计算机组成原理答案(白中英版)

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计算机组成原理课后习题答案(5-8)(白中英)

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第五章1. IR、AR、DR、AC2. STA R1,(R2)4.5.T 1 = T 2 = 2112213 T 1用与门实现,T 2和T 3则用C 2的Q 端和C 1的Q 端加非门实现,其目的在于保持信号输出时延时间的一致性并与环形脉冲发生器隔离。

T 3 T 2 T 18*)13*80(=+ 7. M = GS3 = H+D+FS2 = A+B+H+D+E+F+G S1 = A+B+F+G C = H+D+Ey+Fy+G φ8. 经分析,(d, i, j )和(e, f, h )可分别组成两个小组或两个字段,然后进行译码,可得六个微命令信号,剩下的a, b, c, g四个微命令信号可进行直接控制,其整个控制字段组成如下:a b c g01d10 i 10 f11 j 11 h9. P1 = 1,按IR6、IR5转移P2 = 1,按进位C转移C,D外,11. (1)故该字段为4(48-4-9)=35(2)址字,存器。

地址转移逻辑的输入是指令寄存器的OP码、各种状态条件以及判别测试字段所给的判别标志(某一位为1),其输出修改微地址寄存器的适当位数,从而实现微程序的分支转移。

就是说,此处微指令的后继地址采用断定方式。

12. (1)流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑,即流水线时钟周期性ns i 100}max{==ττ(2)(3) 13. (1)(2)H (3)17.415205*20)1(=-+=-+==ττn K K n Tp Ts S 14.WBEX ID IF空间S时间T 1 2 3 4 5 6 7 8I 1I 1I 1I 1I 2I 2I 2I 2非流水线时间图WBEXID IF 空间S时间T 1 2 3 4 5 6 7 8I 1I 1I 1I 1I 2I 2I 2I 2流水线时间图I 3I 3I 3I 3I 4I 4I 4I 4I 5I 5I 5I5如上两图所示,执行相同的指令,在8个单位时间内,流水计算机完成5条指令,而非流水计算机只完成2条,显然,流水计算机比非流水计算机有更高的吞吐量。

计算机组成原理(第四版)课后答案_白中英

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计算机组成原理(第四版)课后习题参考答案
12. 因为任何操作可以由软件来实现, 也可以由硬件来实现; 任何指令的执行可以由硬 件完成,也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。 13. 计算机应用和应用计算机在概念上是不等价的。 计算机应用是计算机学科与其他学科相结合的交叉学科, 是计算机学科的组成部分, 分 为数值计算和非数值应用两大领域。 应用计算机是借助计算机为实现特定的信息系统功能的手段。 在计算机系统的层次结构 中, 应用计算机是多级计算机系统层次结构的最终目标, 是高级语言级之上的服务层次。
计算机组成原理(第四版)课后习题参考答案
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白中英 戴志涛 李贞 等
第一章 ..............................................................................................................................................2 第二章 ..............................................................................................................................................4 第三章 ............................................................................................................................................15 第四章 ............................................................................................................................................20 第五章 ............................................................................................................................................22 第六章 ............................................................................................................................................28 第七章 ............................................................................................................................................32 第八章 ............................................................................................................................................35 第九章 ............................................................................................................................................37 第十章 ............................................................................................................................................39

(完整版)计算机组成原理(白中英)本科生试题库整理附答案

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一、选择题1从器件角度看,计算机经历了五代变化。

但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于(B)计算机。

A 并行B 冯·诺依曼C 智能D 串行2某机字长32位,其中1位表示符号位。

若用定点整数表示,则最小负整数为(A)。

A -(231-1)B -(230-1)C -(231+1)D -(230+1)3以下有关运算器的描述,( C )是正确的。

A 只做加法运算B 只做算术运算C 算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算4 EEPROM是指(D )A 读写存储器B 只读存储器C 闪速存储器D 电擦除可编程只读存储器5常用的虚拟存储系统由(B )两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。

