计算机组成原理_第四版课后习题问题详解(完整版)
计算机组成原理_第四版课后习题答案(完整版)
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、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。
6．什么是指令？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。
计算机组成原理第四版_科学出版社
∵ －0.5D = －0.100000B，则[－0.5D ]移＝0.100000
∴ 若要X>－0.5，即等价于[X]移> [－0.5D ]移 即0. a6 a5·· 0>0.100000，因此必须是a5··a0不全为0。 ·a · 结论： 如果a7 ＝0， a6··a0取任何值均可； · 如果a7 ＝1 ，必须满足a6 =1 且a5·· 0不全为0。 ·a
2013年8月9日星期五 11
3. 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。（注意此题并没有说是IEEE754标准）
设机器数格式如右： ①最大值（最大正数） 0 1111 1111 即 x = (1-2-23) * 2127 二进制表示： x = (1-0.0000 0000 0000 0000 0000 001) * 2111 1111
2013年8月9日星期五 21
7、用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别 计算x×y。
x＝－11111 y＝－11011
输入数据的补码：
[x]补＝ 1 00001 算前求补器输出 |x|= 11111 乘法阵列： |x| ×|y| ＝ 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 即x×y=0 1101000101
设位数阶码均使用双符号位的补码表示 [x]浮＝ 11 101，00.100101 [y]浮＝ 11 110，11.100010
1)求阶差并对阶
△E＝Ex－Ey＝[Ex]补＋[－Ey]补＝11 101 ＋00 010＝11 111 修改后的x表示为：
计算机组成原理第四版张基温课后答案共67页文档
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
计算机组成原理第四版张基温课后答案
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
计算机组成原理第四版课后答案 白中英
1. 设[X]补= a7.a6a5…a0 , 其中ai取0或1，若要x＞－0.5,求a0，a1，a2，…，a6 的取值。
解：（1）若a0=0，则x>0，也满足x>-0.5，此时a1至a6可任意（2）若a0=1，则x<=0，要满足x>-0.5，需a1=1即a0=1，a1=1，a2至a6有一个不为02. 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. 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 10010100004.将下列十进制数表示成IEEE754标准的32为浮点规格化数。
（1） 27/64（2） -27/64解：E=-2+127=125=01111101 S=0M=1011 0000 0000 0000 0000 000最后为：0 01111101 1011 0000 0000 0000 0000 000E=-2+127=125=0111 1101 S=1M=1011 0000 0000 0000 0000 000最后为：1 01111101 1011 0000 0000 0000 0000 0005. 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=-0.000016. 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。
《计算机组成原理》课后习题问题详解
《计算机组成原理》课后习题问题详解第1章计算机组成原理考试⼤纲第⼀章计算机体系结构和计算机组成冯。
诺伊曼体系的特点Amdahl定律第⼆章数制和数制转换各种码制的表⽰和转换浮点数的表⽰补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习：5，6，7，8，101、已知X=19，Y=35，⽤布思算法计算X×Y和X×(-Y)。
2、使⽤IEEE 754标准格式表⽰下列浮点数：-5，-1.5，1/16，-6，384，-1/32。
3、已知X=-0.1000101×2-111，Y=0.0001010×2-100。
试计算X+Y，X-Y，X×Y和X/Y。
4、某浮点数字长12位，其中阶符1位，阶码数值3位，尾符1位，尾数数值7位，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？5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。
第三章练习：5解释下列概念：PROM，EPROM，E2PROM，Flash memory，FPGA，SRAM和DRAM。
第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信⽅式的种类总线的最⼤传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习：4，5，71．⼀个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少?⽤下列存储芯⽚时，各需要多少⽚?1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×l位，4K×8位，8K×8位2．现有1024×l的存储芯⽚，若⽤它组成容量为16K×8的存储器。
(1)实现该存储器所需的芯⽚数量?(2)若将这些芯⽚分装在若⼲块板上，每块板的容量为4K×8，该存储器所需的地址线总数是多少?⼏位⽤于选⽚?⼏位⽤作⽚内地址?(3)画出各芯⽚的连接逻辑图。
计算机组成原理课后习题答案(白中英第四版).
