計(jì)算機(jī)組成習(xí)題答案(清華大學(xué)出版社)

1、。第 1 章習(xí)題 答 案5若有兩個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試程序 p1 和 p2 在機(jī)器 m1和 m2上運(yùn)行，假定 m1和 m2的價(jià)格分別是5000 元和 8000元，下表給出了p1 和 p2 在 m1和 m2上所花的時(shí)間和指令條數(shù)。程序m1m2指令條數(shù)執(zhí)行時(shí)間 (ms)指令條數(shù)執(zhí)行時(shí)間 (ms)p1× 610000× 65000200 10150 10p2300×1033420×1036請(qǐng)回答下列問題：（1） 對(duì)于 p1，哪臺(tái)機(jī)器的速度快？快多少？對(duì)于p2 呢？（ 2） 在 m1上執(zhí)行 p1 和 p2 的速度分別是多少 mips？在 m2上的執(zhí)行速度又各是多少？從執(zhí)行速

2、度來看，對(duì)于 p2，哪臺(tái)機(jī)器的速度快？快多少？（ 3） 假定 m1和 m2的時(shí)鐘頻率各是 800mhz和 1.2ghz，則在 m1和 m2上執(zhí)行 p1 時(shí)的平均時(shí)鐘周期數(shù)cpi 各是多少？（4） 如果某個(gè)用戶需要大量使用程序p1，并且該用戶主要關(guān)心系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間而不是吞吐率，那么，該用戶需要大批購(gòu)進(jìn)機(jī)器時(shí)，應(yīng)該選擇m1還是 m2？為什么？（提示：從性價(jià)比上考慮）（5） 如果另一個(gè)用戶也需要購(gòu)進(jìn)大批機(jī)器，但該用戶使用p1 和 p2 一樣多，主要關(guān)心的也是響應(yīng)時(shí)間，那么，應(yīng)該選擇m1還是 m2？為什么？參考答案：（ 1） 對(duì)于 p1， m2比 m1快一倍；對(duì)于 p2， m1比 m2快一倍。（ 2）

3、 對(duì)于 m1， p1 的速度為： 200m/10=20mips； p2 為 300k/0.003=100mips 。對(duì)于 m2， p1 的速度為： 150m/5=30mips； p2 為 420k/0.006=70mips 。從執(zhí)行速度來看，對(duì)于p2，因?yàn)?100/70=1.43倍，所以m1比 m2快 0.43 倍。（ 3） 在 m1上執(zhí)行 p1 時(shí)的平均時(shí)鐘周期數(shù)cpi 為： 10×800m/(200 ×106)=40 。在 m2上執(zhí)行 p1 時(shí)的平均時(shí)鐘周期數(shù)cpi 為： 5×1.2g/(150 ×106)=40 。（ 4） 考慮運(yùn)行p1 時(shí) m1和

4、 m2的性價(jià)比，因?yàn)樵撚脩糁饕P(guān)心系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，所以性價(jià)比中的性能應(yīng)考慮執(zhí)行時(shí)間，其性能為執(zhí)行時(shí)間的倒數(shù)。故性價(jià)比r 為：r=1/( 執(zhí)行時(shí)間 ×價(jià)格 )r越大說明性價(jià)比越高，也即，“執(zhí)行時(shí)間 ×價(jià)格 ”的值越小，則性價(jià)比越高。因?yàn)?10×5000 > 5 ×8000，所以， m2的性價(jià)比高。應(yīng)選擇m2。（ 5） p1 和 p2 需要同等考慮，性能有多種方式：執(zhí)行時(shí)間總和、算術(shù)平均、幾何平均。若用算術(shù)平均方式，則：因?yàn)?10+0.003)/2×5000 > (5+0.006)/2×8000，所以 m2的性價(jià)比高，應(yīng)選擇

5、m2。若用幾何平均方式，則：因?yàn)閟qrt(10×0.003)×5000 < sqrt(5×0.006)×8000，所以 m1的性價(jià)比高，應(yīng)選擇m1。6若機(jī)器m1和 m2具有相同的指令集，其時(shí)鐘頻率分別為1ghz和 1.5ghz。在指令集中有五種不同類型的指令 ae。下表給出了在m1和 m2上每類指令的平均時(shí)鐘周期數(shù)cpi。機(jī)器abcdem112234m222456請(qǐng)回答下列問題：。1。（ 1） m1和 m2的峰值 mips各是多少？（ 2）假定某程序p 的指令序列中，五類指令具有完全相同的指令條數(shù)，則程序p 在 m1和 m2上運(yùn)行時(shí)，哪臺(tái)機(jī)器更快？

