码表示，则该浮点数格式所能表示的最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。
5. 某机浮点数字长为18位，格式如图2.35所示，已知阶码（含阶符）用补码表示，尾数（含数符）用原码表示。
(1)将(-1027)10表示成规格化浮点数；(2)浮点数(0EF43)16是否是规格化浮点数？它所表示的真值是多少？图2.35 浮点数的表示格式6. 有一个字长为32位的浮点数，格式如图2.36所示，已知数符占1位；阶码占8位，用移码表示；尾数值占23位，尾数用补码表示。
图2.36 浮点数的表示格式请写出：(1)所能表示的最大正数；(2)所能表示的最小负数；(3)规格化数所能表示的数的围。
7. 若浮点数x的IEEE754标准的32位存储格式为(8FEFC000)16，求其浮点数的十进制数值。
8. 将数(-7.28125)10转换成IEEE754标准的32位浮点数的二进制存储格式。
9. 已知x=-0.x1x2…x n，求证：[x]补=+0.00…01。
计算机二级C语言第6章 字符型数据
正确答案：B 【解析】程序首先赋值a为字符'3'，赋值b为字符'A'，循环变量i的初 值为0，每次循环后自增1，最大值为5，if条件判断i的值，当i的值为 偶数时，将b与i的和当做字符输出；当i的值为奇数时，将a与i的和当 做字符输出；所以i为0时，输出b+0即A；i为1时，输出a+1即'4'；i为 2时，输出b+2即C；i为3时输出a+3即'6'……，综上，程序运行结果 为：A4C6E8，本题答案为B。
有如下程序 #include <stdio.h> #include <string.h> main() {
char* str = "0\n0123\4"; printf("%d", strlen(str)); }
程序运行后的输出结果是（）。 A.3 B.6 C.8 D.7
正确答案：D 【解析】strlen()函数求得参数中字符串的长度（不包括字符串结束符'\0'）； 程序定义一个字符指针变量str，并使用字符串"0\n0123\4"初始化，然后将 str传给strlen()函数，用strlen()函数计算该字符串的长度，该字符串中的字符 分别是：'0'、'\n'、'0'、'1'、'2'、'3'、'\4'、'\0'。其中'\4'表示菱形符号'◆'， 除了'\0'，其他字符都属于strlen()函数的计算字符，结果为7，本题答案为D。
以下正确的字符常量是（）。 A."AB" B.'\0AB' C.'AB' D.'\xAB'
计算机组成原理第6章 习题
第六章复习题1．若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。
A 阶符与数符相同为规格化数B 阶符与数符相异为规格化数C 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数2．下面浮点运算器的描述中正确的句子是：______。
A. 浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现B. 阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算C. 阶码部件只进行阶码相加、相减操作D. 尾数部件只进行乘法和减法运算3．IEEE754标准规定的32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，则它所能表示的最大规格化正数为______。
A．+（2 – 2-23）×2+127B．+（1 – 2-23）×2+127C．+（2 – 2-23）×2+255D．2+127 + 2274．如果浮点数用补码表示，则判断下列哪一项的运算结果是规格化数______。
A 1.11000B 0.01110C 1.00010D0.010105．______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。
A.原码B.补码C.反码D.移码6．（√）移码表示法主要用于表示浮点数的阶码E，以利于比较两个指数的大小和对阶操作。
7．（×）浮点运算器阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算。
8．（√）浮点运算器阶码部件可实现加、减和比较操作。
9．（√）按IEEE754标准，一个浮点数由符号位S，阶码E，尾数m三部分组成。
10．（×）按IEEE754标准，阶码E的值等于指数的基值E加上一个固定偏移量128。
1.有一个字长为32位的浮点数，符号位1位，阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为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：•最大正数值是由尾数的最大正数值与阶码的最大正数值组合而成的;•最小正数值是由尾数的最小正数值与阶码的最小负数值组合而成的。
