计算机组成原理第五版 白中英(详细)第4章习题参考答案
白中英《计算机组成原理》(第5版)笔记和课后习题详解复习答案
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第1章计算机系统概论
1.1复习笔记
1.2课后习题详解
第2章运算方法和运算器
2.1复习笔记
2.2课后习题详解
第3章多层次的存储器
3.1复习笔记
3.2课后习题详解
第4章指令系统
4.1复习笔记
4.2课后习题详解
第5章中央处理器
5.1复习笔记
5.2课后习题详解
第6章总线系统
6.1复习笔记
6.2课后习题详解
第7章外存与I/O设备
7.1复习笔记
7.2课后习题详解
第8章输入输出系统
8.1复习笔记
8.2课后习题详解
第9章并行组织与结构
9.1复习笔记
9.2课后习题详解
第10章课程教学实验设计
第11章课程综合设计。
计算机组成原理(白中英)第4章
A2
7
• (1)零地址指令的指令字中只有操作码，而没有Байду номын сангаас 址码。 • (2)一地址指令常称为单操作数指令。 OP (A) -> A (AC) OP (A) -> AC • (3)二地址指令常称为双操作数指令。 (A1) OP (A2) -> A1 • (4)三地址指令字中有三个操作数地址。 • (A1) OP (A2) -> A3 • OP表示操作性质;（AC）表示累加寄存器AC中的数； （A）表示内存中地址为A的存储单元中的数或运 算器中地址为A的通用寄存器中的数；→表示把操 作（运算）结果传送到指定的地方。
• 变址和基值寻址方式 • 变址寻址方式与基值寻址方式有点 类似，它们都是把某个变址寄存器或基 值寄存器的内容，加上指令格式中的形 式地址而形成操作数的有效地址。 • 但使用变址寻址方式的目的不在于 扩大寻址空间，而在于实现程序块的规 律变化。
2015年6月24日8时57分 29
指令和数据的寻址方式
2015年6月24日8时57分 11
• 4.指令助记符
• 由于硬件只能识别1和0，所以采用 二进制操作码是必要的，但是书写程序 却非常麻烦。 • 为了便于书写和阅读程序，每条指 令通常用3个或4个英文缩写字母来表示。 这种缩写码叫做指令助记符。 • 在不同的计算机中，指令助记符的 规定是不一样的。因此，指令助记符还 必须转换成与它们相对应的二进制码。
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指令格式举例 八位微型计算机的指令格式
8位微型机字长只有8位，指令结构是一种可变字 长形式，包含单字长、双字长、三字长指令等多种。
单字长指令 操作数 双字长指令 操作数 三字长指令 操作数
操作数地址 操作数地址 操作数地址
计算机组成原理课后答案白中英主编第五版
计算机组成原理课后答案白中英主编第五版计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要基础课程，它涵盖了计算机硬件系统的基本组成、工作原理和设计方法。
白中英主编的第五版教材是许多高校广泛采用的教材之一。
以下是对该教材课后习题的答案解析。
首先，让我们来了解一下计算机系统的层次结构。
从最上层的应用程序，到操作系统、指令系统、微体系结构，再到硬件逻辑层，每一层都有其独特的功能和作用。
在这个层次结构中，上层是通过下层来实现其功能的，而下层则为上层提供服务和支持。
在存储系统方面，我们需要掌握存储器的分类、存储容量的计算、存储速度的衡量指标等。
例如，随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的区别，以及高速缓冲存储器（Cache）在提高计算机性能方面的作用。
Cache 的命中率是一个重要的概念，它直接影响到计算机系统的运行效率。
指令系统是计算机能够执行的操作的集合。
指令的格式、寻址方式以及指令的分类都是需要重点掌握的内容。
不同的寻址方式，如立即寻址、直接寻址、间接寻址等，为程序设计提供了丰富的手段。
中央处理器（CPU）是计算机的核心部件。
它的功能包括指令控制、操作控制、时间控制和数据加工。
CPU 的结构包括控制器和运算器两大部分。
控制器负责指令的读取、译码和执行的控制，而运算器则负责数据的运算和处理。
总线是计算机各部件之间传输信息的公共通路。
总线的分类、总线的性能指标以及总线的仲裁方式等都是需要了解的知识点。
例如，总线带宽的计算、同步总线和异步总线的区别等。
输入输出系统也是计算机组成原理中的重要部分。
包括输入输出设备的分类、接口的功能和组成、数据传输的控制方式等。
中断方式和DMA 方式在提高输入输出效率方面发挥了重要作用。
在课后习题中，可能会有一些关于上述知识点的理论性问题，要求我们对概念进行准确的阐述和理解。
例如，“请简述计算机存储系统的层次结构及其特点”，对于这样的问题，我们要清晰地回答出各个层次的名称、特点以及它们之间的关系。
计算机组成原理 第五版 习题答案
（最接近 0 的负数）即： −2−27 × (2−1 + 2−22 )
负最小 E = 11…1， M = 00…0， Ms =1
8个
22 个
即： 227−1× (−1)
规格化所表示的范围用集合表示为：
[ 2−27 × 2−1 , 227−1× (1− 2−22 ) ] [ 227−1× (−1) , −2−27 × (2−1 + 2−22 ) ]
计算机组成原理 第五版 习题答案
计算机组成原理 第五版 习题答案
第一章 .............................................................................................................................................. 1 第二章 .............................................................................................................................................. 3 第三章 ............................................................................................................................................ 14 第四章 ............................................................................................................................................ 19 第五章 ............................................................................................................................................ 