计算机组成原理第四版课后习题答案完整版
计算机组成原理课后习题答案(白中英第四版)
计算机组成原理第四版白中英主编第一章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XXX。
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XXX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。
计算机组成原理 第四版课后习题答案(完整版)
第一章1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。
解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。
两者主要区别见P1 表1.1。
2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。
通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据：专用和通用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。
通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机有那些主要应用？（略）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？解：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。
存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。
主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。
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？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。
单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。
数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。
指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。
6．什么是指令？什么是程序？解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。
程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。
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？解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
计算机组成原理第四版课后答案 白中英
1. 设[X]补= a7.a6a5…a0 , 其中ai取0或1，若要x＞－0.5,求a0，a1，a2，…，a6 的取值。
解：（1）若a0=0，则x>0，也满足x>-0.5，此时a1至a6可任意（2）若a0=1，则x<=0，要满足x>-0.5，需a1=1即a0=1，a1=1，a2至a6有一个不为02. 设[X]补= a0，a1，a2…a6 , 其中ai取0或1，若要x＞－0.5,求a0，a1，a2，…，a6 的取值。
解：a0= 1，a1= 0， a2，…，a6=1…1。
3. 将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码3位，用补码表示；尾数9位，用补码表示。
（1） 27/64（2） -27/64解：（1）27/64=11011B× =0.011011B=0.11011B×浮点规格化数 : 1111 0110110000（2）-27/64= -11011B × = -0.011011B= -0.11011B×浮点规格化数 : 1111 10010100004.将下列十进制数表示成IEEE754标准的32为浮点规格化数。
（1） 27/64（2） -27/64解：E=-2+127=125=01111101 S=0M=1011 0000 0000 0000 0000 000最后为：0 01111101 1011 0000 0000 0000 0000 000E=-2+127=125=0111 1101 S=1M=1011 0000 0000 0000 0000 000最后为：1 01111101 1011 0000 0000 0000 0000 0005. 已知X和Y, 用变形补码计算X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。
（1）X=0.11011 Y=0.00011（2）X= 0.11011 Y= -0.10101（3）X=-0.10110 Y=-0.000016. 已知X和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。
计算机组成原理课后习题答案(白中英第四版).
第一章1．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。
2．冯诺依曼型计算机主要设计思想是：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3．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。
4．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。
5．指令和数据的区分：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。
6．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。
7．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。
8．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。