第一章1．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。
2．冯诺依曼型计算机主要设计思想是：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3．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。
4．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。
5．指令和数据的区分：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。
6．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。
7．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。
8．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。
9．计算机的性能指标：吞吐量、响应时间、利用率、处理机字长、总线宽度、存储器容量、存储器带宽、主频/时钟周期、CPU执行时间、CPI、MIPS、MFLOPS.第二章2．[x]补 = a0. a1a2…a6解法一、（1）若a0 = 0, 则x > 0, 也满足x > -0.5此时a1→a6可任意（2）若a0= 1, 则x <= 0, 要满足x > -0.5, 需a1=1即a 0 = 1, a 1 = 1, a 2→a 6有一个不为0解法二、-0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 100000（1） 若x >= 0, 则a0 = 0, a 1→a 6任意即可[x]补 = x = a 0. a 1a 2…a 6（2）若x < 0, 则x > -0.5只需-x < 0.5, -x > 0[x]补 = -x, [0.5]补 = 01000000即[-x]补 < 01000000 即a 0a 1 = 11, a 2→a 6不全为0或至少有一个为1（但不是“其余取0”）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...1 100 010个 21个即：)1(2129-⨯-（3） 规格化范围正最大 E = 11…1， M = 11…1， Ms = 010个 21个即：)21(222119---⨯正最小 E = 00…0， M = 100…0， Ms = 010个 20个即：12922--⨯ 负最大 E = 00…0， M = 011…1， Ms = 110个 20个（最接近0的负数）即：)22(221129---+⨯- 负最小 E = 11…1， M = 00…0， Ms =110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---+⨯-] （4） 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 = 010个 20个12922--⨯ 负规格化数 E = 00…0， M = 011…1， Ms = 110个 20个)22(221129---+⨯-4（1）1211011.0011011.06427-⨯==阶补码： 1 11尾数补码： 0 1101 1000机器数： 1110 1101 1000（2） 12110110.0011011.06427-⨯-=-=-阶补码： 1 11尾数补码： 1 0010 1000 机器数： 1110 0010 10005．（1）x+y = 0.11110无溢出x+y = 0.00110无溢出（3）x = -0.10110x+y = -0.10111无溢出6．（1）x = 0.11011溢出（2）x = 0.10111x-y = -0.00100无溢出（3）x = 0.11011溢出7．（1）原码阵列x = 0.11011, y = -0.11111符号位: x0⊕y0 = 0⊕1 = 1原原[x*y]原= 1，11 0100 0101直接补码阵列[x*y]补= 1,00101,11011（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列[x]补= 0 11011, [y]补= 1 00001乘积符号位单独运算0⊕1＝1尾数部分算前求补输出│X│＝11011，│y│＝11111X×Y＝-0.1101000101(2) 原码阵列x = -0.11111, y = -0.11011符号位: x0⊕y0 = 1⊕1 = 0[x]补 = 11111, [y]补 = 11011[x*y]补 = 0,11010,00101直接补码阵列[x]补= (1)00001, [y]补= (1)00101[x*y]补= 0,11010,00101（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列[x]补= 1 00001, [y]补= 1 00101乘积符号位单独运算1⊕1＝0尾数部分算前求补输出│X│＝11111，│y│＝11011X×Y＝0.11010001018．(1) 符号位Sf = 0⊕1 = 1去掉符号位后：[y’]补 = 00.11111[-y’]补 = 11.00001[x’]补 = 00.1100052*00111.0,11000.0--=-=余数yx (2) 符号位 Sf = 1⊕0 = 1去掉符号位后：[y ’]补 = 00.11001[-y ’]补 = 11.00111[x ’]补 = 00.010119．(1) 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规格化处理: 0.101100 阶码 11010-6规格化处理: 1.011111 阶码11100x-y=-0.100001*2-410．(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100(2)Ey = 0011, My = 0.111100Ez = Ex-Ey = 1110+1101 = 1011[Mx]补= 00.011010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 2C 3 = G 3+P 3C 2 G 3 = A 3B 3 P 3 = A 3⊕B 3C 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 0C 4 = G 4+P 4G 3+P 4P 3G 2+P 4P 3P 2G 1+P 4P 3P 2P 1C 012．(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 = 14T 第三章1. (1)字节M 4832*220= (2)片84*28*51232*1024==K K (3)1位地址作芯片选择2. (1)个模块64264*264*262026==(2)1616*2*264*281020= 每个模块要16个DRAM 芯片 (3)64*16 = 1024块由高位地址选模块3. (1)根据题意，存储总容量为64KB ，故地址总线需16位。
计算机组成原理第四版张基温课后答案
（2）记忆功能。计算机应能够“记住”原 始数据和解题步骤以及解题过程中的一些 中间结果。
（3）计算功能。计算机应能进行一些最基 本的运算，组成人们所需要的一切计算。
（4）判断功能。计算机在进行一步操作后， 应能从预先无法确定的几种方案中选择 一种操作方案。
（5）自我控制能力。计算机应能保证程序 执行的正确性和各部件之间的协调性。
则CRC码为1010110010001111111111111000
1.23 按照诺伊曼原理，现代计算机应具备 哪些功能？
答：按照Neumann提出原理，计算机必须 具有如下功能： （1）输入输出功能。计算机必须有能力把 原始数据和解题步骤接收下来（输入）， 把计算结果和计算过程中出现的情况告诉 （输出）给使用者。
答：存储器层次结构可以提高计算机存储系统 的性能价格比，即在速度方面接近最高级的存 储器，在容量和价格方面接近最低级的存储器。 实现存储器层次结构的先决条件是程序局部性， 即存储器访问的局部性是实现存储器层次结构 的基础。其度量方法主要是存储系统的命中率， 由高级存储器向低级存储器访问数据时，能够 得到数据的概率。