计算机图形学第6章二维图形的裁剪
• 重点：掌握二维图形点、线段、多边形和字符的裁剪算法 。
• 难点：理解二维图形的裁剪算法思想并且用C语言进行算法 的实现。
一、裁剪的意义 为了描述图形对象，我们必须存储它的全部信息，但有时为了达到分 区描述或重点描述某一部分的目的，往往将要描述的部分置于一个窗口内， 而将窗口外的部分“剪掉”，这个处理过程叫做裁剪，裁剪在计算机图形 处理中具有十分重要的意义。 裁剪实质上是从数据集合中抽取信息的过程，这个过程是通过一定的 计算方法来实现。
7.2.2 中点分割算法
二、中点分割算法实现： 1、将直线的两端点P1、P2编码得：C1、C2； 2、判别 根据C1和C2的具体值，可以有三种情况： （1）C1＝C2＝0，表明两端点全在窗口内，因而整个线段也在窗内， 应予保留。 （2）C1&C2≠0（两端点代码按位作逻辑乘不为0），即C1和C2至少 有某一位同时为1，表明两端点必定处于某一边界的同一外侧，因而整个线 段全在窗外，应予舍弃。 （3）不属于上面两种情况，均需要求交点。
如果上面四个不等式中任何一个不满足，则点（x，y）位于窗口之 外。 对于任意多边形窗口，需要根据多边形内点的判别准则进行判断。
7.2 线段的裁剪
直线段的裁剪比点复杂，其裁剪方法又是多边形裁剪和三维图形裁剪的 基础。 一、直线裁剪的基本思想 判断直线与窗口的位置关系： 1．确定直线是完全可见； 2．部分可见； 3．还是完全不可见。 对部分可见线段，求出它与窗口边界的交点，并将窗口内的线段输出。
一、中点分割算法思想： 1、中点公式
7.2.2 中点分割算法
2、中点分割法求交点的规则 如图中所示，当线段P1P2求出中点P后，舍弃线段的哪部分，由下面 两条规则决定：
中点分割法求交点规则
计算机控制技术-第6章控制系统的数据处理技术
包括传感器、信号调理电路、数据采集卡、计算机等部分。
工作原理
传感器将非电量转换为电量，信号调理电路对电量进行放 大、滤波等处理，数据采集卡将模拟信号转换为数字信号 并传输到计算机中。
数据采集过程中的关键技术
包括传感器技术、信号调理技术、模数转换技术等。
数据采集系统的性能指标
静态性能指标
实现特定功能
通过引入非线性环节实现控制系统的特定功能，如限幅、限速、自 动增益控制等。
应对不确定性
在控制系统设计中考虑不确定性因素，利用非线性处理技术提高系统 的鲁棒性和适应性。
非线性处理技术的性能评估
1 2
评估指标与方法
介绍评估非线性处理技术性能的指标和方法，如 误差分析、稳定性分析、频率响应分析等。
基于大数据的智能控制
结合大数据技术，对海量历史数据进行挖掘和分析，提取出对控制系统有益的信息和知识 ，为控制系统的设计和优化提供智能决策支持。
多源数据融合与优化
针对控制系统中的多源异构数据，采用数据融合技术，实现多源数据的有机结合和优势互 补，提高数据处理效率和准确性，为控制系统的优化提供更全面、准确的数据支持。
采用模块化设计思想，将数据采集系 统划分为多个功能模块，分别进行设 计和实现，最后进行集成和测试。
03
控制系统中的数字滤波技术
数字滤波器的原理与分类
原理
数字滤波器是一种对数字信号进行滤波处理，以去除噪声、平滑信号或提取特定频率成 分的算法或装置。它通过数学运算对输入信号进行变换，从而得到期望的输出信号。
标度变换在控制系统中的应用
01
02
03
信号幅值调整
通过标度变换调整信号的 幅值，使其适应控制系统 的输入范围。
计算机组成原理习题答案第六章
１．如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？解：存储器和寄存器不是一回事。
存储器在CPU 的外边，专门用来存放程序和数据，访问存储器的速度较慢。
寄存器属于CPU 的一部分，访问寄存器的速度很快。
２．存储器的主要功能是什么？为什么要把存储系统分成若干个不同层次？主要有哪些层次？解：存储器的主要功能是用来保存程序和数据。
存储系统是由几个容量、速度和价存储系统和结构各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。
把存储系统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。
由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓存和主存间称为Cache －主存存储层次（Cache 存储系统）；主存和辅存间称为主存—辅存存储层次（虚拟存储系统）。
３．什么是半导体存储器？它有什么特点？解：采用半导体器件制造的存储器，主要有MOS 型存储器和双极型存储器两大类。
半导体存储器具有容量大、速度快、体积小、可靠性高等特点。
半导体随机存储器存储的信息会因为断电而丢失。