21 第六章 ............................................................................................................................................ 27 第七章 ............................................................................................................................................ 31 第八章 ............................................................................................................................................ 34 第九章 ............................................................................................................................................ 36
《计算机组成原理-白中英版》习题答案
第二章运算方法和运算器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=(-100011×2-6)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=(0.0001011)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=011111115.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。
（2）X=0.11011 Y= -0.10101解：x+y = 0.00110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。
计算机组成原理第五版-白中英(详细)第4章习题参考答案
第4章习题参考答案1．ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理为什么答：不合理。
指令最好半字长或单字长，设16位比较合适。
一个字符的ASCII 是7位，如果设计主存单元字长为32位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另20位就浪费了，这样看来就不合理，因为通常单字长指令很多，浪费也就很大了。
2．假设某计算机指令长度为32位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，指令系统共有70条指令，请设计满足要求的指令格式。
答：字长32位，指令系统共有70条指令，所以其操作码至少需要7位。
双操作数指令单操作数指令无操作数指令3．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
15 10 !9 8 7 4 3 0答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1) 单字长二地址指令。
》(2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3) 源和目标都是通用寄存器（可分指向16个寄存器）所以是RR型指令，即两个操作数均在寄存器中。
(4) 这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。
4．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
15 10 9 8 7 4 3 015 10 9 8 7 4 3 0答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1)双字长二地址指令，用于访问存储器。
(2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3)RS型指令，一个操作数在通用寄存器（选择16个之一），另一个操作数在主存中。
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（选择16个之一）内容加上位移量。
|5．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
15 12 11 9 8 6 5 3 2 0答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1)该指令为单字长双操作数指令，源操作数和目的操作数均由寻址方式和寄存器构成，寄存器均有8个，寻址方式均有8种。
计算机组成原理课后答案 中英主编第五版
计算机组成原理课后答案中英主编第五版计算机组成原理课后答案第一章：计算机系统概述1. 数据是计算机系统处理的基本对象，其形式包括数字、文本、图像、音频等多种类型。
2. 信息是对数据进行加工处理后得到的有用结果，例如计算、存储、传输等操作。
3. 计算机系统组成包括硬件和软件两个部分。
硬件包括中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备等；软件包括系统软件和应用软件两部分。
4. 计算机系统的层次结构包括硬件层、指令系统层、操作系统层和应用层等，每一层都在上层的基础上提供更高级的功能，为上层提供服务。
第二章：数字系统1. 数制是一种用来表示数字的符号体系，常见的数制包括二进制、八进制、十进制和十六进制。
2. 在二进制系统中，每一位上的数值称为位权，位权的值是2的幂次方。
3. 二进制转换为十进制可以使用位置权重法，将二进制数每一位与对应的位权相乘，然后求和即可。
4. 十进制转换为二进制可以使用短除法，不断将十进制数除以2取余数，直到商为0为止，将余数按倒序排列即为二进制数。
第三章：汇编语言1. 汇编语言是一种与机器语言直接对应的低级语言，使用助记符来表示机器指令。
2. 汇编语言的指令包括数据传输指令、运算指令、逻辑指令、控制转移指令等，用于完成各种计算机操作。
3. 汇编程序是由一系列汇编语句组成的程序，需要经过汇编器的处理转换为机器语言程序，再由计算机执行。
4. 汇编语言相对于机器语言具有可读性强、编写方便的优点，但是移植性较差，需要根据不同的硬件平台进行适配。
第四章：总线1. 总线是计算机各部件之间传输数据和信号的通道，包括数据总线、地址总线和控制总线等。
2. 数据总线用于传输数据，地址总线用于指定操作的存储单元或者IO设备，控制总线用于传递控制信息。
