第2章 运算器和运算方法-习题
第2章运算方法和运算器74181
第2位向第3位的进位公式为： P＝X0X1X2X3
Cn ＋3 ＝Y2 ＋ X2 Cn ＋2 ＝Y2 ＋Y 1 X1 ＋Y0 X1 X2 ＋X 0 X1 X2 Cn
第3位的进位输出（即整个4位运算进位输出）公式为： C n ＋ 4 ＝ Y 3 ＋ X 3 C n ＋ 3 ＝ Y 3 ＋ Y 2 X 3 ＋ Y 1 X 2 X 3 ＋ Y 0 X 1 X 2 X 3 ＋ X 0 X 1X 2 X 3 C n
i
Y3＋Y2X3＋Y1X2X3＋Y0X1X2X3 ＝G
2.5.2多功能算术/逻辑运算单元(ALU)续8
3.算术逻辑运算的实现
除了S0－S3四个控制端外,还有一个控制端 Ｍ,它使用来控制ALU是进行算术运算还是进行逻 辑运算的。
当Ｍ＝0时,进行算术操作。Ｍ对进位信号没 有任何影响。此时F不仅与本位的被操作数Y和操 作数X有关,而且与本位的进位输出,即C有关。 当Ｍ＝1时,进行逻辑操作。封锁了各位的进 位输出,即C ＝0,各位的运算结果F仅与Y和X有关。
定点运算器的组成
4位之间采用先行进位公式,根据式（2.36）,每一
位的进位公式可递推如下： 第0位向第1位的进位公式为：
Cn ＋1 ＝Y0 ＋X0 Cn 其中Cn是向第0位（末位）的进位。
第1位向第2位的进位公式为：
Cn ＋ ＋ X1 C Y1 ＋ Y0 X1 ＋X X X1Cn＋Y X X X 设： ＝ Y Y Y 2＝Y1G n＋ 1＝ 3＋ 2X3＋ 1 02X 3 0 1 2 3
将Xi 和Yi代入前面的进位表达式，可简化为： Cn+i+1＝Yi＋Xi Cn+ i
1 1
0
1 1
Ai
定点运算器的组成
计算机组成原理白中英(第5版)课后习题-运算方法和运算器(圣才出品)
第2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）。
其中MSB 是最高位（符号位），LSB 是最低位。
（1）-35（2）128（3）-127（4）-1答：（1）[-35]原=1010 0011[-35]反=1101 1100[-35]补=1101 1101（2）[127]原=0111 1111[127]反=0111 1111[127]补=0111 1111（3）[-127]原=1111 1111[-127]反=1000 0000[-127]补=1000 0001（4）[-1]原=1000 0001[-1]反=1111 1110[-1]补=1111 11112．设[x]补=7650....a a a a ，其中i a 取0或1，若要x>-0.5，求0126,,,...a a a a 的取值。
答：[x]补＝a7. a6 a5…a0①若a7=0，则x>0，满足x>-0.5，此时a0→a6可任意；②若a7=1，则x<=0，要满足x>-0.5，需a6=1。
即a7=1，a6=1，a0→a5有一个不为0。
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；（2）最小数的二进制表示；（3）规格化数所能表示的数的范围。
答：IEEE 754格式（E的取值范围：1～254，全0和全1分别表示0和无穷大）如下。
（1）最大数的二进制：阶码取最大的正数，尾数取最大的正数，表示为0 11111111 11111111111111111111111即2127×（1-2-23）（2）最小数的二进制：阶码取最大的正数，尾数取最大的负数，表示为1 11111110 11111111111111111111111即-2127×2-23（3）规格化数所能表示数的范围：最小的正数：阶码取最小的负数，尾数取最小的正数0 00000001 00000000000000000000001 即2-127×（2-1+2-23）最大的正数：阶码取最大的正数，尾数取最大的正数0 10000000 11111111111111111111111 即2127×（1+2-1-2-23）最大的负数：阶码取最大的正数，尾数取最大的负数1 10000000 11111111111111111111111 即-2127×（2-1+2-23）最小的负数：阶码取最小的负数，尾数取最小的负数1 00000001 00000000000000000000000 即-2-127所以范围是：-2127至-2-127×（2-1+2-23），2-127×（2-1+2-23）至2127×（1+2-1-2-23）4．将下列十讲制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。
计算机组成原理第二章课后习题答案
第二章运算方法和运算器练习一、填空题1. 补码加减法中，（符号位）作为数的一部分参加运算，（符号位产生的进位）要丢掉。
2. 为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用（00）表示，负数的符号用（11）表示。
3. 采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位（不相同），则表明发生了溢出。
若结果的符号位为（01），表示发生正溢出；若为（10），表示发生负溢出。
4. 采用单符号位进行溢出检测时，若加数与被加数符号相同，而运算结果的符号与操作数的符号（不一致），则表示溢出；当加数与被加数符号不同时，相加运算的结果（不会产生溢出）。
5. 利用数据的数值位最高位进位C和符号位进位Cf的状况来判断溢出，则其表达式为over=（C⊕Cf）。
