计算机组成原理第六章答案
计算机组成原理第六章答案,DOC
欢迎共阅1.写出下列各数的原码、反码、补码、移码（用8位二进制表示），其中MSB是最高位（符号位），LSB 是最低位。
如果是小数，则小数点在MSB之后；如果是整数，则小数点在LSB之后。
???(1)-59/64???????(2)27/128???????(3)-127/128?????(4)用小数表示-1???(5)用整数表示-1?(6)-127?????????(7)35???????????(8)-128???2.设[x]补=x0.x1x2x3x4，其中x i取0或1，若要使x＞－0.5，则x0、x1、x2、x3、x4的取值应满足什么条件？???3.若32位定点小数的最高位为符号位，用补码表示，则所能表示的最大正数为?????，最小正数为?????，最大负数为?????，最小负数为?????；若32位定点整数的最高位为符号位，用原码表示，???4.23位，最小正数为?????，???5.???(1)将???(2)???6.尾数值占??????(1)???(2)???(3)???7.???8.???9.=+0.00 (01)???10.123456???11.已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出运算结果是否发生溢出。
???(1)x=0.11011?????y=-0.10101???(2)x=-10110??????y=-00011???12.已知x和y，用变形补码计算x-y，同时指出运算结果是否发生溢出。
???(1)x=0.10111?????y=0.11011???(2)x=11011???????y=-10011???13.已知[x]补=1.1011000，[y]补=1.0100110，用变形补码计算2[x]补+1/2[y]补=？，同时指出结果是否发生溢出。
???14.已知x和y，用原码运算规则计算x+y，同时指出运算结果是否发生溢出。
???(1)x=0.1011，y=-0.1110???(2)x=-1101，y=-1010???15.已知x和y，用原码运算规则计算x-y，同时指出运算结果是否发生溢出。
计算机组成原理第六章答案
第6章电脑的运算方法2.1a2a3a4a5a6〔ai为0或1〕，讨论以下几种情况时ai各取何值。
〔1〕X 12〔2〕X 1 8〔3〕1 X —4 16解：〔1 〕假设要X 1，只要a1=1，a2~a6不全为0即可。
2〔2〕假设要X丄，只要a1~a3不全为0即可。
8〔3 〕假设要丄X1，只要a仁0，a2可任取0或1;4 16当a2=0 时，假设a3=0，那么必须a4=1，且a5、a6不全为0;假设:a3=1，那么a4~a6可任取0或1;当a2=1时，a3~a6均取0。
3. 设x为整数，［x］补=1, x1x2x3x4x5，假设要求x < -16，试问x1~x5应取何值？解：假设要x < -16，需x1=0，x2~x5任意。
〔注：负数绝对值大的补码码值反而小。
〕4. 设机器数字长为8位〔含1位符号位在内〕，写出对应以下各真值的原码、补码和反码。
-13/64, 29/128，100, -875.［x］补原［x1］补；［x2］补;［x3］补；［x4］补；［x5］补=1,0101；［x6］补=1,1100; ［x7］补=0,0111; ［x8］补=1,0000;解：［x］补与［x］原、x的对应关系如下：补x］原成立。
解：当x为小数时，假设x 0，那么［x］补=［x］原成立；假设x < 0，当x= -1/2 时，［x］补=［x］原=1.100 0000，那么［x］#=［x］原成立。
当x为整数时，假设x 0，贝U ［X］补=［x］原成立；假设x< 0，当x= -64 时，［x］补=［x］原=1,100 0000，那么［x］补=［x］原成立。
7. 设x为真值，x*为绝对值，说明［-x*］补=［-x］补能否成立。
解：当x为真值，x*为绝对值时，［-x*］补=［-x］补不能成立。
原因如下：〔1〕当x<0时，由于［-x*］补是一个负值，而［-X］补是一个正值，因此此时［-x*］补=［-x］补不成立；〔2〕当x0时，由于-x*=-x，因此此时［-x*］补=［-x］补的结论成立。
计算机组成原理第6章习题参考答案