3. 总线的性能指标包括宽度（数据位宽）、带宽（传输速率）和周期（传输时间）等。
第五章：存储器1. 存储器是计算机中用于存储指令和数据的设备，包括主存储器和辅助存储器两部分。
白中英《计算机组成原理》第5版考研教材及真题视频讲解
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2．理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。
3．能够综合运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。
考纲要求1．计算机发展历程2．计算机系统层次结构（1）计算机硬件的基本组成；（2）计算机软件的分类；（3）计算机的工作过程。
3．计算机的性能指标吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、C PU执行时间；MIPS、MFLOPS1.1 计算机系统的分类一、计算机系统的分类如图1-1所示。
图1-1 计算机系统分类图二、计算机系统的基本组成如图1-2所示。
图1-2 计算机系统组成图三、概述计算机的分类：机械计算机电子模拟计算机：数值由连续的量来表示。
电子数字计算机：计算机中的数值由不连续的数字来表示。
专用机：经济，有效，快速，适应性差通用机：适应性强巨型机大型机中型机小型机微型机单片机低简易性高高体积，功耗，性能，价格低如图1-3所示。
图1-3数字计算机与模拟计算机的主要区别如表1-1所示。
表1-1 数字计算机与模拟计算机的主要区别考研真题精选一、选择题1下列关于冯·诺依曼结构计算机基本思想的叙述中，错误的是（）。
计算机组成原理答案 白中英
人教版高一历史暑假作业：作业9资本主义经济政策的调整学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、判断题1．1929～1933年由美国首先爆发的经济大危机席卷整个资本主义世界，西方主要国家纷纷加强对经济的干预，加紧对国际市场的争夺。
2．1929~1933年空前严重的经济危机，重创了资本主义经济。
为迅速摆脱危机，美国总统罗斯福力主由政府对经济进行积极的干预和调节。
3．罗斯福政府加强对工业的计划指导，要求工业制定本行业的公平经营章程，规定生产规模、价格水平，将生产的无序状态纳入国家的有序管理，防止盲目竞争，调整企业关系。
4．罗斯福说：“为了永远纠正我们经济体制中的严重缺点，我们依靠的是旧民主秩序的新应用。
”这表明罗斯福新政的实质是，在维护资本主义制度的前提下对资本主义生产关系进行了局部调整。
5．二战后，西方国家普遍实行“福利国家”政策，这一政策的实质是西方国家干预社会财富的再分配，是资本主义对自身的调节。
6．20世纪90年代，美国经济高速增长，出现了高通货膨胀和低失业率并存的局面，这意味着美国进入了“新经济”时代。
二、单选题7．据《美国通史》记载：仅纽约一市，1931年记录在案的饿死街头事件，就有2000起；1932年，纽约《晚画报》报道了一系列饿死人的事件。
造成这一现象的主要原因是A．自然灾害频发导致农业歉收B．生产相对过剩引发经济危机C．产业结构调整挫伤农民积极性D．通货膨胀引发粮食价格上涨8．有学者统计，1933年1月的美国，橡胶价格仅为1929年1月的13%，羊毛为22%，丝为28%，棉花为34%，大米和咖啡为41%，小麦为42%，食糖为50%。
这主要说明A．空前严重的经济危机肆虐横行B．资本主义国家之间的矛盾激化C．工人和资本家之间的矛盾尖锐D．凯恩斯主义失灵，出现“滞胀”9．1933年，美国政府说服农民耕掉1000万亩棉花，以换取津贴；1934年，美国国会通过班克黑德棉花控制法，授权农业调整局规定棉花销售定额，并对超定额出售棉花征收寓禁税（寓意在于禁止的税收），结果使1934年棉花减产340多万包。
计算机组成原理白中英版第五版课后答案
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？
冯诺依曼计算机的主要设计思想 存储程序并按地址顺序执行 冯诺依曼计算机主要包括 存储器、运算器、控制器、输入和输出五部分组成
2015年3月25日星期三
2
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？
2015年3月25日星期三
8
2. 设[X]补＝a7.a6 a5··· a0 ，其中ai 取0或1， 若要X>-0.5，求a0 a1 a2 ··· a7 的取值。
若a7 ＝0，则X为正数，显然a0··· a6取任何值均可。 若a7 ＝1，则X为负数，[X]移＝0. a6 a5 ··· a0
∵ －0.5D = －0.100000B，则[－0.5D ]移＝0.100000 ∴ 若要X>－0.5，即等价于[X]移> [－0.5D ]移 即0. a6 a5··· a0>0.100000，因此必须是a5··· a0不全为0。
2015年3月25日星期三
负数范围－2127 ～－ (2-1+2-23) * 2-128
11
4、将下列十进制数表示成IEEE754标准的 32位浮点规格化数。
27/64
27/64 = 0.011011B = 1.1011 * 2-2 e=－2，则E＝e＋127＝125 ∴ 规格化数
－27/64
符号位 0 阶码(8) 尾数(23)
② x＝－11111 y＝－11011
机器内部补码数据： [x]补＝ 1 00001 算前求补器输出： |x|= 11111 乘法阵列： |x| ×|y| ＝ 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 算后求补输出： [x×y]补＝ 0 1101000101
白中英计算机组成原理第四章答案
第4章 指令系统
第一页，编辑于星期日：四点 四十三分。
3、指令格式结构如下所示，试分析指令格
单字长单地址指令
寻址方式 寻址特征X 有效地址E
直接寻址方式
00
E=D
立即寻址方式
01
D=Imm
剩余8位作为形式地址； 变址寻址方式
10
E=(R)+D
设计方案：
相对寻址方式
11
E=(PC)+D
方案1：专用变址寄存器；
方案2：通用寄存器作为变址寄存器；
第五页，编辑于星期日：四点 四十三分。
方案1：专用变址寄存器
6位
2位
OP 寻址特征
8位 形式地址
各操作数的寻址范围： 立即数寻址方式
指令中的立即数不能超过8位；
直接寻址方式
直接地址为8位，可直接寻址范围为28个单元；
变址寻址方式
E=（R）+D，其中变址寄存器R为16位； 由于主存容量64K字，可直接寻址整个主存空间；
相对寻址方式
E=（PC）+D，可直接寻址整个主存空间；
4位
形式地址D 18位
64种操作
操作码占6位；
16个通用寄存器一个操作数和基址寄存器各占4位；
单字长指令 形式地址占32 – 6 – 4 – 4 = 18位；
操作数S的地址E ＝（R1）＋D，其中R1为32位的；
若系统的地址总线≤32位，则可寻址整个主存；
若系统的地址总线＞32位，则可寻址的最大存储空间为232+218
计算机组成原理课后习题解答(第五版 白中英)
