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计算机组成原理(第2版)罗克露 电子工业出版社 课后答案 评分:

计算机组成原理(第2版)罗克露 电子工业出版社 课后答案
码只有0、两种状态,而多位二进制代码的组合则有多种状念,可以表示多个信息。例如三 位二进制代码8种状态,可以衣示8个数据,或者8个命令,或者8种颜色答。然后,从 物閂实现的角度,将数字代码表示为数字信号(电平或脉冲),才能被计算机直接处理,这是 信息表示数字化的第层含义。 了解信恩数字化表示的含义,并善于用约定的数字代码表示各种需要描述的信息,这是 理解汁算机工作原理的一个基本出发点,也是从事计算机技术工作的重要前提。 3.存储程序工作方式 要让计算机自动、连续地工作,航要告诉计算机做什么和怎样做,这是通过存储程序 工作方式来实现的。存储程序工作方式包含三个要点:根据求解的问题事先编制程序,将编 好的程序先存入计算机中,计算机自动、连续地读取并执行程序。这里需要注意的是,用程 序设计话言编写的源程序在被送入计算机后,仅仅被转换成了一进制代码形式,还不能被计 算机识别和执行,需要再纤过编译或解释,转换为按专门指令格式组成的指令序列即月标程 序,并存放在存储器中,A能被计算机读取和执行 1.3习题解答与解题思路 1.名词术语。 数字计算机:种能存储裎序,能自动、连续地对各种数字化信息进行处理的快速工具 硬件:指绀成计算机系统的设备实体,如CPU、午储器、ⅣO设备等。 软件:泛指各类稈序、文档等。 CPU:即中央处理器,是由运算器和控制器组成的计算机硬件系统的核心部件。 主存储器:位丁主机内部,用来存放CPU需要使用的程序和数据的部件。 外存储器:位于主机外部,用来存放大量的需要联机保午、但CPU暂不使用的程序和数 据作部件。 外部设备:位于主机之外,与主机进行信息交换的输入设备或输出设备 信息的数字化表示:包含了两层含义,即用数字代码表示各种信息,用数字信号(电平、 脉冲)表示数字代码。 存储程序工作方式:事先编制程序,事先存储程序,自动、连续地执行稈序。 模拟信号:在时间上连续变化的电信号,用信号的某些参数模拟信息。 数字信号:在时间土或空间上断续变化的电信号,依靠彼此离散的多位信号的组合表示 信 脉冲信号:在时间上离散的电信号,利用脉冲的有无表示不同的状态 电平信号:在空间上离散的电信号,利用信号电平的高低表示不同的状态。 系统软件:为保证计算机系统能够良好运行而设置的基础软件 应用软件:用户在各自的应用领域中为解决各类问题而编写的软件 操作系统:负责管理和控制计算杋系统的硬件资源、软件资源与运行的核心软件,为用 户提供软件的开发环境和运行环境。 语言处理程序:将源程序转换为目标程序的一类系统软件,包括各种解释程序、编译程 序、汁编程序。 物理机:指能够执行机器语言程厅的实际的让算机 虚拟机:指通过配置软件,扩充机器功能后所形成的计算机 总线:一组能为多个部件分时共享的公共的信息传送线路 数据通路宽度:指数据总线次能并行传送的数据位数 数据传输率:指数据总线每秒钟传送的数据量。 接口:泛指两个部件的交接部分 通道:能够执行专用的通道指令,川来管理IO操作的探制部件。 字节:8位二进绱代码称为一个字节 字长:一般指参加一次定点运算的操作数的位数 2.数字计算机的主要特点是什么? 【答】从信息的表不方法和计算欢的作方式米说明它的主要特点:熊自动、连续地 执行程序,运算速度快、运算精度高,存储能力强,通用性好 3.计算机有赚些主要性能指标? 【答】主要从计算机的运算能力、存储能力、传送能力、处理能力等几方面考虑。 主要性能指标包括基本字长、运算速度、存储容量(主存容量和外存容量)、数据传输 率、外设配置和软件配置等 4.冯·诺依曼思想包含哪些要点? 【答】冯·诺依曼思想奠定了现代计算机的某本结构思想,它很好地解次了信息如何 表小才能被计算机识别和计算机采用何种I作方式才能自动地对信息进行处理等基本问题 它包含三个要点 采用,进制代码表示信息,以便计算机识别 采用存储程多丁作方式,才能使计算机自动地对信息进行处理 由存储器、运算器、控制器、输入/输诎设备等功能部件组成计算机硬件系统。 5.信息的数字化表示包含哪两层含义? 【答】信息的数字化衣示不仅要考虑在计算机中如何表示各种原始信总,还要考虑在 物理机饿上怎样实现。所以,第一层含义是指用数字代码表小各种信息,第二层含义是指用 数了信号表示数字代码。 