6、快多少？在m1和 m2上執(zhí)行程序p 時(shí)的平均時(shí)鐘周期數(shù)cpi 各是多少？參考答案：（ 1） m1上可以選擇一段都是a 類指令組成的程序，其峰值mips 為 1000mips。m2上可以選擇一段a 和 b 類指令組成的程序，其峰值mips為 1500/2=750mips 。（ 2） 5 類指令具有完全相同的指令條數(shù)，所以各占20%。在 m1和 m2上執(zhí)行程序p 時(shí)的平均時(shí)鐘周期數(shù)cpi 分別為：m1： 20%×(1+2+2+3+4)= 0.2×12 = 2.4m2： 20%×(2+2+4+5+6)= 0.2×19 = 3.8假設(shè)程序 p 的指令條數(shù)為n，則

7、在 m1和 m2上的執(zhí)行時(shí)間分別為：m1： 2.4 ×n ×1/1g = 2.4n (ns)m2： 3.8 ×n×1/1.5g = 2.53 n (ns)m1執(zhí)行 p 的速度更快，每條指令平均快0.13ns ，也即 m1比 m2快 0.13/2.53×100% 5%。（思考：如果說程序p 在 m1上執(zhí)行比m2上快 (3.82.4)/3.8×100%= 36.8%，那么，這個(gè)結(jié)論顯然是錯(cuò)誤的。請(qǐng)問錯(cuò)在什么地方？）7假設(shè)同一套指令集用不同的方法設(shè)計(jì)了兩種機(jī)器m1和 m2。機(jī)器 m1的時(shí)鐘周期為0.8ns ，機(jī)器 m2的時(shí)鐘周期為1.2ns

8、 。某個(gè)程序 p 在機(jī)器 m1上運(yùn)行時(shí)的cpi 為 4，在 m2上的 cpi 為 2。對(duì)于程序p 來說，哪臺(tái)機(jī)器的執(zhí)行速度更快？快多少？參考答案：假設(shè)程序p 的指令條數(shù)為n，則在 m1和 m2上的執(zhí)行時(shí)間分別為：m1： 4 n ×0.8 = 3.2n (ns)m2： 2 n ×1.2 = 2.4 n (ns)所以， m2執(zhí)行 p 的速度更快，每條指令平均快0.8ns ，比 m1快 0.8/3.2 ×100%=25%。×98假設(shè)某機(jī)器 m的時(shí)鐘頻率為 4ghz，用戶程序 p 在 m上的指令條數(shù)為 8 10，其 cpi 為 1.25 ，則 p 在 m上的執(zhí)行

9、時(shí)間是多少？若在機(jī)器m上從程序 p 開始啟動(dòng)到執(zhí)行結(jié)束所需的時(shí)間是4 秒，則 p 占用的 cpu時(shí)間的百分比是多少？參考答案：程序 p 在 m上的執(zhí)行時(shí)間為： 1.25 ×8×109×1/4g = 2.5 s，從啟動(dòng) p 執(zhí)行開始到執(zhí)行結(jié)束的總時(shí)間為 4 秒，其中 2.5 秒是 p 在 cpu上真正的執(zhí)行時(shí)間， 其他時(shí)間可能執(zhí)行操作系統(tǒng)程序或其他用戶程序。程序 p 占用的 cpu時(shí)間的百分比為： 2.5/4 = 62.5%。9假定某編譯器對(duì)某段高級(jí)語言程序編譯生成兩種不同的指令序列s1 和 s2，在時(shí)鐘頻率為 500mhz的機(jī)器 m上運(yùn)行，目標(biāo)指令序列中用到的指令

10、類型有a、 b、 c和 d 四類。四類指令在m上的 cpi 和兩個(gè)指令序列所用的各類指令條數(shù)如下表所示。abcd各指令的 cpi1234s1 的指令條數(shù)5221s2 的指令條數(shù)1115請(qǐng)問： s1 和 s2 各有多少條指令？cpi 各為多少？所含的時(shí)鐘周期數(shù)各為多少？執(zhí)行時(shí)間各為多少？參考答案：。2。s1有 10 條指令， cpi 為 (5 ×1+2×2+2×3+1×4)/10=1.9,所含的時(shí)鐘周期數(shù)為10×1.9=19 ，執(zhí)行時(shí)間為 19/500m = 38ns 。s2有 8 條指令， cpi 為 (1 ×1+1×2+1

