計算機組成原理第四版課后習(xí)題答案

計算機組成原理第四版課后習(xí)題答案（完整版）口］--

caal92da-6ebb-llec-aelb-7cb59b590d7d

計算機組成原理-第四版課后習(xí)題答案（完整版）［1］

第一章

1.比較數(shù)字計算機和模擬計算機的特點。

解決方案：模擬計算機的特點：數(shù)值用連續(xù)量表示，運算過程是連續(xù)的；數(shù)字計算機

的特點：數(shù)值用數(shù)字量（離散量）表示，運算逐位進行。二者之間的主要區(qū)別見PI表1.1。

2.數(shù)字計算機如何分類？分類的依據(jù)是什么？

解決方案：分類：數(shù)字計算機分為專用計算機和通用計算機。通用計算機分為六類：

超級計算機、大型機、中型計算機、小型計算機、微型計算機和單片機。

分類依據(jù)：專用和通用是根據(jù)計算機的效率、速度、價格、運行的經(jīng)濟性和適應(yīng)性來

劃分的。通用機的分類依據(jù)主要是體積、簡易性、功率損耗、性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)存儲容量、

指令系統(tǒng)規(guī)模和機器價格等因素。3.數(shù)字計算機有那些主要應(yīng)用？（略）

4.馮：諾依曼電腦的主要設(shè)計理念是什么？主要成分是什么？

解：馮?諾依曼型計算機的主要設(shè)計思想是：存儲程序和程序控制。存儲程序：將解

題的程序（指令序列）存放到存儲器中；

程序控制：控制器按順序執(zhí)行存儲的程序，并根據(jù)命令功能控制整機協(xié)同完成操作任

務(wù)。主要部件有：控制器、運算器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置。5.什么是存儲容量？

單位地址是什么？什么是數(shù)據(jù)字？什么是指令詞？

解：存儲容量：指存儲器可以容納的二進制信息的數(shù)量，通常用單位kb、mb、gb來

度量，存儲容

數(shù)量越大，計算機可以存儲的信息越多，這反映了計算機存儲空間的大小。單位地址：

單位地址縮寫為地址。內(nèi)存中的每個存儲單元都有一個唯一的地址號，稱為單元地址。

數(shù)據(jù)字：若某計算機字是運算操作的對象即代表要處理的數(shù)據(jù)，則稱數(shù)據(jù)字。指令字：

若某計算機字代表一條指令或指令的一部分，則稱指令字。6.什么是指令？什么是程序？

說明：由計算機執(zhí)行的每個基本操作。

程序：解算某一問題的一串指令序列稱為該問題的計算程序，簡稱程序。

7.指令和數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中。計算機如何將它們與指令或數(shù)據(jù)區(qū)分開來？

解：一般來講，在取指周期中從存儲器讀出的信息即指令信息；而在執(zhí)行周期中從存

儲器中讀出的

信息就是數(shù)據(jù)信息。

8.什么是內(nèi)存？什么是外存？什么是cpu?什么是適配器？簡述其功能。

解決方案：內(nèi)存：一般由半導(dǎo)體內(nèi)存組成，安裝在底板上，可直接與CPU交換信息。

它被稱為內(nèi)存，簡稱內(nèi)存。它用于存儲經(jīng)常使用的程序和數(shù)據(jù)。

外存：為了擴大存儲容量，又不使成本有很大的提高，在計算機中還配備了存儲容量

更大的磁盤存儲器和光盤存儲器，稱為外存儲器，簡稱外存。外存可存儲大量的信息，計

算機需要使用時，再調(diào)入內(nèi)存。

CPU：包括運算單元和控制器?；竟δ苡校好羁刂?、操作控制、時間控制和數(shù)據(jù)

處理。適配器：連接主機和外圍設(shè)備的組件，充當(dāng)轉(zhuǎn)換器，協(xié)調(diào)主機和外圍設(shè)備的工作。

9.計算機系統(tǒng)軟件的類型是什么？解釋他們的目的。

解：系統(tǒng)軟件包括：（1）服務(wù)程序：診斷、排錯等（2）語言程序：匯編、編譯、解

釋等（3）操作系統(tǒng)（4）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

目的：簡化程序設(shè)計，簡化使用方法，提高計算機的使用效率，充分發(fā)揮和擴展計算

機的功能

及用途。

10.描述軟件開發(fā)的演進過程。（略）

11.現(xiàn)代計算機系統(tǒng)如何進行多級劃分？這種分級觀點對計算機設(shè)計會產(chǎn)生什么影響？

解決方案：參見第16頁圖1.6了解多級劃分圖。它可以分為：微程序級、通用機器

級、操作系統(tǒng)級、匯編語言級和計算機級

高級語言級。

使用這種分層視圖來設(shè)計計算機對確保良好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常有幫助。12.為什么軟件

可以轉(zhuǎn)化為硬件？硬件可以轉(zhuǎn)換成軟件嗎？實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變的媒介是什么？（略）