6.用数字信号表示代码有什么优点? 【答】每位数字信号只有两种可能的状态,因而可从物母实现、订靠性、数值范闱与 精度、信类刑、信息处理等方面说明 在物理上容易实跳信息的表示利存储 ·抗十抄能力强,可靠性高。 数值的表示范围大,表小精度高 能表示广泛的信息类型。 能用数字逻辑技术处坪信息 7.编译方式和解释方式对源程序的处理有什么区别? 【答】在编译方式中,计算机执行编译程序,将源程序全部转换为日标程序,然后由 计算机单独执行H标程序,即先翻译后执行。 在解释方式中,计算机执行解释程序,海源程序逐段转换为对应的日标程序段,每转换 段复执行该段H标程序,直到整个源程序被解释、执行完,即边翻译边执行 8.为什么要对计算机系统进行层次划分? 【答】计算机系统是由硬件、软件组成的复杂系统,进行层次划分,有助于根据不同 需要,从不同层次去分析、构造、调试、维护知扩充计算机系统 9.软件系统一般包含哪些部分?试列出你所熟悉的几种系统软件。 【答】前而几道题都是涉及基本概念的题,从这道题开始,则是与实际应用有关 软件系统一股包含系统软件和应用软件两部分。所熟悉的系统敦件叮根捱实际情况列 出,如操作系统( Windows,Liux……),C编译程序,数据库管理系统( SQL Server, Sybase……)等 10.以你所熟悉的种计算机系统为例,列举出该系统所用的CPU型号、时钟频率、字 长、主存容量、外存容量、所连接IO设备的名称等。 【答】例如使川奔腾芯片的计算机系统,CPU为 Pentium-200,时铀频率为200Hz, 字长为32位,主存容量为256MB,硬盘容量为40GB,I/O设备包括键盘、鼠标、显示器 打卬机等 1l什么是控制流驱动?什么是数据流驱动? 【答】传统的冯·诺依曼计算机釆用控制流(指令流)驱动方式,即按指令序列依次 读取指令,根据指令所包含的控制信息对数据进行处理,在程序执行过程中始终由指令流驱 动计算机工作 数据流驱动方式是对传统冯·诺依曼计算机工作方式的根不改变,即只要数据准备好, 有关指令就可并行执行,如数据流计算机 12.你曾在计算机的机器指令级、操作系统级、汇编语言级或高级语言级上做过工作或练 习吗?或调用过该级的功能吗?举出所做的工作或所调用的功能名 【答】按实际情回答,比姒用汇编话言或高级语言编写过程序等 第2章计算机中的信息表示 2.1本章知识要点 今进位计数制概念,二进制、八进制、十六进制数之问的转换。 ◇机器数的概念,原码、补码、真值之间的转挨 定点数与浮点数的表示范围 ◇字符编码与汉字编码。 ◇指令操作码的扩展与地址结构约简化。 ◇常见寻址方式的含义、特点与应用 各类指令的特点和设置方法 22重点和难点解析 本章的重点和难点主要有进制的转换、码制的转换、浮点数的表小范围、指令地址结构 的简化}法、变址寻址与基址寻址的原理、IO指令的功能扩展和设置方法等 二进制、八进制、十六进制数之间的转换 (1)二进制数转为八进制数 方法:找到小数点位置,向左每三位组(高位不够补0),每组用一位八进制数码表示, 则获得八进制数的整数部分;从小数点位置向右每位一组(低位不够补0),每组用一位八 进制数码表示,则获得八进制的小数部分,两部分合起来则是该二进制数的八进制表不 例如,(1010011.10110)2=(263.54 (2)八进制數转为二进制數 方法:将每位八进制数码均用难应的三位二进制数表示,若最高位(或最低位)是0(包 括与它相邻的0)可省去 例如,(34.76)。=(1011101 〔3)二进制数与十六进制数之间的转换 方法:同二进制数与八进制数的转换方法类似,不同之处是,二进制数按每四位一组进 行分组,每组用个十六进制数码表示,则获得十六进制的数:将十六进制数的每个数码用 相应的四位二进制数表示,则得到该数的二进制表示。 例如,(10101101011.1012=(56BEA1 (4)八进制数与十六进制数之间的转换 方法:先将八进制(或十六进制)数转换为二进制数,然后再出二进制数转换为十六进 制(或八进制)数。 例如,(46)=(110112=(3CC 5· (5)将2为分母的分数转换为二进制数 例如, (-5×2)o=(-101×(10)")2=(-000 2.原码与补码的转换方法 (1)正数的补码与原码的形式相同 例如,若X=01011:则xn=0.10l (2)负数的原码与补码的转换方法 方法-:符号位不变,其余各位变反,不位再加!。 