6. 在减法运算中，正数减（负数）可能产生溢出，此时的溢出为（正）溢出；负数减（正数）可能产生溢出，此时的溢出为（负）溢出。
7. 补码一位乘法运算法则通过判断乘数最末位Yi和Yi-1的值决定下步操作，当YiYi-1=（10）时，执行部分积加【-x】补，再右移一位；当YiYi-1=（01）时，执行部分积加【x】补，再右移一位。
8. 浮点加减运算在（阶码运算溢出）情况下会发生溢出。
9. 原码一位乘法中，符号位与数值位（分开运算），运算结果的符号位等于（两操作数符号的异或值）。
10. 一个浮点数，当其补码尾数右移一位时，为使其值不变，阶码应该（加1）。
11. 左规的规则为：尾数（左移一位），阶码（减1）。
12. 右规的规则是：尾数（右移一位），阶码（加1）。
13. 影响进位加法器速度的关键因素是（进位信号的传递问题）。
14. 当运算结果的补码尾数部分不是（11.0×××××或00.1×××××）的形式时，则应进行规格化处理。
当尾数符号位为（01）或（10）时，需要右规。
计算机组成原理.各章例题
第一章计算机系统概论例1，冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是什么?解：冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是：按地址访问并顺序执行指令。
冯·诺依曼机工作原理为：例2，Cache是一种A. ______存储器，是为了解决CPU和主存之间B. ______不匹配而采用的一项重要硬件技术。
现发展为多级cache体系，C. ______分设体系。
解：A. 高速缓冲B. 速度C. 指令cache与数据cache例3，完整的计算机应包括那些部分？解：完整的计算机应包括配套的硬件设备和软件系统。
例4，计算机系统的层次结构是怎样的？解：计算机系统的层次结构如图：第二章 运算方法和运算器例 1.设机器字长32位，定点表示，尾数31位，数符1位，问：(1)定点原码整数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ (2)定点原码小数表示时，最大正数是多少？最大负数是多少？ 解：（1最大正数：数值 = （231 – 1）10最大负数： 数值 = -（231 – 1）10 （2）定点原码小数表示： 最大正数值 = （1 – 231 ）10最大负数值 = -（1–231 ）10例2.已知 x = - 0.01111 ，y = +0.11001， 求 [ x ]补 ，[ -x ]补 ，[ y ]补 ，[ -y ]补，x + y = ？ ，x – y = ？解：[ x ]原 = 1.01111 [ x ]补 = 1.10001 所以 ：[ -x ]补 = 0.01111[ y ]原 = 0.11001 [ y ]补 = 0.11001 所以 ：[ -y ]补 = 1.00111 [ x ]补 11.10001 [ x ]补 11.10001 + [ y ]补 00.11001 + [ -y ]补 11.00111 [ x + y ]补 00.01010 [ x - y ]补 10.11000所以： x + y = +0.01010 因为符号位相异，结果发生溢出例3.设有两个浮点数 N 1 = 2j1 × S 1 , N 2 = 2j2 × S 2 ,其中阶码2位，阶符1位，尾数四位，数符一位。
计组课后习题及作业
A.高速芯片 B.两套相互独立的读写电路 C.流水技术 D.新型器件
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A. 运算器 B.控制器 C.运算器和控制器 D.运算器、控制器和主存储器 2、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是_____ B 。 A. 主存地址寄存器 B.程序计数器 C.指令寄存器 D.状态条件寄存器 D 。 3、操作控制器的功能是____ A. 产生时序信号 B.从主存取出一条指令 C.完成指令操作码译码 D. 产生有关的操作控制信号 4、由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长， 因此机器周期通常用____ A 来规定。 6章 A.主存中读取一个指令字的最短时间 B.主存中读取一个数据字的最长时间 C.主存中写入一个数据字的平均时间 D.主存中读取一个数据字的平均时间 B 。 5、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是____ 总 A.每一条机器指令由一条微指令来执行 B.每一条机器指令由一段用微指令 C.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执 线 编成的微程序来解释执行 行 D.一条微指令由若干条机器指令组成 系 6、为了确定下一条微指令的地址，通常采用断定方式，其基本思想____ C 。 统 A.程序计数器PC B.微程序计数器uPC C.通过微指令控制字段由设计者指 定或者由设计者指定的判别字段控制 D.通过指令中指定一个专门字段
计 算 机负数 11.正数补码算术移位时，符号位_____ 补码算术左移时，符号位不变 ____，低位补____ 0 。负数补码算术 不变 舍去。 右移时，符号位 ____，高位补____ 1 ，低位____
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【5A版】计算机组成原理习题解答
△E ＝－1，应修改x