11、×3+5×4)/8 =3.25,所含的時(shí)鐘周期數(shù)為8×3.25=26 ，執(zhí)行時(shí)間為 26/500m = 52ns 。（注：從上述結(jié)果來看，對(duì)于同一個(gè)高級(jí)語言源程序，在同一臺(tái)機(jī)器上所生成的目標(biāo)程序不同，其執(zhí)行時(shí)間可能不同，而且，并不是指令條數(shù)少的目標(biāo)程序執(zhí)行時(shí)間就一定少。）10假定機(jī)器m的時(shí)鐘頻率為1.2ghz，某程序 p 在機(jī)器 m上的執(zhí)行時(shí)間為12 秒鐘。對(duì) p優(yōu)化時(shí)，將其所有的乘 4 指令都換成了一條左移2 位的指令，得到優(yōu)化后的程序p。已知在 m上乘法指令的cpi 為 5，左移指令的cpi 為 2，p 的執(zhí)行時(shí)間是p執(zhí)行時(shí)間的1.2 倍，則 p 中有多少條乘

12、法指令被替換成了左移指令被執(zhí)行？參考答案：顯然， p的執(zhí)行時(shí)間為 10 秒，因此， p 比 p多花了 2 秒鐘，因此，執(zhí)行時(shí)被換成左移指令的乘法指令的條數(shù)為 1.2g×2/(5 2) = 800m 。第 二章習(xí)題 答 案3實(shí)現(xiàn)下列各數(shù)的轉(zhuǎn)換。（1） (25.8125)10= (?) 2= (?)8= (?)16（2） (101101.011)2= (?)= (?)8= (?)16= (?)842110（3） (0101 1001 0110.0011)8421= (?) 10= (?)2= (?)16（4） (4e.c) 16= (?)10= (?)2參考答案：（1） (25.8125

13、)10 = (1 1001.1101)2 = (31.64)8 = (19.d)16（ 2） (101101.011) 2 = (45.375) 10 = (55.3)8= (2d.6)16 = (0100 0101.0011 0111 0101)8421（ 3） (0101 1001 0110.0011)8421 = (596.3)10 = (1001010100.01001100110011 ) 2 = (254.4ccc ) 16（ 4） (4e.c) 16 = (78.75) 10= (0100 1110.11)24 假定機(jī)器數(shù)為8 位（ 1 位符號(hào)， 7 位數(shù)值），寫出下列各二進(jìn)制數(shù)

14、的原碼和補(bǔ)碼表示。+0.1001 ， 0.1001 ， +1.0 ， 1.0 ， +0.010100 ， 0.010100 ， +0， 0參考答案：原碼補(bǔ)碼+0.1001 ：0.10010000.10010000.1001 ：1.10010001.0111000+1.0 ：溢出溢出1.0 ：溢出1.0000000+0.010100 ：0.01010000.01010000.010100 ：1.01010001.1011000+0：0.00000000.00000000：1.00000000.00000005 假定機(jī)器數(shù)為8 位（ 1 位符號(hào)， 7 位數(shù)值），寫出下列各二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼和移碼表示。

15、+1001， 1001 ，+1， 1，+10100 ，10100，+0， 0參考答案：。3。移碼補(bǔ)碼+1001：10001001000010011001：0111011111110111+1：10000001000000011：01111111111111111+10100：100101000001010010100：0110110011101100+0：10000000000000000：10000000000000006 已知 x補(bǔ) ，求 x（ 1） x補(bǔ) =1.1100111（2） x 補(bǔ)=10000000（ 3） x補(bǔ) =0.1010010（ 4） x 補(bǔ) =11010011參考答案：

16、（ 1） x 補(bǔ) =1.1100111x =0.0011001b（ 2） x 補(bǔ) =10000000x =10000000b =128（ 3） x 補(bǔ) =0.1010010x = +0.101001b（ 4） x 補(bǔ) =11010011x =101101b =457假定一臺(tái)32 位字長(zhǎng)的機(jī)器中帶符號(hào)整數(shù)用補(bǔ)碼表示，浮點(diǎn)數(shù)用ieee 754 標(biāo)準(zhǔn)表示，寄存器r1 和 r2的內(nèi)容分別為r1： 0000108bh， r2： 8080108bh。不同指令對(duì)寄存器進(jìn)行不同的操作，因而，不同指令執(zhí)行時(shí)寄存器內(nèi)容對(duì)應(yīng)的真值不同。假定執(zhí)行下列運(yùn)算指令時(shí)，操作數(shù)為寄存器r1 和 r2 的內(nèi)容，則 r1和 r2

