中央电大这计算机组成原理A形考作业及答案.pdf
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2021-12-26
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1．机器数 补码 中，零的表示形式是唯一的。
2．某计算机字长 16 位，采用补码定点小数表示，符号位为 1 位，数值位为 15 位，则可表示的最大正小数为 +(1-2
-15
)，最小负小数为 -1。
3．加法器采用并行进位的目的是 快速传递进位 信号。
4．组成一个运算器需要多个部件，但下面所列 地址寄存器 不是组成运算器的部件。
1．ASCII 编码是一种汉字字符编码； ×
2．一般采用补码运算的二进制减法器，来实现定点二进制数加减法的运算； ×
3．在浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值精度越高； ×
4．只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。 ×
1．简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。
答：奇偶校验码原理：通常是为一个字节补充一个二进制位，称为校验位，通过设置校验位的值为 0 或 1 的方式，使字节自身的 8 位和
该校验位含有 1 值的位数一定为奇数或偶数。在接收方，检查接收到的码字是否还满足取值为 1 的总的位数的奇偶关系，来决定数据是
否出错。
海明校验码原理：是在 k 个数据位之外加上 r 个校验位，从而形成一个 k+r 位的新的码字，使新的码字的码距比较均匀地拉大。把数据
的每一个二进制位分配在几个不同的偶校验位的组合中，当某一位出现错误，就会引起相关的几个校验位的值发生变化，这不但可以发
现错误，还可以指出哪一位出错，为进一步纠错提供了依据。
2．简述教材中给出的 MIPS 计算机的运算器部件的功能和组成。
答：MIPS 计算机运算器部件功能和组成： 运算器的首要功能是完成对数据的算术和逻辑运算 , 由其内部的一个被称之为算术与逻辑运算
部件 (英文缩写为 ALU) 承担；运算器的第二项功能，是暂存将参加运算的数据和中间结果 , 由其内部的一组寄存器承担；为了用硬件线
路完成乘除指令运算 , 运算器内一般还有一个能自行左右移位的专用寄存器 , 通称乘商寄存器。 这些部件通过几组多路选通器电路实现相
互连接和数据传送； 运算器要与计算机其它几个功能部件连接在一起协同运行 , 还必须有接受外部数据输入和送出运算结果的逻辑电路。
3．浮点运算器由哪几部分组成？
答：处理浮点数指数部分的部件、处理尾数的部件、加速移位操作的移位寄存器线路以及寄存器堆等组成。
4．假定 X = 0.0110011*2
11
， Y = 0.1101101*2
-10
（此处的数均为二进制） ，在不使用隐藏位的情况下，回答下列问题：
（1）浮点数阶码用 4 位移码、尾数用 8 位原码表示（含符号位） ，写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的（正数和负数）数值；
解答：绝对值最大： 1 111 0 1111111、1 111 1 1111111；
绝对值最小： 0 001 0 0000000、0 001 1 0000000
（2）写出 X 、Y 的浮点数表示。
[X]
浮 ＝1 011 0 0110011 [Y] 浮 ＝0 110 0 1101101
（3）计算 X+Y
A ：求阶差： |△E|=|1011-0110|=0101
B：对阶： Y 变为 1 011 0 00000 1101101
C：尾数相加： 00 0110011 00000+ 00 00000 1101101=00 0110110 01101
D：规格化：左规：尾数为 0 1101100 1101，阶码为 1010
F：舍入处理：采用 0 舍 1 入法处理，则有 00 1101100+1=00 1101101
E：不溢出
所以， X+Y 最终浮点数格式的结果： 1 010 0 1101101，即 0.1101101*2
10
1．将十六进制数据 14.4CH 表示成二进制数，然后表示成八进制数和十进制数。
14.4CH=(10100.01001100) 2=(14.23)8=(20.21875)10
2．对下列十进制数表示成 8 位（含一位符号位）二进制数原码和补码编码。
（1）17； [X] 原 ＝00010001， [X] 补＝00010001
（2）-17； [X] 原 ＝10010001， [X] 补 ＝ 11101111
3．已知下列各 [x]
原
，分别求它们的 [x]
反
和[x]
补
。
（1）[x]
原
＝ 0.10100；[x]
反
＝010100，[x]
补
＝010100
（2）[x] 原＝ 1.00111；[x] 反＝111000，[x] 补 ＝111001
（3）[x] 原＝ 010100；[x] 反＝010100，[x] 补 ＝010100
（4）[x]
原
＝ 110100；[x]
反
＝101011，[x]
补
＝101100
4．写出 X ＝10111101，Y＝－ 00101011 的双符号位原码、反码、补码表示，并用双符号补码计算两个数的差。
[X]
原 ＝00 10111101, [X] 反 ＝00 10111101, [X] 补 ＝00 10111101
[Y]
原 ＝11 00101011, [Y] 反 ＝11 11010100, [Y] 补 ＝11 11010101
[X]
补
+[Y]
补
＝ 00 10010010
1．计算机硬件能直接识别和运行的只能是 机器语言 程序。
2．指令中用到的数据可以来自 通用寄存器、输入输出接口、内存单元 。
3．汇编语言要经过 _汇编程序 _的翻译才能在计算机中执行。
4．在设计指令操作码时要做到 _能区别一套指令系统中的所有指令、能表明操作数的地址、长度适当规范统一 。
5．控制器的功能是 向计算机各部件提供控制信号 。
6．从资源利用率和性能价格比考虑，指令流水线方案 _最好 _，多指令周期方案 次之 ，单指令周期方案 最不可取 。
1．变址寻址需要在指令中提供一个寄存器编号和一个数值。 √
2．计算机的指令越多，功能越强越好。 ×
3．程序计数器 PC 主要用于解决指令的执行次序。 √
4．微程序控制器的运行速度一般要比硬连线控制器更快。 ×
1．一条指令通常由哪两个部分组成？指令的操作码一般有哪几种组织方式？各自应用在什么场合？各自的优缺点是什么？
答：一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成。
指令的操作码一般有定长的操作码、变长的操作码两种组织方式。
定长操作码的组织方式应用在当前多数的计算机中；变长的操作码组织方式一般用在小型及以上的计算机当中。
定长操作码的组织方式对于简化计算机硬件设计，提高指令译码和识别速度有利。
变长的操作码组织方式可以在比较短的指令字中，既能表示出比较多的指令条数，又能尽量满足给出相应的操作数地址的要求。
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