△E＝Ex－Ey＝[Ex]补＋[－Ey]补＝11 101 ＋00 010＝11 111
修改后的x表示为：
[x]浮＝ 11 110，0.010010（1）
② 尾数求和 Mx+My ＝1 . 1 1 0 1 0 0 (1)
存储容量
存储器所能保存二进制数据的总数，常用单位为KB、MB等。
单元地址 用于识别存储器中每个存储单元的编号，即单元地址。 数据字 表示计算机所要处理数据的计算机字，称为数据字。 指令字 表示一条指令的计算机字，称为指令字。
5
1.6 什么是指令？什么是程序？
指令：
1
计算机组成原理习题解答
河南大学计算机与信息工程学院
2
第一章 计算机系统概论
3
1.4 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是： 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。
4
1.5 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？
15
2.7 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算x×y。 (1) x＝11011 y＝－11111 (2) x＝－11111 y＝－11011 (1) 输入数据的原码： [x]原＝0 11011
16
[y]原＝1 11111
符号位单独运算： 0⊕1＝1 算前求补器输出： |x|=11011 |y|=10011 乘法阵列： |x| ×|y| ＝ 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1
计算机组成原理前3章课后习题参考答案-
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。
计算机组成原理第一,二章经典习题整理
经典习题整理第一章计算机系统概论一．填空题。
1.存储______并按______顺序执行，这是______型计算机的工作原理。
解析：计算机的硬件系统是根据冯.诺依曼计算机体系结构的思想设计的，采用了存取程序的设计思想，存储程序并按地址顺序执行，是冯.诺依曼型计算机的工作原理。
2.计算机中有在流动：一股是，即操作命令，其发源地是，它分散流向各个部件；另一股是，它受的控制，从一个部件流向另一个部件，边流动边加工处理。
解析：计算机中有两股信息在流动：一股是控制信息，即操作命令，其发源地是控制器，它分散流向各个部件；另一股是数据信息，它受控制信息的控制，从一个部件流向另一个部件，边流动边加工处理。
3.程序设计语言一般可分为三类：，，。
解析：程序设计语言一般可分为三类：机器语言，汇编语言，高级语言。
4.操作系统最早出现在第代计算机。
解析：第三代计算机的主要特点：用集成电路代替了分立元件，用半导体存储器取代了磁芯存储器；在软件方面，操作系统日益成熟。
5.多媒体CPU是带有技术的处理器，它是一种技术，特别适用于处理。
解析：多媒体PC机是指具有多媒体功能的PC机。
其CPU 带有MMX技术的处理器，它是一种多媒体拓展结构技术，特别适用于图像数据处理，它以新一代奔腾CPU为代表，极大地提高了在多媒体和通信应用方面的功能。
二．选择题。
（ D ）1.完整的计算机应包括______。
A 运算器、存储器、控制器。
B 外部设备和主机。
C 主机和实用程序。
D 配套的硬件设备和软件系统。
（ C ）2.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。
A．节约元件 B 运算速度快C 物理器件的性能决定D 信息处理方便（ D ）3.我国在______年研制成功了第一台电子数字计算机，第一台晶体管数字计算机于______年完成。
A 1946，1958B 1950，1968C 1958，1961D 1959，1965（C ）4.主机中能对指令进行译码的部件是。
计算机组成原理课后习题参考答案
计算机组成原理答案第一章计算机系统概论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。
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）（CPU的两部分组成）、存储器、输入设备、输出设备（I/O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：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。
(NEW)白中英《计算机组成原理》(第5版)配套题库【考研真题精选+章节题库】
目 录第一部分 考研真题精选一、选择题二、综合应用题第二部分 章节题库第1章 计算机系统概论第2章 运算方法和运算器第3章 多层次的存储器第4章 指令系统第5章 中央处理器第6章 总线系统第7章 外存与I/O设备第8章 输入输出系统第9章 并行组织与结构第一部分 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（ ）。
[2019年408统考]A．程序的功能都通过中央处理器执行指令实现B．指令和数据都用二进制表示，形式上无差别C．指令按地址访问，数据都在指令中直接给出D．程序执行前，指令和数据需预先存放在存储器中【答案】C根据冯·诺依曼体系结构的基本思想可知，所有的数据和指令序【解析】列都是以二进制形式存放在存储器中，计算机根据周期来区分指令和数据，因此数据是从存储器读取而非在指令中给出，因此C项是错误的。