计算机组成原理 第五版 习题答案第一章 (1)第二章 (3)第三章 (14)第四章 (19)第五章 (21)第六章 (27)第七章 (31)第八章 (34)第九章 (36)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：采用存储程序的方式，编制好的程序和数据存放在同一存储器中，计算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务；在机器内部，指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。
主要组成部分有：:运算器、逻辑器、存储器、输入设备和输出设备。
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．计算机硬件可直接执行的每一个基本的算术运算或逻辑运算操作称为一条指令，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数据流。
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。
计算机组成原理课后答案(白中英主编_第五版_立体化教材)
第二章1．（1） 35 =−100011）[ 35]原10100011[ 35]补11011100[ 35]反11011101 （2）[127]原＝01111111[127]反＝01111111[127]补＝01111111 （3） 127 =−1111111）[ 127]原11111111[ 127]补10000001[ 127]反10000000 （4） 1 =−00000001）[ 1]原10000001（ 2= ==（ 2===（ 2===[ 1]补 11111111[ 1]反 111111102．[x]补 = a 0. a 1a 2…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；（2） [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 < 01000000a 0 * a 1 * a 2 a 6 + 1 < 01000000a 0 * a 1 * a 2 a 6 < 00111111a 0 a 1a 2 a 6 > 11000000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 8 位，用移码表示，尾数 23 位，用补码表示，基为 2EsE 1→E 8MsM 21M 0（1） 最大的数的二进制表示E = 11111111Ms = 0, M = 11…1（全 1）⋅ (1 2 )即： 2 2 ⋅ 2 （最接近 0 的负数）即： 2 2 ⋅ (2 + 2[ 2 2 ⋅ 2⋅ (1 2 ) ] [ 22 1 ⋅ ( 1) , 2 2 ⋅ (2 1 + 2 ) ]1 11111111 01111111111111111111111（2） 最小的二进制数E = 11111111Ms = 1, M = 00…0（全 0） 1 11111111 1000000000000000000000（3） 规格化范围正最大E = 11…1， M = 11…1， Ms = 08 个22 个即： 227122正最小E = 00…0， M = 100…0， Ms = 08 个7121 个负最大E = 00…0， M = 011…1， Ms = 18 个21 个负最小7 1E = 11…1， M = 00…0， Ms =18 个22 个22 )即： 22⋅ ( 1)规格化所表示的范围用集合表示为：71, 227122 7 7 224计算机组成原理第五版习题答案4．在IEEE754 标准中，一个规格化的32 位浮点数x 的真值表示为：X=( 1)s ×（1.M）× 2 E 127（1）27/64=0.011011=1.1011× 22E= -2+127 = 125= 0111 1101 S= 0 M= 1011 0000 0000 0000 0000 000最后表示为：0 01111101 10110000000000000000000（2）-27/64=-0.011011=1.1011× 22E= -2+127 = 125= 0111 1101 S= 1 M= 1011 0000 0000 0000 0000 000最后表示为：1 01111101 101100000000000000000005．（1）用变形补码进行计算：[x]补=00 11011 [y]补=00 00011[x]补= [y]补= [x+y]补=00 11011 + 00 0001100 11110结果没有溢出，x+y=11110 (2) [x]补=00 11011 [y]补=11 01011[x]补= [y]补= [x+y]补=00 11011 + 11 0101100 00110结果没有溢出，x+y=00110（3）[x]补=11 01010 [y]补=11 111111[x]补= [y]补= [x+y]补=00 01010 + 00 1111111 01001结果没有溢出，x+y=−101116．[x-y]补=[x]补+[-y]补（1）[x]补=00 11011 [-y]补=00 11111[x]补= 00 11011[-y]补= + 00 11111[x-y]补= 01 11010结果有正溢出，x−y=11010（2）[x]补=00 10111 [-y]补=11 00101[x]补= 00 10111[-y]补= + 11 00101[x-y]补= 11 11100结果没有溢出，x−y=−001005计算机组成原理第五版习题答案（3）[x]补=00 11011 [-y]补=00 10011[x]补= 00 11011[-y]补= + 00 10011[x-y]补= 01 01110结果有正溢出，x−y=100107．（1）用原码阵列乘法器：[x]原=0 11011 [y]原=1 11111因符号位单独考虑，|x|=11011 |y|=111111 1 0 1 1×) 1 1 1 1 1——————————————————————————1 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]原=1 1101000101用补码阵列乘法器：[x]补=0 11011 [y]补=1 00001乘积符号位为：1|x|=11011 |y|=111111 1 0 1 1×) 1 1 1 1 1——————————————————————————1 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 11 1 0 1 16计算机组成原理第五版习题答案1 1 0 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]补=1 0010111011(2) 用原码阵列乘法器：[x]原=1 11111 [y]原=1 11011因符号位单独考虑，|x|=11111 |y|=110111 1 1 1 1×) 1 1 0 1 1——————————————————————————1 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 11 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]原=0 1101000101用补码阵列乘法器：[x]补=1 00001 [y]补=1 00101乘积符号位为：1|x|=11111 |y|=110111 1 1 1 1×) 1 1 0 1 1——————————————————————————1 1 1 1 11 1 1 1 10 0 0 0 01 1 1 1 17计算机组成原理第五版习题答案1 1 1 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1[x×y]补=0 11010001018．