17、中操作數(shù)的真值分別為多少？（ 1） 無符號(hào)數(shù)加法指令（ 2） 帶符號(hào)整數(shù)乘法指令（ 3） 單精度浮點(diǎn)數(shù)減法指令參考答案：r1 = 0000108bh = 0000 0000 0000 0000 0001 0000 1000 1011b r2 = 8080108bh = 1000 0000 1000 0000 0001 0000 1000 1011b（ 1）對(duì)于無符號(hào)數(shù)加法指令， r1 和 r2中是操作數(shù)的無符號(hào)數(shù)表示， 因此，其真值分別為 r1：108bh, r2： 8080108bh。（ 2）對(duì)于帶符號(hào)整數(shù)乘法指令，r1和 r2 中是操作數(shù)的帶符號(hào)整數(shù)補(bǔ)碼表示，由最高位可知，r1為正數(shù)， r

18、2為負(fù)數(shù)。 r1 的真值為 +108bh, r2 的真值為 (0111 1111 0111 1111 1110 1111 01110100b + 1b) =7f7fef75h。（ 3）對(duì)于單精度浮點(diǎn)數(shù)減法指令，r1 和 r2 中是操作數(shù)的ieee754 單精度浮點(diǎn)數(shù)表示。在ieee 754標(biāo)準(zhǔn)中，單精度浮點(diǎn)數(shù)的位數(shù)為32 位，其中包含1 位符號(hào)位， 8 位階碼， 23 位尾數(shù)。由 r1 中的內(nèi)容可知， 其符號(hào)位為0，表示其為正數(shù)， 階碼為 00000000，尾數(shù)部分為 000 0000 00010000 1000 1011 ，故其為非規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)，指數(shù)為126，尾數(shù)中沒有隱藏的1，用十六進(jìn)制表

19、示尾數(shù)為 +0.002116h ，故 r1 表示的真值為 +0.002116h×10 -126 。由 r2 中的內(nèi)容可知，其符號(hào)位為1，表示其為負(fù)數(shù)，階碼為0000 0001， 尾數(shù)部分為 000 00000001 0000 1000 1011 ，故其為規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)，指數(shù)為1127 =126，尾數(shù)中有隱藏的1，用十六進(jìn)制表示尾數(shù)為 1.002116h ，故 r2 表示的真值為 1.002116h×10 -1268假定機(jī)器 m的字長(zhǎng)為32 位，用補(bǔ)碼表示帶符號(hào)整數(shù)。下表第一列給出了在機(jī)器m上執(zhí)行的 c 語言程。4。序中的關(guān)系表達(dá)式，請(qǐng)參照已有的表欄內(nèi)容完成表中后三欄內(nèi)容的填寫

20、。關(guān)系表達(dá)式運(yùn)算類型結(jié)果說明0 = 0u無符號(hào)整數(shù)100 0b = 00 0b1< 0有符號(hào)整數(shù)111 1b( 1) < 00 0b (0)1< 0u無符號(hào)整數(shù)011 1b321) > 00 0b(0)(22147483647 >2147483647 1有符號(hào)整數(shù)1011 1b (2311) > 1000b ( 231)2147483647u >2147483647 1無符號(hào)整數(shù)0011 1b (231 1) < 1000b(231 )2147483647 > (int) 2147483648u有符號(hào)整數(shù)1011 1b (2311) >

21、; 100310b ( 2 )1> 2有符號(hào)整數(shù)111 1b( 1) > 11 10b ( 2)(unsigned) 1 > 2無符號(hào)整數(shù)111 1b(2 321) > 11 10b (232 2)9以下是一個(gè) c 語言程序， 用來計(jì)算一個(gè)數(shù)組a 中每個(gè)元素的和。 當(dāng)參數(shù) len 為 0 時(shí)，返回值應(yīng)該是0，但是在機(jī)器上執(zhí)行時(shí)，卻發(fā)生了存儲(chǔ)器訪問異常。請(qǐng)問這是什么原因造成的，并說明程序應(yīng)該如何修改。1float sum_elements(float a, unsigned len)23inti;4 float result = 0;56for (i = 0; i <