2下列有关处理器时钟脉冲信号的叙述中，错误的是（ ）。
[2019年408统考]A．时钟脉冲信号由机器脉冲源发出的脉冲信号经整形和分频后形成B．时钟脉冲信号的宽度称为时钟周期，时钟周期的倒数为机器主频C．时钟周期以相邻状态单元间组合逻辑电路的最大延迟为基准确定D．处理器总是在每来一个时钟脉冲信号时就开始执行一条新的指令【答案】D【解析】计算机完成一条指令的时间称为指令周期，而一条指令通常是由几个时钟周期组成的，因此计算机不可能每来一个时钟脉冲就执行一个新指令，所以D项是错误的。
3某指令功能为R[r2]←R[r1]+M[R[r0]]，其两个源操作数分别采用寄存器、寄存器间接寻址方式。
对于下列给定部件，该指令在取数及执行过程中需要用到的是（ ）。
[2019年408统考]Ⅰ．通用寄存器组（GPRs）Ⅱ．算术逻辑单元（ALU）Ⅲ．存储器（Memory）Ⅳ．指令译码器（ID）A．仅Ⅰ、ⅡB．仅Ⅰ、Ⅱ、ⅢC．仅Ⅱ、Ⅲ、ⅣD．仅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ【答案】B一条指令的执行过程为取指令、分析指令、执行指令。
经典：计算机组成原理-第2章-运算方法和运算器
第二章：运算方法和运算器
2．1 数据与文字的表示方法 2．2 定点加法、减法运算 2．3 定点乘法运算 2．4 定点除法运算 2．5 定点运算器的组成 2．6 浮点运算方法和浮点运算器
其中尾数域所表示的值是1.M。因为规格化的浮点数的尾数域最
左位（最高有效位）总是1。故这一位经常不予存储，而认为隐藏
在小数点的左边。
64位的浮点数中符号位1位，阶码域11位，尾数域52位，指数偏
移值是1023。因此规格化的64位浮点数x的真值为：
x=(－1)s ×(1.M) × 2E－1023 e=E－1023
[X]反=1.x1x2...xn 对于0，有[+0]反=[-0]反之分：
[+0]反=0.00...0
[-0]反=1.11...1
我们比较反码与补码的公式
[X]反=2-2-n+X
[X]补=2+X
可得到 [X]补=[X]反+2-n
8
若要一个负数变补码，其方法是符号位置1，其余各位0变1，1变 0，然后在最末位（2-n）上加1。
10100.10011=1.010010011*24 e=4 于是得到：S=0,E=4+127=131=10000011, M=010010011 最后得到32位浮点数的二进制存储格式为： 0100 0001 1010 0100 1100 0000 0000 0000=（41A4C000）164
第二章习题(带答案)
第二章判断题F 1 CPU中的控制器用于对数据进行各种算术运算和逻辑运算。
（判断）T 2 CPU主要由运算器、控制器和寄存器组三部分组成。
（判断）F 3 PCI总线常用于连接高速外部设备的I/O控制器，它包含有128位的数据线。
（判断）T 4 PC机采用I/O总线结构有很多优点，例如，简化了系统设计、便于系统的扩充升级。
（判断）T 5 PC机常用的输入设备为键盘、鼠标，常用的输出设备有显示器、打印机。
（判断）F 6 PC机的常用外围设备，如显示器、硬盘等，都通过PCI总线插槽连接到主板上。
（判断）F 7 PC机可以连接多种I/O设备，不同的I/O设备往往需要使用不同的I/O接口，而同一种I/O接口只能连接同一种设备。
（判断）F 8 PC机中常用外围设备的I/O控制器都必须做成适配卡插在主板上的PCI总线插槽中。
（判断）T 9 PC机中所有部件和设备都以主板为基础进行安装和互相连接，主板的稳定性影响着整个计算机系统的稳定性。
（判断）F 10 当前正被CPU执行的程序必须全部保存在高速缓冲存储器（Cache）中。
（判断）T 11 高速缓存（Cache）可以看作主存的延伸，与主存统一编址，接受CPU的访问，但其速度要比主存高得多。
（判断）T 12 光学鼠标具有速度快，准确性和灵敏度高，不需要专用衬垫，在普通平面上皆可操作等优点，是目前流行的一种鼠标器。
（判断）T 13 计算机系统中I/O设备的种类多，性能相差很大，与计算机主机的连接方法也各不相同。
（判断）F 14 键盘中的F1~F12控制键的功能是固定不变的。
（判断）F 15 随着计算机的不断发展，市场上的CPU类型也在不断变化，但它们必须采用相同的芯片组。
（判断）F 16 系统维护过程中，为了适应软硬件环境的变更而对应用程序所做的适当修改称为完善性维护。
（判断）适应性维护F 17 由于计算机通常采用“向下兼容方式”来开发新的处理器，所以，Pentium和Core系列的CPU都使用相同的芯片组。
计算机组成原理习题 第二章运算方法和运算器
第二章习题一、填空题：1.一个定点数由A.______和B.______两部分组成，根据小数点位置不同，定点数有C.______和D.______两种表示方法。
2.数的真值变成机器码可采用A. ______表示法，B. ______表示法，C.______表示法，移码表示法。
3.若[ x1 ]补 = 11001100， [x2 ]原 = 1.0110 ，则数x1和x2的十进制数真值分别是A.______和B.______。
4.移码表示法主要用于表示浮点数的A.______码，以利于比较两个B.______数的大小和进行C.______操作。
5.按IEEE754标准，一个浮点数由A.___, 阶码E, 尾数M三个域组成。
其中阶码E 的值等于指数的B.___, 加上一个固定C.___。
6.若浮点数格式中阶码的基数已定，且尾数采用规格化表示法，则浮点数的表示范围取决于A. 的位数，而精度取决于B. 的位数。
二、选择题：1.（2000）10化成十六进制数是______。
