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白中英计算机组成原理课后习题答案.pdf
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计算机组成原理课后习题答案(第三版)白中英
1
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. ( 略 )
计算机组成原理课后习题答案(第三版)白中英
2
第二章
1.( 1)
64
35
100011.043.0
64
35
)8(
11000110]
64
35
[ 原
10111010]
64
35
[ 补
10111001]
64
35
[ 反
00111010]
64
35
[ 移
( 2) 001011100.0134.0
128
23
)8(
0 0 0 1 01 1 1]
128
23
[ 原
0 0 0 1 01 1 1]
128
23
[ 补
0 0 0 1 01 1 1]
128
23
[ 反
10010111]
128
23
[ 移
( 3)-127
-127 = -7F = -1111111
[-127] 原 = 11111111
[-127] 补 = 10000001
[-127] 反 = 10000000
[-127] 移 = 00000001
( 4)[-1] 原 = 1000 0000
[-1] 补 = 1000 0000
[-1] 反 = 1111 1111
[-1] 移 = 0000 0000
( 5)-1 = -00000001
[-1] 原 = 1000 0001
[-1] 补 = 1111 1111
[-1] 反 = 1111 1110
[-1] 移 = 0111 1111
计算机组成原理课后习题答案(第三版)白中英
3
2.[x] 补 = a0. a1a2
, a
6
解法一、
(1) 若 a
0
= 0, 则 x > 0, 也满足 x > -0.5
此时 a
1
→a
6
可任意
(2) 若 a
0
= 1, 则 x <= 0, 要满足 x > -0.5, 需 a
1
= 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 = a0. a1a2
, 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
010000001**
6210
aaaa
00111111**
6210
aaaa
11000000
6210
aaaa
即 a
0a1 = 11, a2
→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 = 111111111
Ms = 0, M = 11 , 1(全 1)
表示为: 11, 1 011, 1
10 个 21 个
即: )21(2
2112
9
( 2) 最小的二进制数
E = 111111111
Ms = 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(2
12
9
Ms Es E
1
→E
9
M
20
M
0
计算机组成原理课后习题答案(第三版)白中英
4
( 3) 规格化范围
正最大 E = 11, 1, M = 11 , 1, Ms = 0
10
个
21
个
即:
)21(
2
2
21
1
9
正最小 E = 00, 0, M = 100 , 0, Ms = 0
10
个
20
个
即:
1
2
9
2
2
负最大 E = 00, 0, M = 011 , 1, Ms = 1
10
个
20
个
(最接近 0 的负数)即:
)22(
2
211
2
9
负最小 E = 11, 1, M = 00 , 0, Ms =1
10 个 21 个
即:
511
1
2
9
2)1(
2
规格化所表示的范围用集合表示为:
[
1
2
9
2
2
, )21(
2
2
21
1
9
] [
511
1
2
9
2)1(
2
, )22(
2
211
2
9
]
( 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 = 0
10
个
20
个
1
2
9
2
2
负规格化数 E = 00, 0, M = 011 , 1, Ms = 1
10 个 20 个
)22(
2
211
2
9
4.假设浮点数格式如下:
( 1)
1
211011.0011011.0
64
27
阶补码: 1 11
尾数补码: 0 1101 1000
机器数: 1110 1101 1000
( 2)
1
21 1 0 1 1 0.00 1 1 0 1 1.0
64
27
阶补码: 1 11
尾数补码: 1 0010 1000
机器数: 1110 0010 1000
Ms Es
E1
→E
3
M 8 M 0
计算机组成原理课后习题答案(第三版)白中英
5
5.( 1)x = 0.11011, y = 0.00011
x+y = 0.11110
无溢出
(2) x = 0.11011, y = -0.10101
x+y = 0.00110
无溢出
( 3)x = -0.10110
y = -0.00001
x+y = -0.10111
无溢出
6.( 1)x = 0.11011
y = -0.11111
溢出
( 2)x = 0.10111
y = 0.11011
x-y = -0.00100
无溢出
( 3)x = 0.11011
y = -0.10011
溢出
7.( 1)原码阵列
x = 0.11011, y = -0.11111
符号位 : x
0
⊕y
0
= 0⊕1 = 1
[x] 原 = 11011, [y] 原 = 11111
[x] 补 = 0 0 1 1 0 1 1
[y] 补 = +1 1 0 1 0 1 1
0 0 0 0 1 1 0
[x] 补 = 1 1 0 1 0 1 0
[y] 补 = +1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 0 0 1
[x] 补 = 0 0. 1 1 0 1 1
[y] 补 = +0 0. 1 1 1 1 1
0 1. 1 1 0 1 0
[x] 补 = 0 0. 1 0 1 1 1
[y] 补 = +1 1. 0 0 1 0 1
1 1. 1 1 1 0 0
[x] 补 = 0 0. 1 1 0 1 1
[y] 补 = +0 0. 1 0 0 1 1
0 1. 0 1 1 1 0
1 1 0 1 1
* 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1
1 1 0 1 1
1 1 0 1 1
1 1 0 1 1
1 1 0 1 1
1 1 0 1 0 0 0 1 0 1
0 0 1 1 0 1 1
+ 0 0 0 0 0 1 1
0 0 1 1 1 1 0
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m0_62051506
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