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计算机组成原理前3章课后习题参考答案-.doc
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计算机组成原理前3章课后习题参考答案-.doc
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白中英第五版计算机组成原理课后习题参考答案
第一章 计算机系统概述
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?
答: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,其中存储程序
是指将程序和数据事先存放到存储器中,而程序控制是指控制器依据存储的程序
来控制全机协调地完成计算任务。总体来讲,存储程序并按地址顺序执行,这就
是冯•诺依曼型计算机的主要设计思想。
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?
答:见教材 P8 和 P10。
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?
答:见教材 P10。
第二章 运算方法和运算器
1、写出下列各整数的原码、反码、补码表示(用 8 位二进制数)。
真值
原码
反码
补码
-35
-0010 0011
1010 0011
1101 1100
1101 1101
-128
-1000 0000
无法表示
无法表示
1000 0000
-127
-0111 1111
1111 1111
1000 0000
1000 0001
-1
-0000 0001
1000 0001
1111 1110
1111 1111
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
阶码用移码表示,题中并未说明具体偏移量,故此处按照移码的定义,即采
用偏移量为 2
7
=128,则此时阶码 E 的表示 X 围为 0000 0000~1111 1111,即 0~255,
则在上述条件下,浮点数为最大数的条件如下:
符号 S 为正(1)
阶码 E 最大(8)
尾数 M 最大正数(23)
0
1111 1111
1111 1111 1111 1111 1111 111
所以最大数的二进制表示为:0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111
对应十进制真值为:+(1-2
-23
)×2
127
(2)最小数的二进制表示
浮点数为最小数的条件如下:
符号 S 为负(1)
阶码 E 最大(8)
尾数 M 最小负数(23)
1
1111 1111
0000 0000 0000 0000 0000 000
所以最小数的二进制表示为:1 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 000
对应十进制真值为:-1×2
127
(3)规格化数所表示数的 X 围
规格化要求尾数若为补码表示,则符号位和最高有效位符号必须不同。
(A)浮点数为最大正数的条件如下:
符号 S 为正(1)
阶码 E 最大(8)
尾数 M 最大正数(23)
0
1111 1111
1111 1111 1111 1111 1111 111
所以最大正数的二进制表示为:0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111
对应十进制真值为:+(1-2
-23
)×2
127
(B)浮点数为最小正数的条件如下:
符号 S 为正(1)
阶码 E 最小(8)
尾数 M 最小正数(23)
0
0000 0000
1000 0000 0000 0000 0000 000
所以最小正数的二进制表示为:0 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 000
对应十进制真值为:+2
-1
×2
-128
=+2
-129
(C)浮点数为最大负数的条件如下:
符号 S 为负(1)
阶码 E 最小(8)
尾数 M 最大负数(23)
1
0000 0000
0111 1111 1111 1111 1111 111
所以最大负数的二进制表示为:0 0000 0000 0111 1111 1111 1111 1111 111
对应十进制真值为:-(2
-1
+2
-23
)×2
-128
(D)浮点数为最小负数的条件如下:
符号 S 为负(1)
阶码 E 最大(8)
尾数 M 最小负数(23)
1
1111 1111
0000 0000 0000 0000 0000 000
所以最小负数的二进制表示为:0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000
对应十进制真值为:-1×2
127
所以,规格化数所表示数的 X 围如下:
正数 +2
-129
~+(1-2
-23
)×2
127
负数 -2
127
~-(2
-1
+2
-23
)×2
-128
4、将下列十进制数表示成 IEEE754 标准的 32 位浮点规格化数。(2)-27/64
解:-27/64D=-0.011011B=-1.1011×2
-2
,则阶码 E=-2+127=125,则浮点数为:
符号 S(1)
阶码 E(8)
尾数 M(23)
1
0111 1101
1011 0000 0000 0000 0000 000
5、已知 x 和 y,用变形补码计算 x+y,同时指出结果是否溢出。
(2)x=11011,y=-10101
解:[x]
变补
=00,11011,[y]
变补
=11,01011,则
[x]
变补
00,11011
+
[y]
变补
11,01011
100,00110
最高进位 1 丢掉,则[x+y]
变补
=00,00110,符号位为 00,表示结果为正数,且
无溢出,即:x+y=+00110
(3)x=-10110,y=-00001
解:[x]
变补
=11,01010,[y]
变补
=11,11111,则
[x]
变补
11,01010
+
[y]
变补
11,11111
111,01001
最高进位 1 丢掉,则[x+y]
变补
=11,01001,符号位为 11,表示结果为负数,且
无溢出,即:x+y=-10111
6、已知 x 和 y,用变形补码计算 x-y,同时指出结果是否溢出。
(1)x=11011,y=-11111
解:[x]
变补
=00,11011,[y]
变补
=11,00001,[-y]
变补
=00,11111,则
[x]
变补
00,11011
+
[- y]
变补
00,11111
01,11010
则[x-y]
变补
=01,11010,符号位为 01,表示结果为正数,且发生正溢。
(2)x=10111,y=11011
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