A cache-主存B 主存-辅存C cache-辅存D 通用寄存器-cache6 RISC访内指令中,操作数的物理位置一般安排在(D )A 栈顶和次栈顶B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器D 两个通用寄存器7当前的CPU由(B )组成。

A 控制器B 控制器、运算器、cacheC 运算器、主存D 控制器、ALU、主存8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。

和具备m个并行部件的CPU相比,一个m段流水CPU的吞吐能力是(A )。

A 具备同等水平B 不具备同等水平C 小于前者D 大于前者9在集中式总线仲裁中,(A )方式响应时间最快。

A 独立请求B 计数器定时查询C 菊花链D 分布式仲裁10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是(C )。

A 地址寄存器B 指令计数器C 程序计数器D 指令寄存器11从信息流的传输速度来看,(A )系统工作效率最低。

A 单总线B 双总线C 三总线D 多总线12单级中断系统中,CPU一旦响应中断,立即关闭(C )标志,以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。

A 中断允许B 中断请求C 中断屏蔽D DMA请求13下面操作中应该由特权指令完成的是(B )。

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一、选择题1从器件角度看,计算机经历了五代变化。

但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于(B)计算机。

A 并行B 冯·诺依曼C 智能D 串行2某机字长32位,其中1位表示符号位。

若用定点整数表示,则最小负整数为(A)。

A -(231-1)B -(230-1)C -(231+1)D -(230+1)3以下有关运算器的描述,( C )是正确的。

A 只做加法运算B 只做算术运算C 算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算4 EEPROM是指(D )A 读写存储器B 只读存储器C 闪速存储器D 电擦除可编程只读存储器5常用的虚拟存储系统由(B )两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器。

A cache-主存B 主存-辅存C cache-辅存D 通用寄存器-cache6 RISC访内指令中,操作数的物理位置一般安排在(D )A 栈顶和次栈顶B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器D 两个通用寄存器7当前的CPU由(B )组成。

A 控制器B 控制器、运算器、cacheC 运算器、主存D 控制器、ALU、主存8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。

和具备m个并行部件的CPU相比,一个m段流水CPU的吞吐能力是(A )。

A 具备同等水平B 不具备同等水平C 小于前者D 大于前者9在集中式总线仲裁中,(A )方式响应时间最快。

A 独立请求B 计数器定时查询C 菊花链D 分布式仲裁10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是(C )。

A 地址寄存器B 指令计数器C 程序计数器D 指令寄存器11从信息流的传输速度来看,(A )系统工作效率最低。

A 单总线B 双总线C 三总线D 多总线12单级中断系统中,CPU一旦响应中断,立即关闭(C )标志,以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。

A 中断允许B 中断请求C 中断屏蔽D DMA请求13下面操作中应该由特权指令完成的是(B )。

计算机组成原理(第四版)课后答案_白中英

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计算机组成原理(第四版)课后习题参考答案
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白中英 戴志涛 李贞 等
第一章 ..............................................................................................................................................2 第二章 ..............................................................................................................................................4 第三章 ............................................................................................................................................15 第四章 ............................................................................................................................................20 第五章 ............................................................................................................................................22 第六章 ............................................................................................................................................28 第七章 ............................................................................................................................................32 第八章 ............................................................................................................................................35 第九章 ............................................................................................................................................37 第十章 ............................................................................................................................................ M = 100…0, Ms = 0 8个 21 个 即: 2 2 2

计算机组成原理_课后习题答案(白中英版)

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第一章1.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。

2.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.(略)4.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.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、MB、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.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。

7.一般来讲,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.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。

计算机组成原理白中英本科生试题库附答案

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计算机组成原理白中英—、选择题 1从器件角度看,计算机经历了五代变化。

但从系统结构看,至今绝大多数计算机仍属于(B)计算机 A 并行 B 冯•诺依曼 C 智能 D 串行 2某机字长32位,其中1位表示符号位。

若用定点整数表示,则最小负整数为(A) o A _(231_1) 3以下有关运算器的描述, A 只做加法运算 4 EEPR0M 是指(D ) A 读写存储器 B -理-1) (C )是正确的。