４．SRAM 记忆单元电路的工作原理是什么？它和DRAM 记忆单元电路相比有何异同点？解：SRAM 记忆单元由６个MOS 管组成，利用双稳态触发器来存储信息，可以对其进行读或写，只要电源不断电，信息将可保留。
DRAM 记忆单元可以由４个和单个MOS管组成，利用栅极电容存储信息，需要定时刷新。
５．动态RAM 为什么要刷新？一般有几种刷新方式？各有什么优缺点？解：DRAM 记忆单元是通过栅极电容上存储的电荷来暂存信息的，由于电容上的电荷会随着时间的推移被逐渐泄放掉，因此每隔一定的时间必须向栅极电容补充一次电荷，这个过程就叫做刷新。
常见的刷新方式有集中式、分散式和异步式３种。
集中方式的特点是读写操作时不受刷新工作的影响，系统的存取速度比较高；但有死区，而且存储容量越大，死区就越长。
分散方式的特点是没有死区；但它加长了系统的存取周期，降低了整机的速度，且刷新过于频繁，没有充分利用所允许的最大刷新间隔。
第六章计算机组成原理课后答案(第二版)
第六章12. 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。
写出51/128、-27/1024所对应的机器数。
要求如下：（1）阶码和尾数均为原码。
（2）阶码和尾数均为补码。
（3）阶码为移码，尾数为补码。
解：据题意画出该浮点数的格式：阶符1位阶码4位数符1位尾数10位将十进制数转换为二进制：x1= 51/128= 0.0110011B= 2-1 * 0.110 011Bx2= -27/1024= -0.0000011011B = 2-5*(-0.11011B）则以上各数的浮点规格化数为：（1）[x1]浮=1，0001；0.110 011 000 0[x2]浮=1，0101；1.110 110 000 0（2）[x1]浮=1，1111；0.110 011 000 0[x2]浮=1，1011；1.001 010 000 0（3）[x1]浮=0，1111；0.110 011 000 0[x2]浮=0，1011；1.001 010 000 016．设机器数字长为16位，写出下列各种情况下它能表示的数的范围。
设机器数采用一位符号位，答案均用十进制表示。
（1）无符号数；（2）原码表示的定点小数。
（3）补码表示的定点小数。
（4）补码表示的定点整数。
（5）原码表示的定点整数。
（6）浮点数的格式为：阶码6位（含1位阶符），尾数10位（含1位数符）。
分别写出其正数和负数的表示范围。
（7）浮点数格式同（6），机器数采用补码规格化形式，分别写出其对应的正数和负数的真值范围。
解：（1）无符号整数：0 —— 216 - 1，即：0—— 65535；无符号小数：0 —— 1 - 2-16，即：0 —— 0.99998；（2）原码定点小数：-1 + 2-15——1 - 2-15，即：-0.99997 —— 0.99997（3）补码定点小数：- 1——1 - 2-15，即：-1——0.99997（4）补码定点整数：-215——215 - 1 ，即：-32768——32767（5）原码定点整数：-215 + 1——215 - 1，即：-32767——32767（6）据题意画出该浮点数格式，当阶码和尾数均采用原码，非规格化数表示时：最大负数= 1，11 111；1.000 000 001 ，即 -2-9⨯2-31最小负数= 0，11 111；1.111 111 111，即 -（1-2-9）⨯231则负数表示范围为：-（1-2-9）⨯231 —— -2-9⨯2-31最大正数= 0，11 111；0.111 111 111，即（1-2-9）⨯231最小正数= 1，11 111；0.000 000 001，即 2-9⨯2-31则正数表示范围为：2-9⨯2-31 ——（1-2-9）⨯231（7）当机器数采用补码规格化形式时，若不考虑隐藏位，则最大负数=1，00 000；1.011 111 111，即 -2-1⨯2-32最小负数=0，11 111；1.000 000 000，即 -1⨯231则负数表示范围为：-1⨯231 —— -2-1⨯2-32最大正数=0，11 111；0.111 111 111，即（1-2-9）⨯231最小正数=1，00 000；0.100 000 000，即 2-1⨯2-32则正数表示范围为：2-1⨯2-32 ——（1-2-9）⨯23117.设机器数字长为8位（包括一位符号位），对下列各机器数进行算术左移一位、两位，算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。
计算机组成原理第6章
第6章中央处理器
图 6－6 指令周期与 CPU 周期的包含关系
第6章中央处理器
6. 1. 4 指令执行流程 指令的执行是从取指周期开始的。取指周期主要完成从
内存取出要执行的指令,并使指针指向下一条指令,即 PC=PC+ “ 1 ”,这里的“ 1 ”表示当前这条指令的实际字长。 取指完成后,对指令进行译码,再转入具体的指令执行过程。 指令在执行过程中如果采用间接寻址方式,还需要增加间址 周期,如图 6－5 所示。
