白中英计算机组成原理答案
计算机组成原理课后习题答案(5-8)(白中英)
第五章1. IR、AR、DR、AC2. STA R1，(R2)4.5.T 1 = T 2 = 2112213 T 1用与门实现，T 2和T 3则用C 2的Q 端和C 1的Q 端加非门实现，其目的在于保持信号输出时延时间的一致性并与环形脉冲发生器隔离。
T 3 T 2 T 18*)13*80(=+ 7. M = GS3 = H+D+FS2 = A+B+H+D+E+F+G S1 = A+B+F+G C = H+D+Ey+Fy+G φ8. 经分析，（d, i, j ）和（e, f, h ）可分别组成两个小组或两个字段，然后进行译码，可得六个微命令信号，剩下的a, b, c, g四个微命令信号可进行直接控制，其整个控制字段组成如下：a b c g01d10 i 10 f11 j 11 h9. P1 = 1，按IR6、IR5转移P2 = 1，按进位C转移C，D外，11. (1)故该字段为4（48-4-9）=35(2)址字，存器。
地址转移逻辑的输入是指令寄存器的OP码、各种状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1），其输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。
就是说，此处微指令的后继地址采用断定方式。
12. (1)流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑，即流水线时钟周期性ns i 100}max{==ττ(2)(3) 13. (1)(2)H (3)17.415205*20)1(=-+=-+==ττn K K n Tp Ts S 14.WBEX ID IF空间S时间T 1 2 3 4 5 6 7 8I 1I 1I 1I 1I 2I 2I 2I 2非流水线时间图WBEXID IF 空间S时间T 1 2 3 4 5 6 7 8I 1I 1I 1I 1I 2I 2I 2I 2流水线时间图I 3I 3I 3I 3I 4I 4I 4I 4I 5I 5I 5I5如上两图所示，执行相同的指令，在8个单位时间内，流水计算机完成5条指令，而非流水计算机只完成2条，显然，流水计算机比非流水计算机有更高的吞吐量。
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。
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。
计算机组成原理附标准答案(白中英)
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．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。
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。
计算机组成原理课后答案(白中英主编_第五版 立体化教材)
a0*a1*a2a6101000000
a0*a1*a2a600111111
a0a1a2a611000000
即a0a1= 11, a2→a6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2
Es
E1→E8
-0.5 = -0.1(2)= -0.100000 = 1, 100000
（1）若x >= 0,则a0 = 0, a1→a6任意即可
3
计算机组成原理第五版习题答案
[x]补= x = a0. a1a2…a6
（2）若x < 0,则x > -0.5
只需-x < 0.5, -x> 0
[x]补= -x, [0.5]补= 01000000
Ms
M21
M0
（1）最大的数的二进制表示
E = 11111111
Ms = 0, M = 11…1（全1）
1 11111111 01111111111111111111111
（2）最小的二进制数
E = 11111111
Ms = 1, M = 00…0（全0）
1 11111111 1000000000000000000000
[-y]补= + 11 00101
[x-y]补= 11 11100
结果没有溢出，x−y=−00100
5
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
计算机组成原理十套卷答案白中英
本科生期末试卷（一）一、选择题（每小题1分，共15分）1从器件角度看，计算机经历了五代变化。
但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（ B ）计算机。
A 并行B 冯·诺依曼C 智能D 串行考查：常识2某机字长32位，其中1位表示符号位。
若用定点整数表示，则最小负整数为（ A ）。
A -(231-1)B -(230-1)C -(231+1)D -(230+1)考查：32位定点整数表示范围3以下有关运算器的描述，（ C ）是正确的。
A 只做加法运算B 只做算术运算C 算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算考查：运算器的功能4 EEPROM是指（ D ）。