B 只做算术运算 B 只读存储器 (B )两级存储器组成, B 主存-辅存 5常用的虚拟存储系统由A cache-主存 6 RISC 访内指令中,操作数的物理位置一般安排在 A 栈顶和次栈顶 两个主存单元 -(231+1) -(230+1) 算术运算与逻辑运算 D 只做逻辑运算 电擦除可编程只i 器 其中辅存是大容量的磁表面存储器。

C (D )C 闪速存储器 cache-辅存 —个主存单元和一个 通用寄存器 通用寄存器-cacl: 两个通用寄存器7当前的CPU 由(B A 控制器 )组成。

B 控制器、运算器、 cache 8流水CPU 是由一系列叫做“段”的处理部件组成。

运算器、主存控制器、ALU 、主和具备m 个并行部件的CPU 相比,一个m 段流水C吞吐能力是(A ) o A 具备同等水平9在集中式总线仲裁中,A 独立请求B 不具备同等水平 (A )方式响应时间最快。

B 计数器定时查询 小于前者 菊花链大于前者 分布式仲裁 10 CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是(C ) O A 地址寄存器 B 指令计数器C 11从信息流的传输速度来看,(A )系统工作效率最低。

A 单总线B 双总线C 12单级中断系统中,CPU-旦响应中断,立即关闭(C ) 源产生另一次中断进行干扰。

A 中断允许 B 中断请求 13下面操作中应该由特权指令完成的是(B ) o A 设置定时器的初值 B 从用户模式切换到管 C 理员模式 14冯•诺依曼机工作的基本方式的特点是(B ) o A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令 C 堆栈操作15在机器数(B )中,零的表示形式是唯一的。

白中英计算机组成原理答案

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微指 令 abcde f gh i j
I1 √ √ √ √ √
I2 √
√ √√
I3


I4

I5
√√√√
I6 √
√√
I7
√√

I8 √ √

微命令数目>操作控制字段,则采 用混合表示法设计微指令;
从左表中选择互斥的微操作;
a命令:与i互斥 b命令:与f、g、i、j互斥 c命令:与f、j互斥 d命令:与i、j互斥 e命令:与f、h、j互斥 f命令:与b、c、e、h、i、j互斥 g命令:与b、h、j互斥 h命令:与e、f、g、i互斥 i命令:与a、b、d、f、h、j互斥 j命令:与b、c、d、e、f、g、i互斥
互斥信号组
e、f、h和b、i、j e、f、h和d、i、j e、f、h和b、g、j i、f、h和b、g、j
8、某机有8条指令I1—I8,每条微指令所包含的微命令控制信 号如下表所示。a—j分别对应10种不同性质的微命令信号。 假设一条微指令的控制字段仅为8位,请安排微指令的控制 字段格式。
解法1:
② 求流水线的实际吞吐量(单位时间内执行完毕的指令条
数)。
H
(
K
n n
1
)
τ
(
5
2
0
1
20 )* 1
0
0*
1
09
8.33*106条/秒
③ 求流水线的加速比。
S
Ts Tp
(K
nτK n 1)τ
20*5 20 5 1
4.17
16、判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关?
① I1 LDA R1 , A ;M(A)R1 I2 ADD R2 , R1 ;(R2)+(R1)R2 写后读相关
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第一章1.模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的。

数字计算机的主要特点是按位运算,并且不连续地跳动计算。

模拟计算机用电压表示数据,采用电压组合和测量值的计算方式,盘上连线的控制方式,而数字计算机用数字0和1表示数据,采用数字计数的计算方式,程序控制的控制方式。

数字计算机与模拟计算机相比,精度高,数据存储量大,逻辑判断能力强。

2.数字计算机可分为专用计算机和通用计算机,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。

3.科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。

4.主要设计思想是:存储程序通用电子计算机方案,主要组成部分有:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5.存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