(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= −0.11000余数为0 11000[∣x∣]补=0 01011 [-∣y∣]补=1 00111(2)被除数X 0 01011+[-|y|]补 1 00111----------------------------------------------------余数为负 1 10010 →q0=08计算机组成原理第五版习题答案左移 1 00100+[|y|]补0 11001----------------------------------------------------余数为负 1 11101 →q1=0左移 1 11010+[|y|]补0 11001----------------------------------------------------余数为正0 10011 →q2=1左移 1 00110+[-|y|]补 1 00111----------------------------------------------------余数为正0 01101 →q3=1左移0 11010+[-|y|]补 1 00111----------------------------------------------------余数为正0 00001 →q4=1左移0 00010+[-|y|]补 1 00111----------------------------------------------------余数为负 1 01001 →q5=0+[|y|]补0 11001----------------------------------------------------余数0 00010x÷y= −0.01110余数为0 000109．(1) x = 2-011*0.100101, y = 2-010*(-0.011110)[x]浮= 11101,0.100101[y]浮= 11110,-0.011110Ex-Ey = 11101+00010=11111[x]浮= 11110,0.010010(1)x+y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 1 1. 1 0 0 0 1 01 1. 1 1 0 1 0 0 (1)规格化处理: 1.010010 阶码11100-4 -4x-y 0 0. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 0 0. 0 1 1 1 1 00 0 1 1 0 0 0 0 (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= 11100,0.0101109 x+y= 1.010010*2 = 2 *-0.101110计算机组成原理第五版习题答案Ex-Ey = 11011+00100 = 11111[x]浮= 11100,1.110101(0)x+y 1 1. 1 1 0 1 0 1+ 0 0. 0 1 0 1 1 00 0. 0 0 1 0 1 1规格化处理: 0.101100x+y= 0.101100*2阶码-611010x-y 1 1.1 1 0 1 0 1+ 1 1.1 0 1 0 1 01 1.0 1 1 1 1 1规格化处理: 1.011111 阶码11100x-y=-0.100001*2 -410．(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100Ey = 0100, My = 0.100100Ez = Ex+Ey = 0111Mx*My 0. 1 1 0 1* 0.1 0 0 10110100000000000110100000001110101规格化：26*0.111011(2) Ex = 1110, Mx = 0.011010Ey = 0011, My = 0.111100Ez = Ex-Ey = 1110+1101 = 1011 [Mx]补= 00.011010[My]补= 00.111100,[-My]补= 11.00010010计算机组成原理第五版习题答案00011010+[-My] 110001001101111010111100+[My] 001111000.01111100011110000+[My] 001111000.010010110001011000+[-My] 110001000.0110001110000111000+[-My] 11000100111111000.011011111000+[My] 001111000.011010011010001101000+[-My] 1 1 0 00 1 0 00 0 1 0 1 10 0 0.01101商= 0.110110*2-6,4 位加法器如上图，11．C i = A i B i + A i C i 1 + B i C i 1= A i B i + ( A i + B i )C i 1= A i B i + ( A i B i )C i 1(1)串行进位方式余数=0.101100*2-6C1 = G1+P1C0 C2 = G2+P2C1 C3 = G3+P3C2 C4 = G4+P4C3 其中：G1 = A1B1G2 = A2B2G3 = A3B3G4 = A4B4P1 = A1⊕B1（A1＋B1也对）P2 = A2⊕B2P3 = A3⊕B3P4 = A4⊕B4(2)并行进位方式C1 = G1+P1C0C2 = G2+P2G1+P2P1C0C3 = G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0C4 = G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C011计算机组成原理第五版习题答案12．(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 = 14T13．设余三码编码的两个运算数为 X i 和 Y i ，第一次用二进制加法求和运算的和数为 S i ’，进位为 C i+1’，校正后所得的余三码和数为 S i ，进位为 C i+1，则有： X i = X i3X i2X i1X i0 Y i = Y i3Y i2Y i1Y i0 S i ’ = S i3’S i2’S i1’S i0’s i3s i2s i1s i0Ci+1FAFAFAFA十进校正+3VF As i3'FA s i2'FA“s i1'FAs i0'二进加法X i3 Y i3 X i2 Y i2X i1 Y i1 X i0 Y i0当 C i+1’ = 1 时，S i = S i ’+0011并产生 C i+1当 C i+1’ = 0 时，S i = S i ’+1101根据以上分析，可画出余三码编码的十进制加法器单元电路如图所示。