例如,若X=11011,求X4=2 符号位不变其余各位变反 100 末位加! 又如,若X#=1.0101,求X原=? A和1.001 符号位不变其余各位变反 01日 1来位加1 原 方法二:符号位不变,尾数部分自低位问高位(看),遇到第一个1及其以前的各位0 都保持不变,以后的各高位按位变反。例姒 X·L.111 不亻按位不 变 变反 变 大补=1.010 3.原码、补码、反码的衰示范围和特殊值的机器数表示 (1)表示范围 若真值X为n位,机器数为n+1位(含1位符号),则 ·定点小数的原码和反码表示范围是-1<x<1或-(1-2)~(1-2)。 ·定点小数的补码表示范围是-1≤x<1戌-1~(1-2) ·定点整数的原码和反码表示范围是-2<x<22或-(22-1)~(2”-1) 定点整数的补码和移码表示范围是-2≤x<2或-22~(2-1)。 注意:①上述结论来源于原码、补码、反码表示的定义式。 )负数补码表示比原码表示多一种组合,即:为定点小数时,补码可表示-1;为定点 整数时,补码可表示-2"。原码则不能表小。这一结论来源于负数补码和负数原码表示的定 义式,在两者的定义式中,数值的取值范围略有不同。 ③定点小数时,-1的补码不能按前面讲的方法转换为原码;定点整数时,-2"的补码 也不能校前面讲的方法转换为原码。其原因是,在定点小数时,原码不能表示-1;在定点整 数时,原码不能表示-2"。其根本原因是补码和原码表示的定义式(包括取位范围)不样 (2)数值0的机器数表示 按照原码、补码、反码表示的定义式,在原码和反码表示的定义式中,真值x在正值域 和负值城中都可以为0,故将0代入定义式中,会得到两个原码(或反码);而在码表示的 定义式中,真值x在正值域中可以为0,而在负值域中不能为0,故0的补码只有一个。以定 点小数为例,数值0的原码、反码和补码表示如下: +0 0.00 原 0 1.0000 0=0.00….00 [0]=111t 000…00 整数0的补码和移码为:[0]+=00.0,[0]秒=100.0。 4.定点数和浮点数表示 (1)定点数表示 在计算机中,小数点位置固定的数叫做定点数。通常采用一种类型的定点数:无符号定 点整数,带符号定点小数和带符号定点整数。 例如,若某机字长8位,含1位数符,采用原码表示,则定点小数所能表示的非零最小 止数、最大止数、绝对值最小负数和绝对值最大鱼数各为多少?该定点小数表示范围是多人 【解】非零最小正数为000001,即2,其原码为0000001a 最大正数为011即1-2,其原码为01110 绝对值最小负数为-001.即-27,其原码为,0001 绝对值最大负数为-0l1即-(1-2-),其原码为111 该定点小数表示范围是-(1-2)~(1-2) 又如,某机字长8位,含1位数符,采用原码表示,则定点整数所能表示的非零最小正 数、最大正数、绝对值最小负数和绝对值最大负数各为多少?该定点整数表示范围是多大? 【解】卡专最小正数为1,其原码为00001 最大止数为11192-1,其原码为011 绝对值最小负数为-1,其原码为10001 绝对值最大负数为-11141(2-1),其原码为1lf 该定点整数表示范围是-(2-1)~(2-1) 再如,某机字长32位,含1位数符,采用补码表小,则定点小数所能表示的非零最小 正数、最大正数、绝对值最小负数和绝对值最大负数各为多少?该定点小数表示范围是多大? 【解】非零最小正数为000…001(小数点后30个0),即231 其补码表示为0.0…001(小数点后30个0) 最大正数为011…1(小数点后3个1),即1-231。 其补码表示为011…11(小数点后31个1)。 绝对值最小负数为-000…01(小数点后30个0),即-23。 其补码表示为1.11…11(小数点后31个1) 绝对值最大鱼数为-1,其补码衣示为1.0…0(小数点后31个0) 该定点小数表示范围是-1~(1-231 再如,某机字长32位,含1位数符,采用补码表示,则定点整数所能表示的非零最小 正数、最大正数、绝对值最小负数和绝对值最大负数各为多少?该定点整数表示范围是多大? 【解】非零最小正数为1,其补码表示为000…0001(在数字1之前共31个0)。 最大正数为111…11(共31个1),即23-1,其补码表示为011…11l(共31个1) 绝对值最小负数为-1,其补码表示为11…11(共32个1) 绝对值最大负数为-21,其补码表小为100…00(共31个0。 