每个存储单元都有编号,称为单元地址。

如果某字代表要处理的数据,称为数据字。

如果某字为一条指令,称为指令字。

6.每一个基本操作称为一条指令,而解算某一问题的一串指令序列,称为程序。

7.取指周期中从内存读出的信息流是指令流,而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。

8.半导体存储器称为内存,存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存,内存和外存共同用来保存二进制数据。

运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU,它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。

适配器是外围设备与主机联系的桥梁,它的作用相当于一个转换器,使主机和外围设备并行协调地工作。

9.计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。

系统程序用来简化程序设计,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用用途;应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。

10.在早期的计算机中,人们是直接用机器语言来编写程序的,这种程序称为手编程序或目的程序;后来,为了编写程序方便和提高使用效率,人们使用汇编语言来编写程序,称为汇编程序;为了进一步实现程序自动化和便于程序交流,使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机,人们又创造了算法语言,用算法语言编写的程序称为源程序,源程序通过编译系统产生编译程序,也可通过解释系统进行解释执行;随着计算机技术的日益发展,人们又创造出操作系统;随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展,要求大量处理某些数据,建立和检索大量的表格,于是产生了数据库管理系统。

11.从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。

采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术,对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制。

而且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也是很有帮助的。

12.因为任何操作可以由软件来实现,也可以由硬件来实现;任何指令的执行可以由硬件完成,也可以由软件来完成。

实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。

13.计算机应用和应用计算机在概念上是不等价的。

计算机应用是计算机学科与其他学科相结合的交叉学科,是计算机学科的组成成分,分为数值计算和非数值应用两大领域。

应用计算机是借助计算机为实现特定的信息系统的手段。

在计算机系统的层次结构中,应用计算机是多级计算机系统层次结构的最终目标,是高级语言级至上的服务层次。

《第二章》1.3.字长32位浮点数,阶码10位,用移码表示,尾数22位,用补码表示,基为2(1) 最大的数的二进制表示E = 111111111Ms = 0, M = 11…1(全1)表示为: 11…1 011…1 10个 21个即:)21(221129---⨯(2) 最小的二进制数E = 111111111Ms = 1, M = 00…0(全0)(注意:用10….0来表示尾数-1) 表示为: 11…1 100…0 10个 21个即:)1(2129-⨯-(3)规格化范围正最大 E = 11…1, M = 11…1, Ms = 0 10个 21个即:)21(222119---⨯正最小 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个即:12922--⨯负最大 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 1 10个 20个(最接近0的负数)即:)22(221129---+⨯-负最小 E = 11…1, M = 00…0, Ms =1 10个 21个即:5111292)1(2-=-⨯-规格化所表示的范围用集合表示为:[12922--⨯ ,)21(222119---⨯] [5111292)1(2-=-⨯-,)22(221129---+⨯-](3) 最接近于0的正规格化数、负规格化数(由上题可得出)正规格化数 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个12922--⨯Ms Es E 1→E 9 M 20 M 0负规格化数 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 110个 20个)22(221129---+⨯-9.(1) x = 2-011*0.100101, y = 2-010*(-0.011110) [x]浮 = 11101,0.100101 [y]浮 = 11110,-0.011110 Ex-Ey = 11101+00010=11111[x]浮 = 11110,0.010010(1)规格化处理: 1.010010 阶码 11100 x+y= 1.010010*2-4 = 2-4*-0.101110 规格化处理: 0.110000 阶码 11110x-y=2-2*0.110001(2) x = 2-101*(-0.010110), y = 2-100*0.010110 [x]浮= 11011,-0.010110 [y]浮= 11100,0.010110Ex-Ey = 11011+00100 = 11111[x]浮= 11100,1.110101(0) 规格化处理: 0.101100 阶码 11010 x+y= 0.101100*2-6 规格化处理: 1.011111 阶码 11100 x-y=-0.100001*2-410.