(完整版)计算机组成原理课后习题答案(第五版_白中英)
计算机组成原理 第五版 习题答案第一章...............................................................................................................................................1第二章...............................................................................................................................................3第三章.............................................................................................................................................14第四章.............................................................................................................................................19第五章.............................................................................................................................................21第六章.............................................................................................................................................27第七章.............................................................................................................................................31第八章.............................................................................................................................................34第九章 (36)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。
计算机组成原理课后答案白中英主编第五版
计算机组成原理课后答案白中英主编第五版在学习计算机组成原理这门课程时，课后习题的答案对于我们理解和巩固所学知识至关重要。
白中英主编的第五版教材是众多学子在这一领域探索的重要指引。
首先，让我们来谈谈计算机系统概论部分的课后答案。
在这一部分，我们了解到计算机的发展历程和基本概念。
比如，关于计算机的分类，答案会清晰地指出按照不同的标准，如处理数据的方式、性能和规模等，可以将计算机分为不同的类型。
对于计算机的性能指标，答案会详细解释诸如主频、字长、存储容量等参数的含义和作用，帮助我们准确理解计算机性能的衡量标准。
在运算方法和运算器这一章节，课后答案对于各种运算的讲解十分详尽。
比如加法运算，答案会从最基本的二进制加法开始，逐步深入到补码加法、溢出判断等复杂的运算规则。
对于乘法运算，会介绍原码乘法、补码乘法的算法，并通过具体的例子让我们明白运算的过程。
在运算器的组成方面，答案会清晰地指出各个部件的功能和作用，如算术逻辑单元（ALU）、寄存器等，使我们能够构建起一个完整的运算器概念。
存储系统是计算机组成原理中的重要内容。
课后答案在这方面会深入解析存储器的分类，如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等的特点和应用场景。
对于存储容量的扩展，答案会提供具体的方法和步骤，让我们能够根据实际需求灵活地扩展存储器的容量。
在高速缓冲存储器（Cache）的问题上，答案会解释其工作原理、命中率的计算以及如何优化Cache的性能，使我们明白Cache对于提高计算机性能的重要性。
指令系统部分的课后答案则专注于指令的格式和编码。
通过对各种指令格式的分析，我们可以理解指令是如何被计算机识别和执行的。
答案还会涉及指令的寻址方式，如直接寻址、间接寻址等，让我们明白计算机是如何通过不同的寻址方式获取操作数的。
中央处理器（CPU）章节的答案会详细阐述CPU的功能和组成。
从控制器的指令周期、时序产生器，到运算器的ALU设计，答案都提供了清晰的思路和解释。
计算机组成原理白中英部分作业解答(第四章)
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2） OP（6位） I（1位） A（9位）
指令直接寻址的范围为29
若采用间接寻址方式，则指令可寻址的范围 为主存容量的大小。
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第三章
补充2.（1）0 000 00 0表示为直接寻址，故有效地址EA=00000Q 2）1 000 00 1表示间接寻址，一级形式地址为00000Q，此 地址指向内容为1 000 02，也为间址，二 级形式地址为00002Q，该地址指向为内容 为0 543 04，直接寻址，因此有效地址 EA=00004Q 3）1 707 10 1表示间址，一级形式地址为00010Q，此地址 指向内容为1 000 05，也为间址，二级 计算机组成原理
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第三章