9．计算机的性能指标：吞吐量、响应时间、利用率、处理机字长、总线宽度、存储器容量、存储器带宽、主频/时钟周期、CPU执行时间、CPI、MIPS、MFLOPS.第二章2．[x]补 = a0. a1a2…a6解法一、（1）若a0 = 0, 则x > 0, 也满足x > -0.5此时a1→a6可任意（2）若a0= 1, 则x <= 0, 要满足x > -0.5, 需a1=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 = a 0. a 1a 2…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 即a 0a 1 = 11, a 2→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 = 111111111Ms = 0, M = 11…1（全1）表示为： 11...1 011 (1)10个 21个即：)21(221129---⨯（2） 最小的二进制数E = 111111111Ms = 1, M = 00…0（全0）（注意：用10….0来表示尾数－1）表示为： 11...1 100 010个 21个即：)1(2129-⨯-（3） 规格化范围正最大 E = 11…1， M = 11…1， Ms = 010个 21个即：)21(222119---⨯正最小 E = 00…0， M = 100…0， Ms = 010个 20个即：12922--⨯ 负最大 E = 00…0， M = 011…1， Ms = 110个 20个（最接近0的负数）即：)22(221129---+⨯- 负最小 E = 11…1， M = 00…0， Ms =110个 21个即：5111292)1(2-=-⨯-规格化所表示的范围用集合表示为：[12922--⨯ , )21(222119---⨯] [5111292)1(2-=-⨯-,)22(221129---+⨯-] （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 = 010个 20个12922--⨯ 负规格化数 E = 00…0， M = 011…1， Ms = 110个 20个)22(221129---+⨯-4（1）1211011.0011011.06427-⨯==阶补码： 1 11尾数补码： 0 1101 1000机器数： 1110 1101 1000（2） 12110110.0011011.06427-⨯-=-=-阶补码： 1 11尾数补码： 1 0010 1000 机器数： 1110 0010 10005．（1）x+y = 0.11110无溢出x+y = 0.00110无溢出（3）x = -0.10110x+y = -0.10111无溢出6．（1）x = 0.11011溢出（2）x = 0.10111x-y = -0.00100无溢出（3）x = 0.11011溢出7．（1）原码阵列x = 0.11011, y = -0.11111符号位: x0⊕y0 = 0⊕1 = 1原原[x*y]原= 1，11 0100 0101直接补码阵列[x*y]补= 1,00101,11011（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列[x]补= 0 11011, [y]补= 1 00001乘积符号位单独运算0⊕1＝1尾数部分算前求补输出│X│＝11011，│y│＝11111X×Y＝-0.1101000101(2) 原码阵列x = -0.11111, y = -0.11011符号位: x0⊕y0 = 1⊕1 = 0[x]补 = 11111, [y]补 = 11011[x*y]补 = 0,11010,00101直接补码阵列[x]补= (1)00001, [y]补= (1)00101[x*y]补= 0,11010,00101（直接补码阵列不要求）带求补器的补码阵列[x]补= 1 00001, [y]补= 1 00101乘积符号位单独运算1⊕1＝0尾数部分算前求补输出│X│＝11111，│y│＝11011X×Y＝0.11010001018．(1) 符号位Sf = 0⊕1 = 1去掉符号位后：[y’]补 = 00.11111[-y’]补 = 11.00001[x’]补 = 00.1100052*00111.0,11000.0--=-=余数yx (2) 符号位 Sf = 1⊕0 = 1去掉符号位后：[y ’]补 = 00.11001[-y ’]补 = 11.00111[x ’]补 = 00.010119．(1) 规格化处理: 0.110000 阶码 11110x-y=2-2*0.110001(2) x = 2-101*(-0.010110), y = 2-100*0.010110[x]浮= 11011,-0.010110[y]浮= 11100,0.010110Ex-Ey = 11011+00100 = 11111规格化处理: 0.101100 阶码 11010-6规格化处理: 1.011111 阶码11100x-y=-0.100001*2-410．(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100(2)Ey = 0011, My = 0.111100Ez = Ex-Ey = 1110+1101 = 1011[Mx]补= 00.011010商= 0.110110*2-6, 余数=0.101100*2-6 11．4位加法器如上图，1111)()(----⊕+=++=++=i i i i i i i i i i i i i i i i i C B A B A C B A B A C B C A B A C(1)串行进位方式C 1 = G 1+P 1C 0 其中：G 1 = A 1B 1 P1 = A 1⊕B 1（A 1＋B 1也对）C 2 = G 2+P 2C 1 G 2 = A 2B 2 P 2 = A 2⊕B 2C 3 = G 3+P 3C 2 G 3 = A 3B 3 P 3 = A 3⊕B 3C 4 = G 4+P 4C 3 G 4 = A 4B 4 P 4 = A 4⊕B 4(2)并行进位方式C 1 = G 1+P 1C 0C 2 = G 2+P 2G 1+P 2P 1C 0C 3 = G 3+P 3G 2+P 3P 2G 1+P 3P 2P 1C 0C 4 = G 4+P 4G 3+P 4P 3G 2+P 4P 3P 2G 1+P 4P 3P 2P 1C 012．