A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7FO）162.在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是______。
A. BCD码B. 16进制C. 格雷码D. ASCⅡ码3.下列有关运算器的描述中，______是正确的。
A.只做算术运算，不做逻辑运算B. 只做加法C.能暂时存放运算结果D. 既做算术运算，又做逻辑运算4.某机字长32位。
其中1位符号位，31位表示尾数。
若用定点整数表示，则最大正整数为______。
A. +(231-1)B. +(230-1)C. +(231+1)D. +(230+1)5.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。
A．节约元件 B. 运算速度快 C. 物理器件性能决定 D. 信息处理方便6.某机字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数。
若用定点整数表示，则最小负整数为______。
第2章 计算机体系结构 习题与答案
第二章习题（P69-70）一、复习题1．简述冯∙诺依曼原理，冯∙诺依曼结构计算机包含哪几部分部件，其结构以何部件为中心？答：冯∙诺依曼理论的要点包括：指令像数据那样存放在存储器中，并可以像数据那样进行处理；指令格式使用二进制机器码表示；用程序存储控制方式工作。
这3条合称冯∙诺依曼原理OgtiojD。
冯∙诺依曼计算机由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，整个结构一般以运算器为中心，也可以以控制器为中心。
(P51-P54)r1fI4bu。
2．简述计算机体系结构与组成、实现之间的关系。
答：计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到的计算机系统的属性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。
计算机组成（computer organization）是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。
同时，为实现指令的控制功能，还需要设计相应的软件系统来构成一个完整的运算系统。
计算机实现，是计算机组成的物理实现,就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机。
计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，各自有不同的含义，但是又有着密切的联系，而且随着时间和技术的进步，这些含意也会有所改变。
在某些情况下，有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。
(P47-P48)28BoSAn。
3．根据指令系统结构划分，现代计算机包含哪两种主要的体系结构？答：根据指令系统结构划分，现代计算机主要包含：CISC和RISC两种结构。
(P55)4．简述RISC技术的特点？答：从指令系统结构上看，RISC体系结构一般具有如下特点：(1)精简指令系统。
可以通过对过去大量的机器语言程序进行指令使用频度的统计，来选取其中常用的基本指令，并根据对操作系统、高级语言和应用环境等的支持增设一些最常用的指令;hJslBtf。
第二章运算方法和运算器
第⼆章运算⽅法和运算器第⼆章运算⽅法和运算器⼀、选择题1.在机器数中，（B）的零的表⽰形式是唯⼀的。
A.原码B.补码C.反码D.原码和反码2.计算机系统中采⽤补码运算的⽬的是为了(C)。
A.与⼿⼯运算⽅式保持⼀致B.提⾼运算速度C.简化计算机的设计D.提⾼运算的精度3.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采⽤偶校验的字符码是（D）。
A.11001011B.11010110C.11000001D.110010014.若某数X的真值为-0.1010，在计算机中该数表⽰为1.0110，则该数所⽤的编码⽅法是（B）码。
A.原B.补C.反D.移5.在浮点数原码运算时，判定结果为规格化数的条件是（D）。
A.阶的符号位与尾数的符号位不同B.尾数的符号位与最⾼数值位相同C.尾数的符号位与最⾼数值位不同D.尾数的最⾼数值位为16.运算器虽有许多部件组成，但核⼼部分是（B）。
A.数据总线B.算术逻辑运算单元C.多路开关D.通⽤寄存器7.下列说法中正确的是（C）。
A.采⽤变形补码进⾏加减法运算可以避免溢出B.只有定点数运算才有可能溢出，浮点数运算不会产⽣溢出C.只有带符号数的运算才有可能产⽣溢出D.只有将两个正数相加时才有可能产⽣溢出8.下溢指的是（B）。
A.运算结果的绝对值⼩于机器所能表⽰的最⼩绝对值B.运算的结果⼩于机器所能表⽰的最⼩负数C.运算的结果⼩于机器所能表⽰的最⼩正数D.运算结果的最低有效位产⽣的错误⼆、填空题1.⼀个定点数由（符号位）和（数值域）两部分组成。
根据⼩数点的位置不同，定点数有（纯⼩数）和（纯整数）两种表⽰⽅法。
2.按ＩＥＥＥ７５４标准，⼀个浮点数由（符号位）Ｓ、阶码Ｅ，尾数Ｍ三个域组成。
其中阶码Ｅ的值等于指数的（真值e）加上⼀个固定的（偏移值）。
3.对阶时,使(⼩)阶向(⼤)阶看齐,使⼩阶的尾数向(右)移位,每(右)移⼀位,其阶码加1,直到两数的阶码相等为⽌。
4.现代计算机的运算器⼀般通过总线结构来组织.按其总线数不同,⼤体有(单总线结构),(双总线结构)和(三总线结构)三种形式。