A 读写存储器B 只读存储器C 闪速存储器D 电擦除可编程只读存储器考查：EEPROM5常用的虚拟存储系统由（ B ）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。
A cache-主存B 主存-辅存C cache-辅存 D 通用寄存器-cache考查：虚拟存储系统两级结构6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（ D ）。
A 栈顶和次栈顶B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器D 两个通用寄存器考查：RISC指令和CISC指令7当前的CPU由（ B ）组成。
A 控制器B 控制器、运算器、cacheC 运算器、主存D 控制器、ALU、主存考查：CPU组成8流水CPU是由一系列叫做“段”的处理部件组成。
和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是（ A ）。
A 具备同等水平B 不具备同等水平C 小于前者D 大于前者考查：流水CPU9在集中式总线仲裁中，（ A ）方式响应时间最快。
A 独立请求B 计数器定时查询C 菊花链考查：集中式总线仲裁10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（ C ）。
A 地址寄存器B 指令计数器C 程序计数器D 指令寄存器考查：程序计数器11从信息流的传输速度来看，（ A ）系统工作效率最低。
计算机组成原理_课后习题答案(白中英版)
第一章1．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。
2．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．（略）4．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．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．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。
7．一般来讲，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．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。
计算机组成原理白中英本科生试题库附答案
计算机组成原理白中英—、选择题 1从器件角度看，计算机经历了五代变化。
但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于(B)计算机 A 并行 B 冯•诺依曼 C 智能 D 串行 2某机字长32位，其中1位表示符号位。
若用定点整数表示，则最小负整数为(A) o A _(231_1) 3以下有关运算器的描述， A 只做加法运算 4 EEPR0M 是指(D ) A 读写存储器 B -理-1) (C )是正确的。
B 只做算术运算 B 只读存储器 (B )两级存储器组成, B 主存-辅存 5常用的虚拟存储系统由A cache-主存 6 RISC 访内指令中，操作数的物理位置一般安排在 A 栈顶和次栈顶 两个主存单元 -(231+1) -(230+1) 算术运算与逻辑运算 D 只做逻辑运算 电擦除可编程只i 器 其中辅存是大容量的磁表面存储器。
C (D )C 闪速存储器 cache-辅存 —个主存单元和一个 通用寄存器 通用寄存器-cacl: 两个通用寄存器7当前的CPU 由(B A 控制器 )组成。
B 控制器、运算器、 cache 8流水CPU 是由一系列叫做“段”的处理部件组成。
运算器、主存控制器、ALU 、主和具备m 个并行部件的CPU 相比，一个m 段流水C吞吐能力是(A ) o A 具备同等水平9在集中式总线仲裁中，A 独立请求B 不具备同等水平 (A )方式响应时间最快。
B 计数器定时查询 小于前者 菊花链大于前者 分布式仲裁 10 CPU 中跟踪指令后继地址的寄存器是(C ) O A 地址寄存器 B 指令计数器C 11从信息流的传输速度来看，(A )系统工作效率最低。
A 单总线B 双总线C 12单级中断系统中，CPU-旦响应中断，立即关闭(C ) 源产生另一次中断进行干扰。
A 中断允许 B 中断请求 13下面操作中应该由特权指令完成的是(B ) o A 设置定时器的初值 B 从用户模式切换到管 C 理员模式 14冯•诺依曼机工作的基本方式的特点是(B ) o A 多指令流单数据流 B 按地址访问并顺序执行指令 C 堆栈操作15在机器数(B )中，零的表示形式是唯一的。
计算机组成原理白中英第五版
计算机组成原理白中英第五版一、选择题1.在RISC访问指令中，操作数的物理位置通常按（）排列。
a栈顶和次栈顶b两个主存单元C一个主存储器单元和一个通用寄存器D两个通用寄存器2．单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一个操作数外，另一个常需采用（）。