(1)组成最低四位的74181进位输出为：C 4 = C n+4 = G+PC n = G+PC 0， C 0为向第0位进位其中，G = y 3+y 2x 3+y 1x 2x 3+y 0x 1x 2x 3，P = x 0x 1x 2x 3，所以C 5 = y 4+x 4C 4C 6 = y 5+x 5C 5 = y 5+x 5y 4+x 5x 4C 4(2)设标准门延迟时间为T ，“与或非”门延迟时间为1.5T ，则进位信号C 0，由最低位传送至C 6需经一个反相器、两级“与或非”门，故产生C 0的最长延迟时间为T+2*1.5T = 4T(3)最长求和时间应从施加操作数到ALU 算起：第一片74181有3级“与或非”门（产生控制参数x 0, y 0, C n+4），第二、三片74181共2级反相器和2级“与或非”门（进位链），第四片74181求和逻辑（1级与或非门和1级半加器，设其延迟时间为3T ），故总的加法时间为：t 0 = 3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T = 14T 第三章1. (1)字节M 4832*220= (2)片84*28*51232*1024==K K (3)1位地址作芯片选择2. (1)个模块64264*264*262026==(2)1616*2*264*281020= 每个模块要16个DRAM 芯片 (3)64*16 = 1024块由高位地址选模块3. (1)根据题意，存储总容量为64KB ，故地址总线需16位。
计算机组成原理第四版张基温课后答案
1.23 按照诺伊曼原理，现代计算机应具备 哪些功能？
答：按照Neumann提出原理，计算机必须 具有如下功能： （1）输入输出功能。计算机必须有能力把 原始数据和解题步骤接收下来（输入）， 把计算结果和计算过程中出现的情况告诉 （输出）给使用者。
答：存储器层次结构可以提高计算机存储系统 的性能价格比，即在速度方面接近最高级的存 储器，在容量和价格方面接近最低级的存储器。 实现存储器层次结构的先决条件是程序局部性， 即存储器访问的局部性是实现存储器层次结构 的基础。其度量方法主要是存储系统的命中率， 由高级存储器向低级存储器访问数据时，能够 得到数据的概率。
答：(1) RAM是随机存取存储器; ROM是只读 存储器； (2) RAM是易失性的，一旦掉电，则所有信息 全部丢失；ROM是非易失性的，其信息可以 长期保存，常用于存放一些固定用的数据和 程序，如计算机的自检程序、BIOS、游戏卡 中的游戏，等等。
2.5 术语：存储元、存储单元、存储体、存储 单元地址，有何联系和区别？ 答：存储元：存储一位二进制信息的基本单元
1.10 把下列各数译成8位的二进制数补码：
解：真值 补码
+19
-19
00010011
11101101
+75
-56 +37 -48
01001011
11001000 00100101 11010000
真值
+1
补码
00000001
-1
+2
11111111
00000010
-2
+4
11111110
00000100
计算机组成原理课后答案（白中英第四版）第四章
计算机组成原理课后答案（⽩中英第四版）第四章第四章1.不合理。
指令最好半字长或单字长，设16位⽐较合适。
2.3.(1)RR 型指令(2)寄存器寻址(3)单字长⼆地址指令(4)操作码字段OP 可以指定26=64种操作4.(1)双字长⼆地址指令，⽤于访问存储器。
操作码字段可指定64种操作。
(2)RS 型指令，⼀个操作数在通⽤寄存器（共16个），另⼀个操作数在主存中。
(3)有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（共16个）内容加上位移量。
5.(1)双操作数指令(2)23=8种寻址⽅式(3)24=16种操作6.(1)直接寻址⽅式(2)相对寻址⽅式(3)变址寻址⽅式(4)基址寻址⽅式(5)间接寻址⽅式(6)变址间接寻址⽅式7.40条指令需占6位，26=64，剩余24条可作为扩充4种寻址⽅式需占2位剩余8位作为地址X = 00 直接寻址⽅式 E = DX = 01 ⽴即寻址⽅式X = 10 变址寻址⽅式 E = （R ）+DX = 11 相对寻址⽅式 E = （PC ）+D2位E = PC H -DX = 01 ⽴即寻址⽅式X = 10 直接寻址⽅式 E = D(2)PC ⾼8位形成主存256个页⾯，每页K M 42561 个单元 (3)寻址模式X = 11尚未使⽤，故可增加⼀种寻址⽅式。
由于CPU 中给定的寄存器中尚可使⽤PC ，故可增加相对寻址⽅式，其有效地址E = PC+D ，如不⽤相对寻址，还可使⽤间接寻址，此时有效地址E = （D ）。
当位移量变成23位时，寻址模式变成3位，可有更多的寻址⽅式。
9. 16个通⽤寄存器占4位，64种操作占6位，剩下22位⽤于存储器地址，采⽤R为基址寄存器寻址，地址＝（R）＋D 当基址最⼤，D也是最⼤的时候，寻址能⼒最⼤⽽寄存器是32位的，故最⼤存储空间是232＋222 = 4GB＋4MB。
11.C12.(1)寄存器(2)寄存器间接(3)⽴即(4)直接(5)相对、基值、变址。
计算机组成原理第四版课后题答案七,八章
第七章1. 计算机的外围设备是指（）A．输入/ 输出设备 B. 外存储器C. 输入/输出设备及外存储器D. 除了CPU和内存以外的其他设备解：D2．打印机根据印字方式可以分为（）和（）两大类，在（）类打印机中，只有（）型打印机能打印汉字，请从下面答案中选择填空。
A．针型打印机B. 活字型打印机C. 击打式D. 非击打式解：C D C A7．试推导磁盘存贮器读写一块信息所需总时间的公式。
解：设读写一块信息所需总时间为Tb，平均找道时间为Ts，平均等待时间为TL，读写一块信息的传输时间为Tm，则：Tb=Ts＋TL＋Tm。
假设磁盘以每秒r 转速率旋转，每条磁道容量为N 个字，则数据传输率=rN 个字/ 秒。
又假设每块的字数为n，因而一旦读写头定位在该块始端，就能在Tm≈（n / rN ）秒的时间中传输完毕。
TL是磁盘旋转半周的时间，TL=（1/2r ）秒，由此可得：Tb=Ts＋1/2r ＋n/rN 秒8．某磁盘存贮器转速为3000 转/ 分，共有4 个记录面，每毫米5 道，每道记录信息为12288 字节，最小磁道直径为230mm，共有275 道。
问：（1）磁盘存贮器的容量是多少？（2）最高位密度与最低位密度是多少？（3）磁盘数据传输率是多少？（4）平均等待时间是多少？（5）给出一个磁盘地址格式方案。