ABC CB A ABC C B A ABC ABC
得证。
AB AC BC C 1
证明： 左边 AB AC BC C BC） （
AB AC BC C BC） （ =AB AC B C AB B）（AC C） （ =A B A C 1 B C 1 右边
Ef E S M
1.18 画出函数的真值表：f ( A, B, C) A B BC
A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1
计算机组成原理课后习题答案解析
计算机组成原理课后习题答案解析作业解答第一章作业解答1.1 基本的软件系统包括哪些内容？答：基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。
系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。
包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。
1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？答：计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。
输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。
输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。
存储器的主要功能是存储信息，用于存放程序和数据。
运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。
控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。
1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答：冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。
2) 采用二进制形式表示数据和指令。
3) 采用存储程序方式。
存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。
在解题过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。
1.4 早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。
随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。
同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。
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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、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。
6．什么是指令？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。
8．什么是存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。
解：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存储器，简称存。
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？（略）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。
（略）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 0111111111111111111111～01111111111000000000000000000000（4）0000000000 0000000000000000000001～0000000000 11111111111111111111114. 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 10010100005. 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=+1.0111B7. 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= -0.11010001018．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----------------------余数为负 1.11001 →q0=0左移 1.10010+[|y|]补0.11111----------------------余数为正0.10001 →q1=1左移 1.00010+[-|y|]补 1.00001----------------------余数为正0.00011 →q2=1左移 0.00110+[-|y|]补 1.00001----------------------余数为负 1.00111 →q3=0左移 0.01110+[|y|]补0.11111----------------------余数为负 1.01101 →q4=0左移 0.11010+[|y|]补0.11111----------------------余数为负 1.11001 →q5=0+[|y|]补0.11111----------------------余数 0.11000故[x÷y]原=1.11000 即x÷y= -0.11000B余数为0.11000B×9. 设阶为5位(包括2位阶符), 尾数为8位(包括2位数符), 阶码、尾数均用补码表示, 完成下列取值的[X+Y]，[X-Y]运算：（1）X=×0.100101Y=×(-0.011110)（2）X=×（-0.010110）Y=×(0.010110)解：（1）将y规格化得：y=×(-0.111100)[x]浮=1101，00.100101 [y]浮=1101，11.000100 [-y]浮=1101，00.111100① 对阶[ΔE]补=[Ex]补+[-Ey]补=1101+0011=0000∴ Ex=Ey② 尾数相加相加相减00.100101 00.100101+ 11.000100 + 00.111100------------ --------------11.101001 01.100001[x+y]浮=1101,11.101001 左规 [x+y]浮=1100,11.010010∴ x+y=×(-0.101110) [x-y]浮=1101,01.100001 右规 [x-y]浮=1110,00.1100001舍入处理得 [x-y]浮=1110,00.110001∴ x-y=×0.110001（2） [x]浮=1011，11.101010 [y]浮=1100，00.010110 [-y]浮=1100，11.101010① 对阶[ΔE]补=[Ex]补+[-Ey]补=1011+0100=1111∴ △E= -1 [x]浮=1100，11.110101(0)② 尾数相加相加相减11.110101(0) 11.110101(0)+ 00.010110 + 11.101010-------------- ------------------00.001011(0) 11.011111(0)[x+y]浮=1100,00.001011(0) 左规 [x+y]浮=1010,00.1011000∴ x+y=×0.1011B[x-y]浮=1100,11.011111(0)∴ x-y=×（-0.100001B）13. 某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1 ，低位来的信号为C0 ，请分别按下述两种方式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。