堆栈寻址模式B立即寻址模式C隐式寻址模式D间接寻址模式3。
在寄存器间接寻址模式下，操作数位于（）。
a通用寄存器b主存单元c程序计数器d堆栈4.在指令系统中采用不同寻址方式的主要目的是（）a实现存储程序和程序控制B缩短指令长度，扩展寻址空间，提高编程灵活性。
C可以直接访问外部存储器d提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度5.在堆栈寻址模式下，将a设置为累加器，SP设置为堆栈指示器，MSP设置为SP指示的堆栈顶部单元。
如果堆栈输入操作的动作是：（a）→ MSP（SP）-1→ SP，堆栈退出操作的动作是（）a（msp）→a，（sp）＋1→spb（sp）＋1→sp，（msp）→ac（sp）－1→sp，（msp）→ad（msp）→a，（sp）－1→sp6.在以下各项中，不符合RISC指令系统的特性有（）a指令长度固定，指令种类少B.寻址方式应尽量减少，指令功能应尽可能强。
C.增加寄存器数量，以尽量减少内存访问次数d选取使用频率最高的一些简单指令，以及很有用但不复杂的指令二、填空1．形成指令地址的方法称为指令寻址，通常是（）寻址，遇到转移指令时（）寻址。
2.RISC指令系统最大的特点是只有（）和（）指令访问内存，其余指令的操作均在寄存器之间进行。
3.在双地址指令中，操作数的物理位置有三种形式：type（）、（）和（）。
4．一个较完善的指令系统，应当有（）、（）、（）、（）四大类指令。
5.机器指令对四种类型的数据进行操作。
这四种数据类型包括（）类型数据、（）类型数据、（）类型数据和（）类型数据。
三、简答题1.列出并比较CISC处理器和RISC处理器的特点。
白中英计算机组成原理答案
I1 √ √ √ √ √
I2 √
√ √√
I3
√
√
I4
√
I5
√√√√
I6 √
√√
I7
√√
√
I8 √ √
√
微命令数目>操作控制字段，则采 用混合表示法设计微指令；
从左表中选择互斥的微操作；
a命令：与i互斥 b命令：与f、g、i、j互斥 c命令：与f、j互斥 d命令：与i、j互斥 e命令：与f、h、j互斥 f命令：与b、c、e、h、i、j互斥 g命令：与b、h、j互斥 h命令：与e、f、g、i互斥 i命令：与a、b、d、f、h、j互斥 j命令：与b、c、d、e、f、g、i互斥
互斥信号组
e、f、h和b、i、j e、f、h和d、i、j e、f、h和b、g、j i、f、h和b、g、j
8、某机有8条指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信 号如下表所示。a—j分别对应10种不同性质的微命令信号。 假设一条微指令的控制字段仅为8位，请安排微指令的控制 字段格式。
解法1：
② 求流水线的实际吞吐量（单位时间内执行完毕的指令条
数）。
H
(
K
n n
1
)
τ
(
5
2
0
1
20 )* 1
0
0*
1
09
8.33*106条/秒
③ 求流水线的加速比。
S
Ts Tp
(K
nτK n 1)τ
20*5 20 5 1
4.17
16、判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关？
① I1 LDA R1 , A ;M(A)R1 I2 ADD R2 , R1 ;(R2)+(R1)R2 写后读相关
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。
白中英计算机组成原理第三章答案
4位
每块16B
Cache容量64KB 主存容量1MB
12位
4位
块内的字节地址需要4位
共包含4K行 Cache块号12位 主存地址20位
主存标记位20－12－4 = 4位
两个满足题目要求的主存地址： 0000 1001 0000 1110 0000 0001 1001 0000 1110 0000
D7 ~ D0 /WE
16K×8 RAM
D7 ~ D0 /WE
D7~D0 D15~D8 D23~D16 D31~D23
/WE
字扩展
/MREQ A15 A14
/G1 B A /Y0 /Y1 /Y2 /Y3
74LS139
A13~A0
A13~A0 /CS A13~A0 /CS A13~A0 /CS A13~A0 /CS
A14 A15 CS3 CS2 CS1 CS0 A13~A0
2:4 译 码 器
D 0 ~D /WE
7
位扩展
/CS
A13~A0
A13~A0 /CS A13~A0 /CS A13~A0 /CS A13~A0 /CS
16K×8 RAM
D7~D0 /WE
16K×8 RAM
D7~D0 /WE
16K×8 RAM
4位
7位
每块128字，假定主存以字进行组织 Cache由64个行组成，每组4行 Cache中共包含16组，需4位组号 主存包含4K个块 主存块号为12位
主存标记位有12－4=8位
直接映射下的主存地址格式如下： 主存标记 Cache行号
14、某机主存容量1MB，字长1B，块大小16B， Cache容量64KB，若Cache采用直接映射方 式，请给出2个不同标记的内存地址，它们映 射到同一个Cache行。
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。