(完整word版)计算机组成原理期末试题及答案
第一章计算机系统概论计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。
早起将运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）。
目前的CPU包含了存储器，因此称为中央处理器。
存储程序并按地址顺序执行，这是冯·诺依曼型计算机的工作原理，也是CPU自动工作的关键。
计算机系统是一个有硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般程序级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。
习题：4冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括那些主要组成部分？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？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，称为程序第二章运算方法和运算器按对阶操作。
直接使用西文标准键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。
为此要解决汉字的输入编码、汉字内码、子模码等三种不同用途的编码。
1第三章 内部存储器CPU 能直接访问内存（cache 、主存）双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。
cache 是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU 和主存之间速度不匹配而采用的一项重要的硬件技术，并且发展为多级cache 体系，指令cache 与数据cache 分设体系。
要求cache 的命中率接近于1适度地兼顾了二者的优点又尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想，因而得到了普遍采用。
习题： 1设有一个具有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，需要多少片；（3）需要多少位地址做芯片选择？(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 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4M ×8位DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问：（1） 若每个内存条16M ×64位，共需几个内存条？（2）每个内存条共有多少DRAM 芯片？ （3）主存共需多少DRAM 芯片？CPU 如何选择各内存条？(1). 共需模块板数为m ：m=÷2^24=4(块)(2). 每个模块板内有DRAM 芯片数为32 (片)(3) 主存共需DRAM 芯片为：4*32=128 (片)每个模块板有32片DRAM 芯片，容量为16M ×64位，需24根地址线(A23~A0) 完成模块板内存储单元寻址。
白中英计算机组成原理第2章-运算方法与运算器
2024年7月16日星期二
5
2.1 数据与文字的表示方法
2.1.1 数据格式 2.1.2 数的机器码表示 2.1.1 数据格式 2.1.3 字符与字符串的表示方法 2.1.4 汉字的表示方法 2.1.5 校验码
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2.1.1 数据格式——定点数
2024年7月16日星期二
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2.0 数据的类型（1/2）
按数制分：
十进制：在微机中直接运算困难；
二进制：占存储空间少，硬件上易于实现，易于运算；
十六进制：方便观察和使用；
二-十进制：4位二进制数表示1位十进制数，转换简单。 按数据格式分：
真值：没有经过编码的直观数据表示方式，其值可带正负号， 任何数制均可；
-8 1000 0000 -7 1001 0001 -6 1010 0010 …… …… ……
可以比较直观地判断两个数据的大小； 0 0000 1000
浮点数运算时，容易进行对阶操作；
+1 0001 1001
表示浮点数阶码时，容易判断是否下溢； …… …… ……
当阶码为全0时，浮点数下溢。
+7 0111 1111
优点 与真值对应关系简单；
缺点 参与运算复杂，需要将数值位与符号位分开考虑。
2024年7月16日星期二
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补码表示法的引入（1/3）
要将指向5点的时钟调整到3点整，应如何处理？
5-2=3
2024年7月16日星期二
5+10=3（12自动 丢失。12就是模）
12
补码表示法的引入（2/3）
继续推导： 5-2=5+10（MOD 12） 5+（-2）=5+10（MOD 12） -2=10（MOD 12）
大学计算机基础-第2章习题
习题一、单项选择题1. 组成计算机系统的两大部分是（硬件系统和软件系统）。
2. 通常所说的计算机的主机是指（CPU和内存）。
3. 控制器的功能是（指挥、协调计算机各相关硬件和软件工作）。
4.运算器的主要功能是进行（算术和逻辑）运算。