第6章中央处理器
3. 时序控制 每一条指令在执行的过程中,必须在规定的时间给出各 部件所需操作控制的信号,才能保证指令功能的正确执行。 因此,时序控制就是定时地给出各种操作信号,使计算机系统 有条不紊地执行程序。 4. 数据加工 数据加工是指对数据进行算术运算、逻辑运算或其他处 理。
第6章中央处理器
第6章中央处理器
图 6－7 所示是一个采用总线结构将运算器、寄存器连 接起来的控制器内部数据通路。其各部件与内部总线 IBUS 和系统总线 ABUS 、 DBUS 的连接方式如图中所示,图中的 “ o ”为控制门,在相应控制信号(信号名称标在“o ”上)的控 制下打开,建立各部件之间的连接。GR 是通用寄存器组, X 和 Z 是两个暂存寄存器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6.1
求 x – 0.0011
–1100 1100
x = 24 [x]原 = 10000 1,1100 = 1100
例 6.3 已知 [x]原 = 0.1101 求 x 解： 根据 定义 ∵ [x]原 = 0.1101 ∴ 例 6.4 求 x = 0 的原码 解: 设 x = +0.0000 x = 0.0000 0 0000 同理，对于整数 ∴ [+ 0]原 ≠ [ 0]原 x = + 0.1101
小数
[x]原 =
x 为真值 如 x = + 0.1101
x = 0.1101
x 1–x
1＞x≥0 0≥x＞ 1
[x]原 = 0 . 1101
6.1
用 小数点 将符号 位和数值部分隔开
[x]原 = 1 ( 0.1101) = 1 . 1101 [x]原 = 0 . 1000000 用 小数点 将符号 位和数值部分隔开
(5) 举例
例 6.5 已知 [x]补 = 0.0001 求x 解： 由定义得 例 6.6 66 x = + 0.0001 [x]补
6.1
已知 [x]补 = 1.0001 1 0001
？ [x] 原
求x 解：由定义得 x = [x]补 – 2
[x]原 = 1.1111 ∴ x = –0.1111
= 1.0001 – 10.0000 = – 0.1111
结论
一个负数加上 “模” 模 即得该负数的补数 一个正数和一个负数互为补数时 个正数和 个负数互为补数时 它们绝对值之和即为 模 数 • 计数器（模 16） 1011
6.1
1011 – 1011 0000
记作 1011 ≡ + 0101 同理 011 ≡ + 101 0.1001 ≡ + 1.0111
x = + 0.1000000 x = 0.1000000
[x]原 = 1 ( 0.1000000) ) = 1 . 1000000
(2) ( ) 举例
例 6.1 已知 [x]原 = 1.0011 解: 由定义得 x = 1 [x]原 = 1 1.0011 = 0.0011 例 6.2 6 2 已知 [x]原 = 1,1100 1 1100 解: 由定义得 求 x
6.1 例6.11 设机器数字长为 8 位（其中１位为符号位）
对于整数，当其分别代表无符号数、原码、补码和 对于整数 当其分别代表无符号数 原码 补码和 反码时，对应的真值范围各为多少？
二进制代码 无符号数 对应的真值 原码对应 的真值 补码对应 的真值 反码对应 的真值
00000000 00000001 00000010 01111111 10000000 10000001 11111101 11111110 0 11111111 … …
0 1 2 127 128 129 253 254 5 255
+0 +1 +2 +127 -0 0 -1 -125 -126 6 -127
+0 +1 +2 +127 -128 128 -127 -3 -2 -1
+0 +1 +2 +127 -127 127 -126 -2 -1 -0
… …
… …
… …
真值
6.1
[x]原
0,1000110 1,1000110 0.1110 1.1110 0.0000 1 0000 1.0000
不能表示
[x]补
x = +70 = 1000110 0, 1000110 x = 70 = 1000110 1, 0111010 x = 0.1110 0.1110 x = 0.1110 1.0010 x = 0.0000 [+ 0]补 = [ 0]补 0.0000 x = 0.0000 0 0000 0 0000 0.0000 x = 1.0000 1.0000 由小数补码定义
[x]补 = x 2+ x
1＞x≥ 0 0 ＞ x ≥ 1（mod 2）
[ 1]补 = 2 + x = 10.0000 1.0000 = 1.0000
4. 反码表示法
(1) 定义
整数 [x]反 =
x 为真值
6.1
2n ＞ x ≥ 0
0， x