解：（1）每道记录信息容量= 12288 字节每个记录面信息容量= 275 × 12288 字节共有4 个记录面，所以磁盘存储器总容量为：4 ×275×12288字节= 13516800 字节（2）最高位密度D1按最小磁道半径R1计算（R1 = 115mm）：D1 = 12288 字节/ 2 πR1 = 17 字节/ mm 最低位密度D2 按最大磁道半径R2计算：R2 = R1 + （275 ÷ 5）= 115 + 55 = 170mmD2 = 12288 字节/ 2 πR2 = 11.5 字节/ mm（3）磁盘传输率C = r · Nr = 3000 / 60 = 50 周/ 秒N = 12288 字节（信道信息容量）C = r · N = 50 × 12288 = 614400 字节/ 秒（4）平均等待时间= 1/2r = 1 / （2 ×50） = 10 毫秒（5）磁盘存贮器假定只有一台，所以可不考虑台号地址。
计算机组成原理第四版课后题答案五,六章
第五章1．请在括号内填入适当答案。
在CPU中：(1) 保存当前正在执行的指令的寄存器是（指令寄存器IR）；(2) 保存当前正要执行的指令地址的寄存器是(程序计数器PC)；(3) 算术逻辑运算结果通常放在（通用寄存器）和（数据缓冲寄存器DR ）。
2．参见下图（课本P166图5.15）的数据通路。
画出存数指令"STA R1 ，(R2)"的指令周期流程图，其含义是将寄存器R1的内容传送至（R2）为地址的主存单元中。
标出各微操作信号序列。
解："STA R1 ，(R2)"指令是一条存数指令，其指令周期流程图如下图所示：3．参见课本P166图5.15的数据通路，画出取数指令"LDA（R3），RO"的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址的主存单元的内容取至寄存器R0中，标出各微操作控制信号序列。
5．如果在一个CPU周期中要产生3个脉冲 T1 = 200ns ,T2 = 400ns ,T3 = 200ns,试画出时序产生器逻辑图。
解：节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的宽度实际等于时钟脉冲的周期或是它的倍数，此时T1 = T3 =200ns ，T2 = 400 ns ，所以主脉冲源的频率应为 f = 1 / T1 =5MHZ 。
为了消除节拍脉冲上的毛刺，环型脉冲发生器可采用移位寄存器形式。
下图画出了题目要求的逻辑电路图和时序信号关系。
根据关系，节拍脉冲T1 ，T2 ，T3 的逻辑表达式如下：T1 = C1·， T2 = ， T3 =6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。
已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。
解：微指令条数为：（4-1）×80+1=241条取控存容量为：256×32位=1KB7. 某ALU器件使用模式控制码M，S3，S2，S1，C来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。
计算机组成原理课后习题答案(白中英第四版)
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: x0⊕y0= 0⊕1 = 1
[x]原= 11011, [y]原= 11111
[x*y]原= 1，11 0100 0101
直接补码阵列
C1= G1+P1C0其中：G1= A1B1P1 = A1⊕B1（A1＋B1也对）
C2= G2+P2C1G2= A2B2P2= A2⊕B2
C3= G3+P3C2G3= A3B3P3= A3⊕B3
C4= G4+P4C3G4= A4B4P4= A4⊕B4
(2)并行进位方式
C1= G1+P1C0
C2= G2+P2G1+P2P1C0
[-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
计算机组成原理
第一章
1．比较数字计算机和模拟计算机的特点；
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。
计算机组成原理第四版张基温课后答案
计算机组成原理第四版张基温课后答案计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案● 小结计算机系统概述● 1.1 计算工具及其进步● 1.2 0、1编码● 1.3 电子数字计算机工作原理● 1.4 现代计算机系统结构与发展● ―― 重要知识点计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案课外作业(1)P50: 1.3 1.4 (5) 1.5 EFH 1.7 (写过程) 1.10 1.11 1.14 (2)P51: 1.18 (1) 1.20(4)END计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案习题讲解1.2 把114、0.6875这两个十进制数转换为7位字长的二进制数解：114D=__-__B (除2取余)0.6875=0.__-__B(乘2取整)计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案1.3 用二进制表示一个4位十进制整数最少需多少位(不考虑符号位)?解：设需要n位二进制，则2 10 , n 4lg10 / lg 2 14n 4因此至少需要14位计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案1.4(5) 7.75×2.4 解：7.75D×2.4D = 111.11B×10.011B = __.01101B = 18.406D 其他正确结果：A. 7.75D×2.4D = 111.11B×10.01B = __.0111B B.7.75D×2.4D = 111.11B×10.01101B = __.__-__B计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案1.4(4) 49.5×52.75 解：49.5D×52.75D = __.1B__.11B = __-__0011.001B = 2611.125D 1.5 EFH=?DEFH=14×161+15×160=224+15=239 说明：H――标识16进制数的后缀(EF)16计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案1.7 已知：[X]补=__-__, [Y]补=__-__, 则[X-Y]补= A 解：[-Y]补=__-__ (符号位取反，各位数值位按位取反，末位加1) 则[X-Y]补= [X]补+ [-Y]补= __-__+__-__ (符号位有进位不一定为溢出)计算机组成原理教程(第四版)第四版编著只有部分答案判别溢出的方法之一：使用双符号位相加，若两符号位相同，则不溢出，否则溢出。