22、;= len1; i+)7result += ai;8 return result;9 參考答案：參數(shù) len 的類型是unsigned ，所以，當(dāng)len=0 時(shí)，執(zhí)行l(wèi)en-1的結(jié)果為11 1，是最大可表示的無符號(hào)數(shù)，因而，任何無符號(hào)數(shù)都比它小，使得循環(huán)體被不斷執(zhí)行，引起數(shù)組元素的訪問越界，發(fā)生存儲(chǔ)器訪問異常。只要將 len 聲明為 int型，或循環(huán)的測(cè)試條件改為i<len 。10. 設(shè)某浮點(diǎn)數(shù)格式為：數(shù)符階碼尾數(shù)1 位5 位移碼6 位補(bǔ)碼其中，移碼的偏置常數(shù)為16，補(bǔ)碼采用一位符號(hào)位，基數(shù)為4。（ 1） 用這種格式表示下列十進(jìn)制數(shù)：+1.7 ， 0.12 ， +19， 1/8 。（

23、2） 寫出該格式浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍，并與12 位定點(diǎn)補(bǔ)碼整數(shù)表示范圍比較。參考答案：（假定采用0 舍 1 入法進(jìn)行舍入）（ 1） +1.7 = +1.1011001b = 0.011011b×4 1, 故階碼為 1 +16 = 17 = 10001b,尾數(shù)為 +0.011011的補(bǔ)碼，即 0.011011 ，所以 +1.7 表示為 0 10001 011011 。0.12 =0.000111101b =0.011111b ×4 1, 故階碼為 1 + 16 =15 = 01111b,尾數(shù)為 0.011111 的補(bǔ)碼，即 1.100001,所以 0.12 表示為 1 01111

24、 100001。+19 = +10011b = 0.010011b×4 3，故階碼為 3 + 16 = 19 = 10011b,尾數(shù)為 0.010011 ，所以。5。+19 表示為 0 10011 010011 。1/8 = 0.125 = 0.001b =0.10000011 + 16 = 15 = 01111b ，尾數(shù)為 ×4 ，階碼為0.100000 的補(bǔ)碼，即 1.100000，所以 1/8表示為 1 01111 100000 。（ 2）該格式浮點(diǎn)數(shù)表示的范圍如下。正數(shù)最大值： 0.111111b×4 11111，即： 0.333×4 15（ 2

25、30 109）00000163410正數(shù)最小值： 0.000001b ×4，即： 0.001×4 （ 2 10 ）負(fù)數(shù)最大值： 0.000001b×4 00000，即： 0.001 ×4 16負(fù)數(shù)最小值： 1.000000b×4 11111，即： 1.000 ×4 15因此，該格式浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)量級(jí)在1010 109 之間。12 位定點(diǎn)補(bǔ)碼整數(shù)的表示范圍為：211 +(2 11 1) ，即： 2048 2047由此可見，定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍相差非常大。11. 下列幾種情況所能表示的數(shù)的范圍是什么？（ 1） 16 位無符號(hào)整數(shù)（ 2）

26、16 位原碼定點(diǎn)小數(shù)（ 3） 16 位補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)（ 4） 16 位補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)（ 5） 下述格式的浮點(diǎn)數(shù)（基數(shù)為2，移碼的偏置常數(shù)為128）數(shù)符階碼尾數(shù)1 位8 位移碼7 位原碼參考答案：（ 1）無符號(hào)整數(shù)： 0 2161。1515（ 2）原碼定點(diǎn)小數(shù)： (1 2 ) + (1 2 ) 。（ 3）補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)： 1 + (1 215) 。（ 4）補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)： 32768 +32767 。（ 5）浮點(diǎn)數(shù)：負(fù)數(shù)： (1 27) ×2+127 27×2128。正數(shù)： +2135 (1 27) ×2+127 。12. 以 ieee 754 單精度浮點(diǎn)數(shù)格式表示下列十進(jìn)

27、制數(shù)。+1.75 ，+19， 1/8 ， 258參考答案：+1.75 = +1.11b = 1.11b0數(shù)符為 0，尾數(shù)為1.110 0，小數(shù)點(diǎn)×2 , 故階碼為 0+127=01111111b,前為隱藏位，所以 +1.7 表示為 0 01111111 110 0000 0000 0000 0000 0000，用十六進(jìn)制表示為3fe00000h。+19 = +10011b = +1.0011b×2 4，故階碼為 4+127 = 10000011b, 數(shù)符為0，尾數(shù)為 1.00110 0，所以 +19 表示為 0 10000011 001 1000 0000 0000 000

