计算机组成与结构第四版课后答案

《计算机组成与结构第四版课后答案》是王爱英教授根据“十一五”规划教材编写的详尽解析，旨在帮助学生深入理解计算机系统的基本原理和构造方式。本书围绕计算机的逻辑部件、算术运算等核心概念展开，通过具体实例和习题解答，引导读者掌握计算机系统的内部工作机理。 ### 计算机的逻辑部件 在计算机系统中，逻辑部件是处理数据和执行指令的关键部分。其中，全加器和与门、或门是构建复杂电路的基础单元。例如，在设计8421码（BCD码）的十进制加法器单元电路时，需要利用这些基本逻辑门来实现。BCD码是一种将十进制数转换为四位二进制数的编码方式，范围为0000到1001，而标准二进制数的范围则是0000到1111。当使用BCD码进行加法操作时，如果结果超出9的范围，或者二进制加法产生进位，则需要对结果进行修正，以确保最终输出的是正确的十进制值。 ### 计算机的算术运算 #### 二进制数表示法 在计算机科学中，二进制数的补码表示法被广泛应用于表示正负数。对于正数，其补码表示与原码相同；而对于负数，则需要通过求取补码来表示。例如，512的32位二进制2的补码表示为00000000000000000000001000000000，而-1023的32位二进制2的补码表示则为11111111111111111111110000000001。这种表示方法不仅简化了算术运算，还避免了正零和负零的区别问题。 #### 十六进制数表示法 十六进制数是另一种常用的数制表示方式，主要用于简化二进制数的书写和阅读。每个十六进制数字可以表示四位二进制数，范围从0到F（对应于二进制的0000到1111）。例如，二进制数11001010111111101111101011001110转换为十六进制表示为CAFEFACE，这种表示方法在编程和硬件设计中十分常见。 #### 浮点数表示法 除了整数和十六进制数外，计算机还需要处理浮点数。浮点数通常采用IEEE 754标准，分为单精度和双精度两种格式。单精度浮点数由一个符号位、8位指数和23位尾数构成，用于表示实数。例如，二进制位串10001111111011111100000000000000如果表示为单精度浮点数，其实际值需按照IEEE 754标准解析，涉及指数偏移量和隐含位的处理，以确定其对应的十进制数值。 《计算机组成与结构第四版课后答案》通过一系列具体的习题解析，深入浅出地介绍了计算机系统中的关键概念和技术，如逻辑部件的设计、二进制和十六进制数的表示与转换、以及浮点数的表示法等。这对于初学者理解和掌握计算机系统的底层运作机制具有重要的指导意义。