5. 微机硬件系统中最核心的部件是（CPU）。
6. 下列关于CPU的叙述中，正确的是（CPU能直接与内存储器交换数据）。
7. 在计算机中，每个存储单元都有一个连续的编号，此编号称为（地址）。
8. 1GB的准确值是（1024MB）。
9. 在微机的配置中常看到"P4 2.4G"字样，其中数字"2.4G"表示（处理器的时钟频率是2.4Hz）。
10. 一般情况下，外存中存放的数据在断电后（不会）丢失。
11. 计算机硬件能直接识别、执行的语言是（机器语言）。
12. 下列叙述中，正确的是（C）。
A. 内存中存放的只有程序代码B. 内存中存放的只有数据C. 内存中存放的既有程序代码又有数据D. 外存中存放的是当前正在执行的程序代码和所需的数据13. 在微机的外设中，既可以当作输出设备，又可以当作输入设备的是（D）。
A. 绘图仪B. 网络摄像头C. 手写笔D. 磁盘驱动器14. 当电源关闭后，下列关于存储器的说法中，正确的是（B）。
A. 存储在RAM中的数据不会丢失B. 存储在ROM中的数据不会丢失C. 存储在U盘中的数据会全部丢失D. 存储在硬盘中的数据会丢失15. 为了提高软件开发效率，开发软件时应尽量采用（高级语言）。
16. 微机内存一般按（字节）编址。
17. 和外存储器相比，内存储器的特点是（容量小，速度快，成本高）18. 计算机的技术性能指标主要是指（字长、主频、运算速度、内/外存容量）。
19. 在各类程序设计语言中，相比较而言，执行效率最高的是（机器语言编写的程序）。
20. 字长是CPU的主要性能指标之一，它表示（CPU一次能处理二进制数据的位数）。
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真
0 1 0 0 0
1 0 0 1 0 1 1 0 0 0
=-0.11011+0.0000011011 =-0.1101000101
0.(1)(1) (0) (1) (1) 1 1 0 1 1
18
8、用原码阵列除法器计算x÷y 用原码阵列除法器计算x (1) x=0.11000 y=-0.11111 y=解：[|x|]原=0.11000 [|x [|x|]补=00.11000 00000 [|x [|y|]原=0.11111 [|y [|y|]补=00.11111 [|y [-|y|]补=11.00001 |x |÷|y|=0.11000 余数为余数为-0.00000 00110 S=Sx⊕Sy=0⊕1=1 =0⊕
13
（2）x=0.11011 y= -0.10101
解： [x]变补=00.11011 [y]变补=11.01011 [x+y]变补=00.00110 由于两个符号位相同，所以未发生溢出。 由于两个符号位相同，所以未发生溢出。
14
6、已知x和y，用变形补码计算x - y，同时指出 已知x 用变形补码计算x 结果是否溢出。 结果是否溢出。
（1）-35/64
解： x = −35 / 64 = (−100011× 2 −110 ) 2 = (−0.100011) 2 [ x]原 = 11000110
[ x]反 = 10111001 [ x]补 = 10111010
3
（2）23/128
解：
x = 23 / 128 = (10111 × 2 −111 ) 2 = (0.0010111) 2 [ x]原 = 00010111 [ x]反 = 00010111 [ x]补 = 00010111
（2）-27/64
解： x=x=-11011*2-110=-1.1011*2-2 S=1 M=1011 规格化表示： 1 011 1110 1101 1000 0000 0000 0000 0000=(BED80000)16
11
4、将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码3位， 将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码3 用补码表示；尾数9 用补码表示。 用补码表示；尾数9位，用补码表示。
（1）27/64
解：
x=11011*2-110=0.11011*2-1 浮点规格化表示： 浮点规格化表示：0 11011000 111=(6C7)16
（2）-27/64
解：
x=x=-11011*2-110=-0.11011*2-1 浮点规格化表示： 浮点规格化表示：1 00101000 111=(847)16
符号位(1) 阶码(8) 尾数(23) 符号位(1) 阶码(8) 尾数(23) 1 2 3 正数，尾数最大， 0 正数，尾数最大， 阶码最大 负数，尾数(负) 负数，尾数( 最小， 最小，阶码最大 正最大数 正最小数 负最大数 负最小数 1 0 0 1 1 11…1 11… 11…1 11… 11…1 11… 00… 00…0 00… 00…0 11…1 11… 11…1 11… 00… 00…0 11…1 11… 100… 100…0 011…1 011… 00… 00…0 二进制表示 7FFFFFFF FF800000 7FFF FFFF 0040 0000 803F FFFF FF80 0000 真值 (1-2-23)*2127 (1-1*2127 (1-2-23)*2127 (10.5*2-128 -(0.5+2-23)*2-128 -1*2127
最少用几位二进制数即可表示任一 最少用几位二进制数即可表示任一5位长的十 用几位二进制数即可表示任一5 进制正整数？ 进制正整数？ 解：
最大的5 最大的5位正整数是 99999 由于2 由于216<99999<217 故最少要用17位二进制数 故最少要用17位二进制数