28、0 0000，用十六進(jìn)制表示為41980000h。31，尾數(shù)為 1.0 0，1/8 = 0.125 = 0.001b = 1.0 ×2，階碼為 3+127 = 01111100b，數(shù)符為所以 1/8 表示為 1 01111100 000 0000 0000 0000 0000 0000，用十六進(jìn)制表示為 be000000h。6。258=100000010b=1.0000001b ×2 8,故階碼為8+127=10000111b, 數(shù)符為 0，尾數(shù)為 1.0000001 ，所以 258 表示為 0 10000111 000 00010000 00000000 0000，用十六

29、進(jìn)制表示為 43810000h。13設(shè)一個(gè)變量的值為4098，要求分別用 32 位補(bǔ)碼整數(shù)和ieee 754 單精度浮點(diǎn)格式表示該變量（結(jié)果用十六進(jìn)制表示） ，并說明哪段二進(jìn)制序列在兩種表示中完全相同，為什么會(huì)相同？參考答案：4098 = +1 00000000 0010 b = +1.0000 0000001×2 1232 位 2- 補(bǔ)碼形式為： 0000 0000 0000 0000 00010000 0000 0010（00001002h）ieee754 單精度格式為： 0 10001011 0000 0000 0010 0000 0000 000（ 45801000h）粗體部

30、分為除隱藏位外的有效數(shù)字，因此，在兩種表示中是相同的序列。14設(shè)一個(gè)變量的值為 2147483647 ，要求分別用 32 位補(bǔ)碼整數(shù)和 ieee754 單精度浮點(diǎn)格式表示該變量（結(jié)果用十六進(jìn)制表示） ，并說明哪種表示其值完全精確，哪種表示的是近似值。參考答案：2147483647 = 111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111b= 1.11 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111×2 3032 位 2- 補(bǔ)碼形式為： 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001（ 80000001h）i

31、eee 754 單精度格式為： 1 10011101 1111 1111 1111 1111 1111 111（ ceffffffh）32 位 2- 補(bǔ)碼形式能表示精確的值，而浮點(diǎn)數(shù)表示的是近似值，低位被截?cái)?5下表給出了有關(guān)ieee 754 浮點(diǎn)格式表示中一些重要數(shù)據(jù)的取值，表中已經(jīng)有最大規(guī)格化數(shù)的相應(yīng)內(nèi)容，要求填入其他浮點(diǎn)數(shù)的相應(yīng)內(nèi)容。（注：表中 a 代表一個(gè)在 1 到 10 之間的正純小數(shù)）單精度雙精度項(xiàng)目階碼尾數(shù)以 2 的冪次表示以 10 的冪次表以 2 的冪次表示以 10 的冪的值示的值的值次表示的值0000000000.0000001011111110.001111最大規(guī)格化數(shù)11

32、1111101 1123×2127a×1038521023a×10308(2 2 )(2 2 ) ×2最小規(guī)格化數(shù)000000010.001263810223081.0 ×2a×101.0 ×2a×10最大非規(guī)格化數(shù)000000001 11(1 2 ) ×2a×10(1 2 ) ×2a×102312638521022308最小非規(guī)格化數(shù)000000000 012312614944521022?2×2=2a×102 ×2a×10+1111

33、11110.00nan11111111非全 016已知下列字符編碼：a=100 0001 ， a=110 0001 ，0=011 0000 ，求 e、 e、f 、 7、 g、z、 5 的 7 位 acsii碼和第一位前加入奇校驗(yàn)位后的8 位編碼。參考答案：e 的 ascii 碼為a+ (e a)= 100 0001 + 100 = 100 0101,奇校驗(yàn)位p = 0 ，第一位前加入奇校驗(yàn)位后的8 位編碼是0 100 0101 。e 的 ascii 碼為 a + ( e a)= 110 0001 + 100 = 110 0101， 奇校驗(yàn)位p = 1,第一位前加入奇校驗(yàn)位后的8 位編碼是1 1

34、10 0101 。f 的 ascii 碼為 a + ( f a)= 110 0001 + 101 = 110 0110,奇校驗(yàn)位p = 1,第一位前 加入奇校驗(yàn)位后的8 位編碼是 1 110 0110。7。7 的 ascii碼為 0 + (7 - 0)= 011 0000 + 111 = 011 0111,奇校驗(yàn)位 p = 0, 第一位前加入奇校驗(yàn)位后的8 位編碼是 0 011 0111 。g的 ascii 碼為 a + ( g a)= 100 0001 + 0110 = 100 0111,奇校驗(yàn)位 p = 1,第一位前加入奇校驗(yàn)位后的 8 位編碼是 1 100 0111 。z 的 ascii