计算机组成原理附标准答案白中英3篇
计算机组成原理附标准答案白中英第一篇：计算机组成原理概述计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一门基础课程，主要涉及计算机硬件系统的组成、功能及其相互关系。
它研究计算机系统是如何通过使用各种硬件和软件资源来执行指令，并最终完成各种任务的。
计算机组成原理的学习内容包括：计算机硬件系统组成与功能、数据的表示与存储、指令系统与指令执行、中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)系统、系统总线、计算机系统性能指标等。
在计算机系统中，CPU是整个系统的“大脑”，它负责执行指令，控制计算机系统的运行和协调各个部件的工作。
存储器用于存储程序和数据，包括主存储器和辅助存储器两种。
I/O系统则用于计算机与外部设备的信息交互。
而系统总线则用于连接CPU、存储器和I/O系统等各个部件，是系统中起连接作用的硬件。
指令系统是计算机硬件系统的重要组成部分，它定义了计算机系统可以执行的指令，包括指令格式、寻址方式、操作码等。
指令执行则是指计算机根据指令系统中规定的指令进行计算和处理，从而完成用户所需的功能。
指令执行包括取指令、指令译码和指令执行三个步骤。
计算机系统性能指标包括：处理器时钟频率、指令执行时间、吞吐量、响应时间等。
处理器时钟频率是指处理器每秒钟发生的时钟脉冲数，通常以GHz为单位。
指令执行时间是指一条指令完成所需的时间，吞吐量是指单位时间内系统完成的任务数，响应时间是指系统对任务请求的响应时间。
总之，计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的一门重要课程，掌握它可以帮助我们深入了解计算机硬件系统的组成与功能，更好地理解计算机系统的工作原理，从而进一步提高计算机系统设计与开发的水平。
第二篇：CPU与指令执行CPU是计算机系统中最重要的部件之一，它负责执行计算机系统中的指令。
CPU由控制器和运算器两部分组成。
控制器用于控制CPU的工作，它根据指令系统中的规定执行指令，包括取指令、指令译码、指令执行等几个步骤。
取指令是指控制器从指令存储器中读取指令，指令译码是指控制器将指令中的操作码、寻址方式等信息进行解析和分析，指令执行则是指控制器根据指令中的操作码及其操作数完成运算或处理。
(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。
计算机组成原理前3章课后习题参考答案解析
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）。
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27=128，则此时阶码E的表示范围为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：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）×2127（2）最小数的二进制表示浮点数为最小数的条件如下：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：-1×2127（3）规格化数所表示数的范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：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）×2127（B）浮点数为最小正数的条件如下：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：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：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：-1×2127所以，规格化数所表示数的范围如下：正数+2-129~+（1-2-23）×2127负数-2127 ~-（2-1+2-23）×2-1284、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。
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取指周期
PC0 G (PC)AR ARi
执行周期
R30 (R3)AR G
ARi
R/W=1 (M)DR
MMDR R/W=1
DR0 G
(DR)IR
IRi
译码
DR0 DRR0 G
R0i
6、假设某机器有80条指令，平均每条指令有4条微 指令组成，其中有一条取值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。
② 求流水线的实际吞吐量（单位时间内执行完毕的指令条
数）。
H
(
K
n n
1
)
τ
(
5
2
0
1
20 )* 1
0
0*
1
09
8.33*106条/秒
③ 求流水线的加速比。
S
Ts Tp
(K
nτK n 1)τ
20*5 20 5 1