1
习题2 习题2
写出下列各数的原码、反码、补码表示（用8 写出下列各数的原码、反码、补码表示（用8位二进 制数）。其中MSB是最高位（又是符号位），LSB 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。 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 ）用小数表示（5）用整数表示-1 ）用整数表示2
10
4、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数 将下列十进制数表示成IEEE754标准的 位浮点规格化数 标准的32
（1）27/64
解： x=11011*2-110=1.1011*2-2 S=0 M=1011 E=-2+127=125 浮点规格化表示： 浮点规格化表示： 0 011 1110 1101 1000 0000 0000 0000 0000=(3ED80000)16
7、用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别 用原码阵列乘法器、 计算x 计算x×y
(1)x=0.11011 y=-0.11111 y=解：用原码阵列乘法器
Sx=0 [|Mx|]原=0.11011 [|M Sy=1 [|My|]原=0.11111 [|M S=Sx⊕Sy=0⊕1=1 =0⊕ M= |Mx | × |My|=0.1101000101 |M [x×y]原=1. 1101000101 0.1 1 0 1 1 × 0.1 1 1 1 1 0.1 1 0 1 1 0.1 1 0 1 1 0.1 1 0 1 1 0.1 1 0 1 1 0.1 1 0 1 1 0.1 1 0 1 0 0 0 1 0 1
6
（5）用整数表示-1 用整数表示解：
x = −1 = (−1) 2 [ x]原 = 10000001 [ x]反 = 11111110 [ x]补 = 11111111
7
2、设[x]补=a0.a1a2…a6，其中ai取0或1，若要x>-0.5，求a0，a1， 其中a 若要x>-0.5， a2，…， a6的取值。 的取值。
17
7、用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别 用原码阵列乘法器、 计算x 计算x×y (0).1 1 0 1
× (1).0 (1)x=0.11011 y=-0.11111 y=(0). 1 (0). 0 0 解：用补码阵列乘法器 (0). 0 0 0 [x]补=(0).11011 (0). 0 0 0 0 [y]补=(1).00001 (0). 0 0 0 0 0 [x×y] =0.(1)(1)(0)(1)(1)11011 0.(1)(1) (0)(1) (1)
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8、用原码阵列除法器计算x÷y 用原码阵列除法器计算x
(1) x=0.11000 y=-0.11111 y=解： [|x [|x|]原=0.11000 [|x [|x|]补=0.11000 00000 [|y [|y|]原=0.11111 [|y [|y|]补=0.11111 [-|y|]补=1.00001 |x |÷|y|=0.11000 余数为余数为-0.00000 00110 S=Sx⊕Sy=0⊕1=1 =0⊕
解：
Q [ − 0 . 5 ] 补 = 1 . 100000 ∴ 当 x ≥ 0时， a 0 = 0， a1 ~ a 6 任意 当 − 0 . 5 < x < 0时， a 0 = 1， a1 = 1， a 2 ~ a 6 不全 为 0
8
思考题1 思考题1：
1.
已知x=0.a 已知x=0.a1a2a3a4a5a6（ai为0或1），讨论下列几种情况时ai ），讨论下列几种情况时 讨论下列几种情况时a 各取何值。 各取何值。 (1)x>1/2 (2)x≥1/8 (3)1/4 ≥ x>1/16
（2）x=0.10111 y= 0.11011
解： [x]变补=00.10111 [y]变补=00.11011 [-y]变补=11.00101 [[x-y]变补= [x]变补+[-y]变补= 11.11100 [x +[由于两个符号位相同，所以未发生溢出。 由于两个符号位相同，所以未发生溢出。
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4.
设x为真值，x*为绝对值，说明[-x*]补=[-x]补能否成立。 为真值， 为绝对值，说明[ =[能否成立。
9
3. 有一个字长为32位的浮点数，符号为1位，阶码8位，用移码表示；尾数23 有一个字长为32位的浮点数 符号为1 位的浮点数， 阶码8 用移码表示；尾数23 用补码表示；基数为2 请写出： 位，用补码表示；基数为2。请写出： 最大数的二进制表示， （1）最大数的二进制表示， 最小数的二进制表示， （2）最小数的二进制表示， 规格化数所能表示的数的范围， （3）规格化数所能表示的数的范围， 最接近于零的正规格化数与负规格化数。 （4）最接近于零的正规格化数与负规格化数。 解：
（1）x=0.11011 y= -0.11111
解： [x]变补=00.11011 [y]变补=11.00001 [-y]变补=00.11111 [[x-y]变补= [x]变补+[-y]变补= 01.11010 [x +[由于两个符号位不相同，所以结果溢出。 由于两个符号位不相同，所以结果溢出。