( 2n+1 – 1) + x 0 ≥ x ＞ 2n（mod 2n+1 1）
6.1
[+0.0000]原 = 0.0000 [ 0.0000] 0 0000]原 = 1.0000 1 0000 [+ 0]原 = 0,0000 0 0000 [ 0] ]原 = 1,0000 ,
原码的特点：简单、直观
要求 加法 加法 加法 加法 数1 正 正 负 负 数2 正 负 正 负 实际操作 加 减 减 加
பைடு நூலகம்
例 6.7 已知 [x]补 = 1,1110
求x 解： 由定义得 x = [x]补 – 24+1 = 1,1110 – 100000 = 0010
6.1
[x]补 ？ [x]原 [x]原 = 1,0010 ∴ x = 0010
当真值为 负 时，原码 可用 补码除符号位外 每位取反，末位加 1 求得
练习 求下列真值的补码
<Ⅱ>
每位取反， 末位加 1 [y]补连同符号位在内， 连同符号位在内 -n … 即得[
n 为小数的位数
x = + 0.1101 [x]反 = 0.1101
x = 0.1010 [x]反 = (2 2-4) 0.1010 = 1.1111 1 1111 0.1010 0 1010 = 1.0101 .0 0
用 小数点 将符号位 和数值部分隔开
(2) 举例
例6.8 已知 [x]反 = 0,1110 求 x 解： 由定义得 x = + 1110
2. 原码表示法
6.1
• 原码是机器数中最简单的一种表现形式，也称 原码是机器数中最简单的 种表现形式，也称 带符号的绝对值表示； • 符号位： 符号位 0表示整数， 表示整数 1表示负数； 表示负数 • 数值位：是真值的绝对值； 数值位 是真值的绝对值； + 1100 – 1100 0 1100 1 1100
和数值部分隔开
(4) ( ) 求补码的快捷方式
设x= 1010 时
4+1
6.1
= 11111 + 1 1010 = 11111 + 1 1010 10101 + 1 = 1,0110
则[x]补 = 2 1010 = 100000 1010 = 1,0110 又[x]原 = 1,1010
当真值为 负 时，补码 可用 原码除符号位外 每位取反，末位加 1 求得
• 把补数的概念用于计算机的机器数，就出现了 补码。
(3) ( ) 补码定义
整数
[x]补 =
x 为真值
6.1
2 ＞x ≥ 0 0 ＞ x ≥ 2n（mod 2n+1）
n 为整数的位数
n
0， x 2n+1 + x
如
x = +1010 [x]补 = 0,1010
用 逗号 将符号位 和数值部分隔开
x = 1011000 [x]补 = 27+1 +( 1011000 ) = 100000000 1011000 1 0101000 1,0101000
小数
[x]补 =
x 为真值 如 x = + 0.1110 0 1110 [x]补 = 0.1110 0 1110 x = 0.1100000 0 1100000
6.1
x 2+x 1＞x ≥0 0 ＞ x ≥ 1（mod 2）
[x]补 = 2 + ( 0 0.1100000 1100000 ) = 10.0000000 0 1100000 0.1100000 1.0100000 用 小数点 将符号位
第6章 计算机的运算方法
• 无论那种应用环境中，信息在计算机内部的 存在形式都是 0和 1 组成的各种二进制编码； • 本章主要介绍参与运算的各类数据，以及它 本章主要介绍参与运算的各类数据 以及它 们在计算机中的算术运算方法。
本章内容与结构
6.1 无符号数和有符号数 6.2 数的定点表示和浮点表示 6.3 定点运算 6.4 浮点四则运算 6.5 算术逻辑单元
n 为整数的位数
如
x = +1101 [x]反 = 0,1101
用 逗号 将符号位 和数值部分隔开
x = 1101 [x]反 = (24+1 1) 1101 = 11111 1101 = 1,0010
小数
[x]反 = x 为真值 如 x ( 2 – 2 - n) + x 1＞x≥ 0
6.1
0 ≥ x ＞ 1（mod 2 2-n）
记作 同理 3 ≡ + 9 （mod 12） 4 ≡ + 8 （mod 12） 5 ≡ + 7 （mod 12） 时钟以 12为模
• 只要确定了模，就可以找到一个与负数等价的正 数来代替这个负数，这个正数就是此负数的补数， 这样就可以把减法运算用加法实现； • 例：设A=9，B=5，求A-B（mod 12） 对于模12来说，-5可以用其补数+7代替 所以A A-B=9+7=16 B 9 7 16 而16等价于4
0 1011 1 1011
小数点的位置
0 1100
小数点的位置
1 1100
小数点的位置
• 符号数字化的数称为机器数。 • 符号位与数值可以形成一种编码，如：原 码、补码、反码、移码等。 • 运算过程中，符号位能否和数值部分一起 算 程中 符号位能 数值部分 起 参加运算，参加运算时符号位要做哪些处 理？这些与编码有关。