补充2. 3）1 707 10 1表示间址，一级形式地址为00010Q，此地址 指向内容为1 000 05，也为间址，二级形 式地址为00005Q，该地址指向为内容为1 000 01，仍间址，三级形式地址为00001Q， 该地址指向内容为0 467 10，直接寻址， 因此有效地址EA=00010Q 4）0 123 05Q 0表示直接寻址，故有效地址EA=00005Q
OP（6位）
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8.（2）为了增加寻址方式，可以适当增加寻 址模式位，比如增加到3位，则可以表示8种 寻址方式。
OP（6位） X（3位） A
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计算机组成原理答案白中英计算机组成原理答案-白中英计算机组成原理（答案）第一章答案1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。
求解：演示计算机的特点：数值由已连续量去则表示，运算过程就是已连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（线性量）去则表示，运算按十一位展开。
两者主要区别见到p1表中1.1。
2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？求解：分类：数字计算机分成专用计算机和通用型计算机。
通用型计算机又分成巨型机、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．数字计算机存有那些主要应用领域？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？求解：冯.诺依曼型计算机的主要设计思想就是：存储程序和程序控制。
存储程序：将解题的程序（指令序列）放置至存储器中；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。
主要组成部分存有：控制器、运算器、存储器、输出设备、输出设备。
5．什么就是存储容量？什么就是单元地址？什么就是数据字？什么就是指令字？求解：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去度量，存储容量越大，则表示计算机所能够存储的信息量越多，充分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：若某计算机字就是运算操作方式的对象即为代表必须处置的数据，则表示数据字。
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？求解：指令：计算机所继续执行的每一个基本的操作方式。
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为数据信息。
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第4章习题参考答案
1．ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什么？
答：不合理。
指令最好半字长或单字长，设16位比较合适。
一个字符的ASCII 是7位，如果设计主存单元字长为32位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另20位就浪费了，这样看来就不合理，因为通常单字长指令很多，浪费也就很大了。
2．假设某计算机指令长度为32位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，指令系统共有70条指令，请设计满足要求的指令格式。
答：字长32位，指令系统共有70条指令，所以其操作码至少需要7位。
双操作数指令
单操作数指令
无操作数指令
3．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
答：该指令格式及寻址方式特点如下：
(1) 单字长二地址指令。
(2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3) 源和目标都是通用寄存器（可分指向16个寄存器）所以是RR型指令，即两个操作数均在寄存器中。
(4) 这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。
4．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
15 10 9 8 7 4 3 0
答：该指令格式及寻址方式特点如下：
(1)双字长二地址指令，用于访问存储器。
(2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3)RS型指令，一个操作数在通用寄存器（选择16个之一），另一个操作数
在主存中。
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（选择16个之一）内容加上位移量。
5．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
答：该指令格式及寻址方式特点如下：
(1)该指令为单字长双操作数指令，源操作数和目的操作数均由寻址方式和寄
存器构成，寄存器均有8个，寻址方式均有8种。
根据寻址方式的不同，指令可以是RR型、RS型、也可以是SS型；
(2)因为OP为4位，所以最多可以有16种操作。
6．一种单地址指令格式如下所示，其中为I间接特征，X为寻址模式，D为形式地址，I、X、D组成该指令的操作数有效地址E，设R为变址寄存器，R1为基值寄存器，PC为程序计数器，请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名
答：①直接寻址②相对寻址③变址寻址
④基址寻址⑤间接寻址⑥先基址后间接寻址
7．某计算机字长为32位，主存容量为64K字，采用单字长单地址指令，共有40条指令。
试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。
答：根据题意，40种指令至少需6位OP；四种寻址方式至少需用2位表示；主存为64K，则地址需要16位，而机器字长为32位，可设计如下格式：
设：
寻址方式X=00为直接寻址方式，由16位的D直接给出有效地址，EA=D
寻址方式X=01为立即寻址方式，由16位的D直接给出操作数，操作数=D
寻址方式X=10为变址寻址方式，设变址寄存器为IR，则EA=(IR)+D
寻址方式X=11为相对寻址方式，设程序计数器为PC，则EA=(PC)+D(D可正可负)
注：IR和PC的位数与机器的字长相等，均为32位
8．某机字长为32位，主存容量为1M，单字长指令，有50种操作码，采用寄
存器寻址、寄存器间接寻址、立即、直接等寻址方式。
CPU中有PC，IR，AR，DR和16个通用寄存器。
问：
(1)指令格式如何安排?