计算机组成原理第四版课后题答案三,四章
第三章1．有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1）该存储器能存储多少个字节的信息？（2）如果存储器由512K×8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？（3）需要多少位地址作芯片选择？解：（1）∵ 220= 1M，∴该存储器能存储的信息为：1M×32/8=4MB （2）（1000/512）×（32/8）= 8（片）（3）需要1位地址作为芯片选择。
2. 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用256K×16位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问：（1）每个模块板为1024K×64位，共需几个模块板？（2）个模块板内共有多少DRAM芯片?（3）主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各模块板？解：(1). 共需模块板数为m：m=÷=64 (块)(2). 每个模块板内有DRAM芯片数为n:n=(/) ×(64/16)=16 (片)(3) 主存共需DRAM芯片为：16×64=1024 (片)每个模块板有16片DRAM芯片，容量为1024K×64位，需20根地址线(A19~A0)完成模块板内存储单元寻址。
一共有64块模块板，采用6根高位地址线(A25~A20)，通过6：64译码器译码产生片选信号对各模块板进行选择。
3．用16K×8位的DRAM芯片组成64K×32位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？解：（1）组成64K×32位存储器需存储芯片数为N=（64K/16K）×（32位/8位）=16（片）每4片组成16K×32位的存储区，有A13-A0作为片内地址，用A15 A14经2：4译码器产生片选信号，逻辑框图如下所示：（2）依题意，采用异步刷新方式较合理，可满足CPU在1μS内至少访问内存一次的要求。
计算机组成原理课后习题答案(白中英第四版).doc
计算机组成原理第四版白中英主编第一章1．比较数字计算机和模拟计算机的特点；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．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？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．数字计算机有哪些主要作用？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．冯诺依曼型计算机的主要涉及思想是什么？它包括哪些主要组成部分？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5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？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。
6．什么是指令？什么是程序？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．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分他们是指令还是数据？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。
8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能.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。
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第一章1．比较数字计算机和模拟计算机的特点解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。
两者主要区别见P1 表1.1。
2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。
通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据：专用和通用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。
通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机有那些主要应用？（略）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？解：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。
存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。
主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。
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？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。
单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。
数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。
指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。