35、 碼為 a +( z a) = 100 0001 + 11001 = 101 1010,奇校驗(yàn)位 p = 1,第一位前加入奇校驗(yàn)位后的 8 位編碼是 1 101 1010 。5 的 ascii 碼為 0 +(50) = 011 0000 + 101 = 011 0101， 奇校驗(yàn)位 p = 1, 第一位前加入奇校驗(yàn)位后的8 位編碼是 1 011 0101 。17假定在一個(gè)程序中定義了變量x、 y 和 i ，其中， x 和 y 是 float型變量（用 ieee754 單精度浮點(diǎn)數(shù)表示），i 是 16 位 short 型變量（用補(bǔ)碼表示） 。程序執(zhí)行到某一時(shí)刻， x = 0.125 、y=7.5

36、 、i=100 ，它們都被寫到了主存（按字節(jié)編址） ，其地址分別是 100，108 和 112。請(qǐng)分別畫出在大端機(jī)器和小端機(jī)器上變量 x、y 和 i 在內(nèi)存的存放位置。參考答案：0.125 =0.001b =1.0-3×2x 在機(jī)器內(nèi)部的機(jī)器數(shù)為：1 01111100 00 0 (be00 0000h)7.5= +111.1b= +1.111×2 2y 在機(jī)器內(nèi)部的機(jī)器數(shù)為：0 10000001 11100 0 (40f0 0000h)100=64+32+4=1100100bi 在機(jī)器內(nèi)部表示的機(jī)器數(shù)為：0000 0000 0110 0100 （ 0064h）大端機(jī)小端機(jī)地

37、址內(nèi)容內(nèi)容100beh00h10100h00h10200h00h10300hbeh10840h00h109f0h00h11000hf0h11100h40h11200h64h11364h00h18假定某計(jì)算機(jī)的總線采用奇校驗(yàn)，每 8 位數(shù)據(jù)有一位校驗(yàn)位，若在 32 位數(shù)據(jù)線上傳輸?shù)男畔⑹?f 3cab 96h，則對(duì)應(yīng)的4 個(gè)校驗(yàn)位應(yīng)為什么？若接受方收到的數(shù)據(jù)信息和校驗(yàn)位分別為87 3c ab 96h 和0101b，則說明發(fā)生了什么情況，并給出驗(yàn)證過程。參考答案：傳輸信息8f 3c ab 96h 展開為 1000 1111 0011 1100 1010 1011 1001 0110，每 8 位有一

38、個(gè)奇校驗(yàn)位，因此，總線上發(fā)送方送出的4 個(gè)校驗(yàn)位應(yīng)該分別為0、 1、 0、1。接受方的數(shù)據(jù)信息為87 3c ab 96h ，展開后為1000 0111 0011 1100 1010 1011 1001 0110；接收到的校驗(yàn)位分別為0、 1、 0、 1。在接受方進(jìn)行校驗(yàn)判斷如下：根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信息計(jì)算出4 個(gè)奇校驗(yàn)位分別為1、 1、0、 1，將該 4 位校驗(yàn)位分別和接收到的4位校驗(yàn)位進(jìn)行異或，得到 1、 0、0、 0，說明數(shù)據(jù)信息的第一個(gè)字節(jié)發(fā)生傳輸錯(cuò)誤。對(duì)照傳輸前、后的數(shù)據(jù)信息，第一字節(jié) 8fh變成了 87h，說明確實(shí)發(fā)生了傳輸錯(cuò)誤，驗(yàn)證正確。8。19寫出 16 位數(shù)據(jù)的 sec碼。假定數(shù)

39、據(jù)為0101 0001 0100 0110，說明 sec碼如何正確檢測(cè)數(shù)據(jù)位5 的錯(cuò)誤。參考答案：對(duì)于 16 位數(shù)據(jù)，可以如下插入校驗(yàn)位：m m15m14m13m12pm11m10mmmmm p4m m mp3mp2p1165987654321其中 m 是原信息數(shù)據(jù)，p是加入的校驗(yàn)位，對(duì)于各個(gè)校驗(yàn)位的值可以如下計(jì)算iip1 = m 1 m2 m3 m4 m5 m7m9 m11 m12 m14 m16 = 1p = m m m m m m m m m = 121346710111314p3 = m 2 m3 m4 m8 m9 m10 m11 m15m16 = 0p4 = m 5 m6 m7 m8