13.'計算機應(yīng)用\與\應(yīng)用計算機\在概念上等價嗎？用學(xué)科角度和計算機系統(tǒng)的層次

結(jié)構(gòu)來壽命你的觀點。

（略）

第二章

1.寫出下列數(shù)字的原碼、反碼、補碼和移位碼(用8位二進制數(shù)表示)。其中，MSB

是最高位(和符號位)，LSB是最低位。如果是小數(shù)點，則小數(shù)點位于MSB之后；如果是

整數(shù)，小數(shù)點在LSB之后。(1)-35/64(2)23/128(3)-127(4)以小數(shù)表示T(5)

以整數(shù)表示T

解：(1)先把十進制數(shù)-35/64寫成二進制小數(shù)：0.546875

(-35/64)10=-100011/1000000)2=-100011X2-110)2=-0,100011)2x=-0.100011b

二[x]原=1.1000110(注意位數(shù)為8位)[x]反=L01H001[x]補=1.0111010[x]移

=0.0111010

(2)首先將十進制數(shù)23/128寫入二進制十進制：

(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111X2-111)2=(0.0001011)2令x=0.0001011b

t[x]原=0.0001011[x]逆=0.0001011[x]補=0.0001011[x]移位=1.0001011(3)首先將

十進制數(shù)T27寫入二進制十進制:(-127)10=(-1111111)2讓x=-l數(shù)1b

A[x]原=1.Ill1111[x]反=1.0000000[x]補=1.0000001[x]移=1.0000001(4)令X=-

1.000000b.?.原碼、反碼無法表示

[x]Makeup=l.0000000[x]move=0.0000000(5)Makey=-l=-000000lb

[y]原=10000001[y]反補=11111111[y]移=01111111

2.讓[x]補碼=A0,Al,A2。。。A6,人工智能取0或1。如果x>0.5,求AO,Al,

A2,ooo9A6。

解:aO=l,al=0,a2,…，a6=l…1。

3.有一個字長為32位的浮點數(shù)，順序碼為10位(含1位順序號)，用移位碼表示；

22位(包括1位尾數(shù))的尾數(shù)用補碼表示，基數(shù)r=2。請寫：(1)最大數(shù)的二進制表示;

(2)最小分?jǐn)?shù)的二進制表示；

(3)規(guī)格化數(shù)所能表示的數(shù)的范圍；

(4)最接近零的正數(shù)和負(fù)數(shù)。

解：(1)11111111110111111111111111111111(2)

11111111111000000000000000000000

(3)11111111110111111111111111111111—01111111111000000000000000000000(4)

00000000000000000000000000000001~000000000011111111111111111111114.以下十進

制數(shù)表示為浮點數(shù)，順序碼為3位，補碼為3位；尾數(shù)是9位數(shù)，用補碼表示。(1)

27/64(2)-27/64

解：(1)27/64=1101lbX

=0.011011b=0.HOllbX

浮點規(guī)格化數(shù)：11110110110000(2)-27/64=-11011bX

=-0.011011b=-0.llOllbX

浮點規(guī)格化數(shù)：11111001010000

5.當(dāng)x和y已知時，用變形補碼計算x+y,并指出運算結(jié)果是否溢出。(1)

x=0.U011y=0.00011(2)x=0.11011y=-0.10101(3)x=-0.10110y=-0.00001

解：(1)先寫出x和y的變形補碼再計算它們的和［x］補=00.11011［y算卜=00的0011

［x+y］補償=［x］補償+y］補償=00.11011+00.00011=0.11110*x+y=0.1111b無溢出。

(2)先寫出x和y的變形補碼再計算它們的和［x］補=00.11011它］補=和.01011

［x+y］補償=［x］補償+y］補償=00.11011+0.01011=00.00110：x+y=0.0011b無溢出。

(3)先寫出x和y的變形補碼再計算它們的和［x］補=11.01010它］補=和.11111

［x+y］補償=［x］補償+y］補償=11.01010+11.11111=11.01001：Jx+y=-0.10111b無溢出

6.已知x和y,用變形補碼計算x-y,同時指出運算結(jié)果是否溢出。(l)x=0.11011y=-

0.11111(2)x=0.10111y=0.11011(3)x=0.11011y=-0.10011

解決方案：(1)先寫出X和Y的變形補，然后計算它們的差

［x］補=00.11011［y］補=11.00001［-丫］補=00.11111q-丫］補=以］補+［-丫］補

=00.11011+00.11111=01.11010;,運算結(jié)果雙符號不相等.?.為正溢出x-y=+L1101b

(2)首先寫出X和y的變形補碼，然后計算它們的差［x］

補=00.10111［y］補=00.11011［-y］補=11.00101［x-y］補

=00.10111+11.00101=11.11100/.x-y=-0.001b無溢出

(3)首先寫出X和y的變形補碼，然后計算它們的差

［x］補=00.11011［y］補=11.01101［-y］補=00.10011以-丫］補=以］補+［-丫］補

=00.11011+00.10011=01.01110：運算結(jié)果雙符號不相等.,.為正溢出x-y=+l.0111b

7.使用原始代碼數(shù)組乘法器和補碼數(shù)組乘法器分別計算x