6．什么是指令？什么是程序？解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。
程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。
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？解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。
8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。
解：内存：一般由半导体存储器构成，装在底版上，可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器，简称内存。
用来存放经常使用的程序和数据。
外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。
外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。
CPU：包括运算器和控制器。
基本功能为：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。
适配器：连接主机和外设的部件，起一个转换器的作用，以使主机和外设协调工作。
9．计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途。
解：系统软件包括：（1）服务程序：诊断、排错等（2）语言程序：汇编、编译、解释等（3）操作系统（4）数据库管理系统用途：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及用途。
10．说明软件发展的演变过程。
（略）11．现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？解：多级划分图见P16图1.6。
可分为：微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级和高级语言级。
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是有很大帮助的。
12．为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？（略）13． "计算机应用"及"应用计算机"在概念上等价吗？用学科角度和计算机系统的层次结构来寿命你的观点。
（略）第二章1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（用8位二进制数）。
其中MSB是最高位（又是符号位）LSB是最低位。
如果是小数，小数点在MSB之后；如果是整数，小数点在LSB之后。
(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1解：(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数：(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011×2-110)2=(-0 .100011)2令x=-0.100011B∴ [x]原=1.1000110 (注意位数为8位) [x]反=1.0111001[x]补=1.0111010 [x]移=0.0111010(2) 先把十进制数23/128写成二进制小数：(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111×2-111)2=(0.000 1011)2令x=0.0001011B∴ [x]原=0.0001011 [x]反=0.0001011[x]补=0.0001011 [x]移=1.0001011(3) 先把十进制数-127写成二进制小数：(-127)10=(-1111111)2令x= -1111111B∴ [x]原=1.1111111 [x]反=1.0000000[x]补=1.0000001 [x]移=1.0000001(4) 令x=-1.000000B∴ 原码、反码无法表示[x]补=1.0000000 [x]移=0.0000000(5) 令Y=-1=-0000001B∴ [Y]原=10000001 [Y]反=11111110[Y]补=11111111 [Y]移=011111112. 设[X]补= a0，a1，a2…a6 , 其中ai取0或1，若要x ＞－0.5,求a0，a1，a2，…，a6 的取值。
解：a0= 1，a1= 0， a2，…，a6=1…1。
3. 有一个字长为32位的浮点数，阶码10位（包括1位阶符），用移码表示；尾数22位（包括1位尾符）用补码表示，基数R=2。
请写出：(1) 最大数的二进制表示；(2) 最小数的二进制表示；(3) 规格化数所能表示的数的范围；(4) 最接近于零的正规格化数及负规格化数。
解：（1）1111111111 0111111111111111111111（2）1111111111 1000000000000000000000（3）1111111111 0111111111111111111111～0111111111 1000000000000000000000（4）0000000000 0000000000000000000001～0000000000 11111111111111111111114. 将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码3位，用补码表示；尾数9位，用补码表示。
（1） 27/64（2） -27/64解：（1）27/64=11011B×=0.011011B=0.11011B×浮点规格化数 : 1111 0110110000（2） -27/64= -11011B×= -0.011011B= -0.11011B×浮点规格化数 : 1111 10010100005. 已知X和Y, 用变形补码计算X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。