40、 m9 m10 m11 = 0p5 = m 12 m13 m14 m15 m16 = 0 所以此時(shí) p5 p4 p3 p2 p1 = 00011，第五位數(shù)據(jù)出錯(cuò)時(shí)，數(shù)據(jù)字變?yōu)椋?0101 0001 0101 0110，p5 p4 p3 p2 p1 = 01010，故障字 = 00011 01010 = 01001 ，說明碼字第 9 位出錯(cuò)，即 m5 出錯(cuò)。20假設(shè)要傳送的數(shù)據(jù)信息為：100011，若約定的生成多項(xiàng)式為：g(x)= x3+1，則校驗(yàn)碼為多少？假定在接收端接收到的數(shù)據(jù)信息為100010，說明如何正確檢測(cè)其錯(cuò)誤，寫出檢測(cè)過程。參考答案：原數(shù)據(jù)信息為 100011，對(duì)應(yīng)的報(bào)文多項(xiàng)式為m

41、(x) = x5 + x + 1,生成多項(xiàng)式的位數(shù)為4 位， 所以在原數(shù)據(jù)信息后面添加3m(x) = x8+ x4+ x33 個(gè) 0，變?yōu)?m(x) = x, 用 m(x) 去模 2 除 g(x) ，得到的余數(shù)為 111， 所以得到 crc碼為 100011 111 。檢測(cè)時(shí)， 用接收到的 crc碼去模2 除生成多項(xiàng)式 1001，若得到的余數(shù)為 0，則表明正確，否則說明傳輸時(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤。此題中接收到的crc碼為100010 111 （即數(shù)據(jù) 100010 加檢驗(yàn)位111），顯然，用 100010 111 模 2 除 1001 ，得到余數(shù)為001，不為0，說明傳輸時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。第 3 章習(xí)題 答

42、案2（ 4）高級(jí)語言中的運(yùn)算和機(jī)器語言（即指令）中的運(yùn)算是什么關(guān)系？假定某一個(gè)高級(jí)語言源程序p 中有乘、除運(yùn)算，但機(jī)器m中不提供乘、除運(yùn)算指令，則程序p 能否在機(jī)器m上運(yùn)行？為什么？參考答案：（略）3考慮以下c語言程序代碼：intfunc1(unsigned word)return (int) ( word <<24) >> 24);intfunc2(unsigned word)return ( (int) word <<24 ) >> 24;假設(shè)在一個(gè)32 位機(jī)器上執(zhí)行這些函數(shù)，該機(jī)器使用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示帶符號(hào)整數(shù)。無符號(hào)數(shù)采用邏輯移位，帶符號(hào)整

43、數(shù)采用算術(shù)移位。請(qǐng)?zhí)顚懴卤?，并說明函數(shù)func1 和 func2 的功能。9。wfunc1(w)func2(w)機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)值0000 007fh1270000 007fh+1270000 007fh+1270000 0080h1280000 0080h+128ffff ff80h1280000 00ffh2550000 00ffh+255ffff ffffh10000 0100h2560000 0000h00000 0000h0函數(shù) func1 的功能是把無符號(hào)數(shù)高 24位清零（左移24 位再邏輯右移24 位），結(jié)果一定是正的有符號(hào)數(shù)； 而函數(shù) func2的功能是把無符號(hào)數(shù)的高24

44、 位都變成和第25 位一樣， 因?yàn)樽笠?24 位后進(jìn)行算術(shù)右移，高 24 位補(bǔ)符號(hào)位（即第25 位）。4填寫下表，注意對(duì)比無符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)整數(shù)的乘法結(jié)果，以及截?cái)嗖僮髑?、后的結(jié)果。模式xyx ×y （截?cái)嗲埃﹛×y（截?cái)嗪螅C(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)值無符號(hào)數(shù)11060102001100121004二進(jìn)制補(bǔ)碼1102010+211110041004無符號(hào)數(shù)0011111700011171117二進(jìn)制補(bǔ)碼001+1111111111111111無符號(hào)數(shù)11171117110001490011二進(jìn)制補(bǔ)碼11111111000001+1001+15以下是兩段c 語言代碼，函數(shù)arith( )是直接用c 語言寫的，而optarith( )是對(duì) arith( )函數(shù)以某個(gè)確定的m和 n 編譯生成的機(jī)器代碼反編譯生成的。根據(jù) optarith() ，可以推斷函數(shù)arith() 中m和 n 的值各是多少？#definem#definenintarith(int x, int y)int result = 0 ;result = x*m + y/n;return result;int optarith ( int x, int y)in