(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100 Ez = Ex+Ey = 0111 规格化: 26*0.111011(2) Ex = 1110, Mx = 0.011010Ey = 0011, My = 0.111100 Ez = Ex-Ey = 1110+1101 = 1011 [Mx]补 = 00.011010x+y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1) + 1 1. 1 0 0 0 1 0 1 1. 1 1 0 1 0 0 (1) x-y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1) + 0 0. 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 (1)x+y 1 1. 1 1 0 1 0 1 + 0 0. 0 1 0 1 1 0 0 0. 0 0 1 0 1 1x-y 1 1.1 1 0 1 0 1 + 1 1.1 0 1 0 1 0 1 1.0 1 1 1 1 1Mx*My 0. 1 1 0 1* 0.1 0 0 10 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1[My]补 = 00.111100, [-My]补 = 11.000100商 = 0.110110*2-6, 余数=0.101100*2-6 11.4位加法器如上图,1111)()(----⊕+=++=++=i i i i i i i i i i i i i i i i i C B A B A C B A B A C B C A B A C(1)串行进位方式C 1 = G 1+P 1C 0 其中:G 1 = A 1B 1 P1 = A 1⊕B 1(A 1+B 1也对) C 2 = G 2+P 2C 1 G 2 = A 2B 2 P 2 = A 2⊕B 2 C 3 = G 3+P 3C 2 G 3 = A 3B 3 P 3 = A 3⊕B 3 C 4 = G 4+P 4C 3 G 4 = A 4B 4 P 4 = A 4⊕B 4 (2)并行进位方式 C 1 = G 1+P 1C 0C 2 = G 2+P 2G 1+P 2P 1C 0C 3 = G 3+P 3G 2+P 3P 2G 1+P 3P 2P 1C 00 0 0 1 1 0 1 0 +[-My] 1 1 0 0 0 1 0 01 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 +[My] 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0.0 1 1 1 1 0 0 0 0 +[My] 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0.01 0 1 0 1 1 0 0 0 +[-My] 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0.011 0 0 1 1 1 0 0 0 +[-My] 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0.0110 1 1 1 1 1 0 0 0 +[My] 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0.01101 0 1 1 0 1 0 0 0 +[-My] 1 1 0 00 1 0 0 0 0 1 0 1 10 0 0.01101C 4 = G 4+P 4G 3+P 4P 3G 2+P 4P 3P 2G 1+P 4P 3P 2P 1C 0 12.(1)组成最低四位的74181进位输出为:C 4 = C n+4 = G+PC n = G+PC 0, C 0为向第0位进位其中,G = y 3+y 2x 3+y 1x 2x 3+y 0x 1x 2x 3,P = x 0x 1x 2x 3,所以 C 5 = y 4+x 4C 4C 6 = y 5+x 5C 5 = y 5+x 5y 4+x 5x 4C 4 (2)设标准门延迟时间为T ,“与或非”门延迟时间为1.5T ,则进位信号C 0,由最低位传送至C 6需经一个反相器、两级“与或非”门,故产生C 0的最长延迟时间为 T+2*1.5T = 4T(3)最长求和时间应从施加操作数到ALU 算起:第一片74181有3级“与或非”门(产生控制参数x 0, y 0, C n+4),第二、三片74181共2级反相器和2级“与或非”门(进位链),第四片74181求和逻辑(1级与或非门和1级半加器,设其延迟时间为3T ),故总的加法时间为:t 0 = 3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T = 14T13.设余三码编码的两个运算数为X i 和Y i ,第一次用二进制加法求和运算的和数为S i ’,进位为C i+1’,校正后所得的余三码和数为S i ,进位为C i+1,则有: X i = X i3X i2X i1X i0 Y i = Y i3Y i2Y i1Y i0 S i ’ = S i3’S i2’S i1’S i0’FAFAFAFAFA FAFAFAs i3s i2s i1s i0s i3's i2's i1's i0'+3VX i3 Y i3X i2 Y i2X i1 Y i1X i0 Y i0十进校正二进加法Ci+1根据以上分析,可画出余三码编码的十进制加法器单元电路如图所示。

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