该定点整数表小范用是:-21~(21-1) (2)浮点数表示 ①)浮点数表示的般格式如图21所示。 与“MA…「A 阶符 阶码矿 数符 培数 图2.]浮点数的表示 浮点数N的真值为:N=±R2·M 式中,E和M分别是浮点数阶犸E和尾数M的真值;R是阶码的底,其值与尾数M的 基数柞同,是隐含约定的。 ②引入规格化尾数的目的是什么?规格化尾数的含义和特征是什么? 在浮点数表小中,为了充分利用尾数部分的有效位数,使精度尽可能地高,一般都对尾 数采取规格化约定,这样的尾数称为规格化尾数,相应的浮点数是规格化浮点数。 在R=2(即阶码以2为底或尾数采用二进制表示)的情况卜,规格化尾数的含义是足数 M满足下述条件: 2s|,即尾数的北件M4=+1M,M,…M,…M.(M为0成1) 个浮点数的尾数是否是规格化表示呢?我们可以根据规格化尾数的满足条件提取出 规格化尾数的特征来进行判别 尾数是正数或真值,规格化尾数的特征是M1=1 尾数是负数且原码表示,规格化尾数特征是M=1 ●尾数是负数且补码表示,规格化尾数的特征是M=0(M真=-是个例外,M 则M=Mn=1100…0,是规格化尾数) 作为练习,现假设浮点数的R=2,其尾数如下,判别哪些是规格化尾数。 A+=10110001 B+=1.100000 Ck=1.10000 D=10110011 Ep=0011l F=000000 G=0001011(双符号位)H1=l1.0100(双符号位)4=11.110101(双符号位 J=0.101011(双符号位)K4=11101011(双符号位)L=1010100<双符号位 根据规格化尾数的特征可判别出A、B、C、F补、H补、fm和J是规格化尾数。相 应地,A、B原、C补、F、H、I和/#也是规格化尾数 ③若浮点数字长12位,其格式如图21所示。其中,阶码含“位阶符共4位,以2为 底,补码表示;尾数含一位数符共8位,补码表示,规格化。则浮点数所能表示的非零最小 正数、最人正数、绝对值最小负数和绝对值最大鱼数各为多少?求该浮点表示范闱。 【解】本例的规格化尾数形式为: 匚阶码0:|」M」…妨」王数 阶码 M负数(补码 要使浮点数为非零最小正数,则尾数应该是非零最小正数,且是规格化尾数,故为 0.100000(即21);阶码应该是绝对值最大负数1000(即-23)。于是该浮点数格式所能表 示的非零最小正数为: 1000 0100000 2×0.1=28×2“=2 要使浮点数为最大正数,则尾数应该是最大正数01111p1-21):阶码应该是正 数且为最大正数0111(即7)。于是,该浮点数格式所能表示的最人正数为 011111 27×(1-2)=27-1 要使浮点数为绝对值最小负数,则尾数应该是绝对值最小负数,且是规格化尾数,故为 0.10000(即-21),其补码表示为1100000阶码应该是绝对值最大负数1000(即-23)。 于是,该浮点数格式所能表示的绝对值最小负数为: 1000 l1000000 (2×2)=-(23×2-)=-24 要使浮点数为绝对值最大负数,则尾数应该是绝对值最大负数即-1,其补吗表示为 1000000阶码应该是正数且为最大正数0111(即7)。于是,该浮点数格式所能表示的绝对 值最大负数为: ojI -(2×1)=

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rrrrrr1 很好,有用,考试靠它了
2017-06-12
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u013385554 虽然我们是第三版,但是也差不多了,不奢求太多
2015-11-08
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jamescz 内容很详尽,是你备考复习的好选择
2015-07-12
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u012628297 很好用,有帮助
2015-03-04
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u012582832 感觉很好,很全面,有助与理解课后习题
2015-02-03
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