(2) 能否增加其他寻址方式?
答：
(1) 根据题意，50种操作码至少需6位OP；寻址方式可用2位分别表示最多4种寻址方式；用4位编码选择16个通用寄存器之一作为源操作数或目的操作数，因机器字长为32位，固还剩20位可表示形式地址D
D
寻址方式字段=00，表示D为寄存器寻址，实际使用D中的4位进行寄存器选择；寻址方式字段=01，表示寄存器间接寻址，实际使用D中的4位进行寄存器选择；寻址方式字段=10，表示立即寻址，可使用D的全部确定一个立即数；
寻址方式字段=11，表示直接寻址，20位的D可确定一个存储单元。
(2) 若将形式地址的位数减少，则可以增加其他的寻址方式
9．设某机字长为32位，CPU中有16个32位通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统。
如果采用通用寄存器作基址寄存器，则RS型指令的最大存储空间是多少?
答：根据题意，64种操作至少需6位OP；用2位表示四种寻址方式；寄存器16个源操作数和目的操作数各用4位，因机器字长为32位，固还剩16位可表示形式地址D
空间最大可达232单元。
10．将表4.9的指令系统设计成二地址格式的指令系统。
答：表4.9中的指令共有29条，故操作码字段需要5位；设这些指令支持9种寻址方式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、间接寻址、相对寻址、基址寻址、变址寻址、堆栈寻址，则源和目的操作数各需要4位来确定其寻址方式；因字长为32位，故还剩余19位用于表示源和目的操作数的形式地址，可取形式地址为9位，多余的1位可以加在操作码字段。
即，格式如下：
11．从以下有关RISC的描述中，选择正确答案。
A．采用RISC技术后，计算机的体系结构又恢复到早期的比较简单的情况。
B．为了实现兼容，新设计的RISC，是从原来CISC系统的指令系统中挑选一
部分实现的。
C. RISC的主要目标是减少指令数。
D．RISC设有乘、除法指令和浮点运算指令。
答：C
12．根据操作数所在位置，指出其寻址方式(填空)：
(1) 操作数在寄存器中，为(A)寻址方式。
(2) 操作数地址在寄存器，为(B)寻址方式。
(3) 操作数在指令中，为(C)寻址方式。
(4) 操作数地址(主存)在指令中，为(D)寻址方式。
(5) 操作数的地址，为某一寄存器内容与位移量之和，可以是(E，F，G)寻址方式。
答：A. 寄存器 B. 寄存器间接
C. 立即
D. 直接
E,F,G. 基址、变址、相对
13．将C语句翻译成MIPS R4000汇编语言代码。
C赋值语句是：ƒ=（g+h）-（i+j）
假设变量ƒ、g、h、i、j分别分配给寄存器$s0、$s1、$s2、$s3、$s4。
答：该语句翻译成MIPS R4000汇编语句如下：
add $s5,$s1,$s2 ;将g+h的和存入寄存器$s5中($s5=$s1+$s2)
add $s6,$s3,$s4 ;将i+j的和存入寄存器$s6中($s6=$s3+$s4)
sub $s0,$s5,$s6 ;将结果存入寄存器$s0中($s0=$s5-$s6)
14．将如下MIPS R4000汇编语言翻译成机器语言指令。
lw $t0,1200($t1)
add $t0,$s2,$t0
sw $t0,1200($t1)
答：已知MIPS指令的字段值如下表所示，而且寄存器$s0~$s7对应的寄存器号
15．将下面一条ARM汇编语言指令翻译成用十进制和二进制表示的机器语言指令：ADD r5,r1,r2
16．将下面C语言翻译成ARM汇编语言代码，C赋值语句是：ƒ=（g+h）-（i+j）
假设变量ƒ、g、h、i、j分别放在寄存器r0、r1、r2、r3、r4中
答：该语句翻译成ARM汇编语句如下：
add r5,r1,r2 ;将g+h的和存入寄存器r5中(r5=r1+r2)
add r6,r3,r4 ;将i+j的和存入寄存器r6中(r6=r3+r4)
sub r0,r5,r6 ;将结果存入寄存器r0中(r0=r5-r6)。