4.17
16、判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关？
① I1 LDA R1 , A ;M(A)R1 I2 ADD R2 , R1 ;(R2)+(R1)R2 写后读相关
微指 令 abcde f gh i j
I1 √ √ √ √ √
I2 √
√ √√
I3
√
√
I4
√
I5
√√√√
I6 √
ห้องสมุดไป่ตู้√√
I7
√√
√
I8 √ √
√
微命令数目>操作控制字段，则采 用混合表示法设计微指令；
从左表中选择互斥的微操作；
a命令：与i互斥 b命令：与f、g、i、j互斥 c命令：与f、j互斥 d命令：与i、j互斥 e命令：与f、h、j互斥 f命令：与b、c、e、h、i、j互斥 g命令：与b、h、j互斥 h命令：与e、f、g、i互斥 i命令：与a、b、d、f、h、j互斥 j命令：与b、c、d、e、f、g、i互斥
① 画出流水处理的时空图，假设时钟周期为100ns。
空间S
1 2 3 4 5 15 16
WB
12 345
ME
12 345
M EX ID
12 345 12 345
…
IF 1 2 3 4 5
0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
时间T
t19 t20
13、指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行 （EX）、访存（MEM）、写回寄存器堆（WB） 五个过程段，共有20条指令连续输入此流水线。
DR0 G
(DR)IR
IRi
译码
执行周期
R20 (R2)AR G
ARi
R10 (R1)DR G
DRi
DRMM R/W=0
3、参见图5.15的数据通路，画出取数指令LAD (R3)， R0的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址数存 单元的内容取至寄存器R0中。
指令 地址
指令 数据
数据 地址
取数指令LAD (R3)，R0的指令周期
③ 如果再硬件设计上加以改进，至少需推迟多少时间？
如采用专用通路技术，应保证取数之前结果已计算出来；
因此，至少需要延迟1个时钟周期。
流水时空图
可能出现的 数据相关
取指 译码并 取数
取指
运算
译码并 取数 取指
送结果
运算
译码并 取数 取指
送结果
运算
译码并 取数
送结果 运算
送结果
13、指令流水线有取指（IF）、译码（ID）、执行 （EX）、访存（MEM）、写回寄存器堆（WB） 五个过程段，共有20条指令连续输入此流水线。
② I3 ADD R3 , R4 ;(R3)+(R4)R3 I4 MUL R4 , R5 ;(R4) ×(R5) R4 读后写相关
③ I5 LDA R6 , B ;M(B)R6
写后写相关
I6 MUL R6 , R7 ;(R6) ×(R7) R6
微指令的数目为80×3+1=241条； 微指令字长为32/8=4字节； 故，控制存储器的容量为 241×4=964字节
该容量为控制存储器的最小容量。
8、某机有8条指令I1—I8，每条 微指令所包含的微命令控制 信号如下表所示。a—j分别 对应10种不同性质的微命令 信号。假设一条微指令的控 制字段仅为8位，请安排微指 令的控制字段格式。
第5章 中央处理机
2、参见图5.15的数据通路，画出存数指令STO 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）为地址的数存单元中。
指令 地址
指令 数据单元
数据 地址 数据
存数指令STO R1，（R2）
取指周期
PC0 G (PC)AR ARi
R/W=1 (M)DR
互斥信号组
e、f、h和b、i、j e、f、h和d、i、j e、f、h和b、g、j i、f、h和b、g、j
8、某机有8条指令I1—I8，每条微指令所包含的微命令控制信 号如下表所示。a—j分别对应10种不同性质的微命令信号。 假设一条微指令的控制字段仅为8位，请安排微指令的控制 字段格式。
解法1：
个小组，进行译码，可得六个微命令
信号，剩下的a, b, c, g四个微命令信
号可进行直接控制，其整个控制字段 注意：00表示两位
组成如右图所示：
均不产生控制信号
12、今有4级流水线，分别完成取指、指令译码并取数、 运算、送结果四步操作。假设完成各步操作的时间 依次为100ns、100ns、80ns、50ns。请问：
① 流水线的操作周期应设计为多少？
流水线的操作周期应按各步操作的最大时间来考虑，即流 水线时钟周期性 ，故取100ns。
② 若相邻两条指令发生数据相关，硬件上不采取措施，那么第2 条指令要推迟多少时间进行？ 流水时空图 遇到数据相关时，就推迟第2条指令的执行；
要推迟到所需读取的数据已产生为止，因此至少需要延迟 2个时钟周期。
将 （d, i, j）和（e, f, h）分别组成两 个小组，进行译码，可得六个微命令 信号，剩下的a, b, c, g四个微命令信 号可进行直接控制，其整个控制字段 组成如右图所示：
**** abcg
** 01d 10 i 11 j
** 01e 10 f 11 h
解法2：
将 （b, i, j）和（e, f, h）分别组成两