（1）X=0.11011 Y=0.00011（2）X= 0.11011 Y= -0.10101（3）X=-0.10110 Y=-0.00001解：（1）先写出x和y的变形补码再计算它们的和[x]补=00.11011 [y]补=00.00011[x+y]补=[x]补+[y]补=00.11011+00.00011=0.11110∴ x+y=0.1111B 无溢出。
（2）先写出x和y的变形补码再计算它们的和[x]补=00.11011 [y]补=11.01011[x+y]补=[x]补+[y]补=00.11011+11.01011=00.00110∴ x+y=0.0011B 无溢出。
（3）先写出x和y的变形补码再计算它们的和[x]补=11.01010 [y]补=11.11111[x+y]补=[x]补+[y]补=11.01010+11.11111=11.01001∴ x+y= -0.10111B 无溢出6. 已知X和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。
(1) X=0.11011 Y= -0.11111(2) X=0.10111 Y=0.11011(3) X=0.11011 Y=-0.10011解：（1）先写出x和y的变形补码，再计算它们的差[x]补=00.11011 [y]补=11.00001 [-y]补=00.11111[x-y]补=[x]补+[-y]补=00.11011+00.11111=01.11010∵运算结果双符号不相等∴ 为正溢出X-Y=+1.1101B（2）先写出x和y的变形补码，再计算它们的差[x]补=00.10111 [y]补=00.11011 [-y]补=11.00101[x-y]补=00.10111+11.00101=11.11100∴ x-y= -0.001B 无溢出（3）先写出x和y的变形补码，再计算它们的差[x]补=00.11011 [y]补=11.01101 [-y]补=00.10011[x-y]补=[x]补+[-y]补=00.11011+00.10011=01.01110∵运算结果双符号不相等∴ 为正溢出X-Y=+1.0111B7. 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算X×Y。
（1）X=0.11011 Y= -0.11111（2）X=-0.11111 Y=-0.11011解：（1）用原码阵列乘法器计算：[x]补=0.11011 [y]补=1.00001(0) 1 1 0 1 1×) (1)0 0 0 0 1----------------------------------(0) 1 1 0 1 1(0) 0 0 0 0 0（0) 0 0 0 0 0(0) 0 0 0 0 0(0) 0 0 0 0 0(0) (1) (1) (0) (1) (1)-----------------------------------------(1) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1[x×y]补=1.0010111011∴ x×y= -0.11010001018．用原码阵列除法器计算X÷Y。
（1）X=0.11000 Y= -0.11111（2）X=-0.01011 Y=0.11001解：（1）[x]原=[x]补=0.11000 [-∣y∣]补=1.00001被除数 X 0.11000+[-∣y∣]补 1.00001----------------------余数为负 1.11001 →q0=0左移 1.10010+[|y|]补0.11111----------------------余数为正0.10001 →q1=1左移 1.00010+[-|y|]补 1.00001----------------------余数为正0.00011 →q2=1左移 0.00110+[-|y|]补 1.00001----------------------余数为负 1.00111 →q3=0左移 0.01110+[|y|]补0.11111----------------------余数为负 1.01101 →q4=0左移 0.11010+[|y|]补0.11111----------------------余数为负 1.11001 →q5=0+[|y|]补0.11111----------------------余数 0.11000故[x÷y]原=1.11000 即x÷y= -0.11000B余数为0.11000B×9. 设阶为5位(包括2位阶符), 尾数为8位(包括2位数符), 阶码、尾数均用补码表示, 完成下列取值的[X+Y]，[X-Y]运算：（1）X=×0.100101 Y=×(-0.011110)（2）X=×（-0.010110） Y=×(0.010110)解：（1）将y规格化得：y=×(-0.111100)[x]浮=1101，00.100101 [y]浮=1101，11.000100 [-y]浮=1101，00.111100① 对阶[ΔE]补=[Ex]补+[-Ey]补=1101+0011=0000∴ Ex=Ey② 尾数相加相加相减00.10010100.100101+ 11.000100 +00.111100--------------------------11.10100101.100001[x+y]浮=1101,11.101001 左规 [x+y]浮=1100,11.010010∴ x+y=×(-0.101110)[x-y]浮=1101,01.100001 右规 [x-y]浮=1110,00.1100001舍入处理得 [x-y]浮=1110,00.110001∴ x-y=×0.110001（2） [x]浮=1011，11.101010 [y]浮=1100，00.010110 [-y]浮=1100，11.101010① 对阶[ΔE]补=[Ex]补+[-Ey]补=1011+0100=1111∴ △E= -1 [x]浮=1100，11.110101(0)② 尾数相加相加相减11.110101(0)11.110101(0)+ 00.010110 +11.101010--------------------------------00.001011(0)11.011111(0)[x+y]浮=1100,00.001011(0) 左规 [x+y]浮=1010,00.1011000∴ x+y=×0.1011B[x-y]浮=1100,11.011111(0)∴ x-y=×（-0.100001B）13. 某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1 ，低位来的信号为C0 ，请分别按下述两种方式写出C4C3C2C1的逻辑表达式。