第6章 中央处理器6-6．某机CPU芯片的主振频率为8MHz，其时钟周期是多少uS？若已知每个机器周期平均包含4个时钟周期，该机的平均指令执行速度为0.8MIPS，试问：（1）平均指令周期是多少？（2）平均每个指令周期含有多少个机器周期？（3）若改用时钟周期为0.4uS的CPU芯片，则计算机的平均指令执行速度又是多少MIPS？（4）若要得到40万次/S的指令执行速度，则应采用主振频率为多少MHz的CPU芯片？[解] 时钟周期 = 1÷8MHz = 0.125uS（1）平均指令周期 = 1÷0.8MIPS = 1.25uS（2）机器周期 = 0.125u S×4 = 0.5uS平均每个指令周期的机器周期数 = 1.25u S÷0.5u S = 2.5（3）平均指令执行速度 = 1÷（0.4×4×2.5）= 0.25 MIPS（4）主振频率 = 8MH z/(0.8MIPS/0.4MIPS) = 4MHz6-7．以一条典型的单地址指令为例，简要说明下列部件在计算机的取指周期和执行周期中的作用。
（1）程序计数器PC（2）指令寄存器IR（3）算术逻辑运算部件ALU（4）存储器数据寄存器MDR（5）存储器地址寄存器MAR[解]（1）程序计数器PC：存放指令地址（2）指令寄存器IR：存放当前指令（3）算术逻辑运算部件ALU：进行算逻运算（4）存储器数据寄存器MDR：存放写入到内存或从内存读出的数据或指令（5）存储器地址寄存器MAR：存放写入到内存或从内存读出的数据或指令的地址以单地址指令“加1（INC A）”为例，该指令分为3个周期：取指周期、分析取数周期、执行周期。
3个周期完成的操作如表所示。
取指周期分析取数周期执行周期PC （PC）→ MAR ——IR 指令→MDR→IR ——ALU (PC)+1 —（A）+1MAR 指令地址→MAR A→MAR —MDR 指令→MDR （A）→MDR （A）+1→MDR6-9．指令和数据都存放在主存，如何识别从主存储器中取出的是指令还是数据？[解] 指令和数据都存放在主存，它们都以二进制代码形式出现，区分方法为：（1）取指令或数据时所处的机器周期不同：取指令周期取出的是指令；分析取数或执行周期取出的是数据。
计算机组成原理习题答案第六章
１．如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？解：存储器和寄存器不是一回事。
存储器在CPU 的外边，专门用来存放程序和数据，访问存储器的速度较慢。
寄存器属于CPU 的一部分，访问寄存器的速度很快。
２．存储器的主要功能是什么？为什么要把存储系统分成若干个不同层次？主要有哪些层次？解：存储器的主要功能是用来保存程序和数据。
存储系统是由几个容量、速度和价存储系统和结构各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。
把存储系统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。
由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓存和主存间称为Cache －主存存储层次（Cache 存储系统）；主存和辅存间称为主存—辅存存储层次（虚拟存储系统）。
３．什么是半导体存储器？它有什么特点？解：采用半导体器件制造的存储器，主要有MOS 型存储器和双极型存储器两大类。
半导体存储器具有容量大、速度快、体积小、可靠性高等特点。
半导体随机存储器存储的信息会因为断电而丢失。
４．SRAM 记忆单元电路的工作原理是什么？它和DRAM 记忆单元电路相比有何异同点？解：SRAM 记忆单元由６个MOS 管组成，利用双稳态触发器来存储信息，可以对其进行读或写，只要电源不断电，信息将可保留。
DRAM 记忆单元可以由４个和单个MOS管组成，利用栅极电容存储信息，需要定时刷新。
５．动态RAM 为什么要刷新？一般有几种刷新方式？各有什么优缺点？解：DRAM 记忆单元是通过栅极电容上存储的电荷来暂存信息的，由于电容上的电荷会随着时间的推移被逐渐泄放掉，因此每隔一定的时间必须向栅极电容补充一次电荷，这个过程就叫做刷新。
常见的刷新方式有集中式、分散式和异步式３种。
集中方式的特点是读写操作时不受刷新工作的影响，系统的存取速度比较高；但有死区，而且存储容量越大，死区就越长。
分散方式的特点是没有死区；但它加长了系统的存取周期，降低了整机的速度，且刷新过于频繁，没有充分利用所允许的最大刷新间隔。
第6章习题答案 计算机组成原理课后答案(清华大学出版社 袁春风主编)
习题1．给出以下概念的解释说明。
指令周期（Instruction Cycle）机器周期（Machine Cycle）同步系统（Synchronous system）时序信号（Timing signal）控制单元（Control Unit, CU）执行部件（Execute Unit，EU）组合逻辑元件（Combinational logic element）或操作元件（Operate element）时序逻辑元件（Sequential logic circuit）或状态元件（State element）多路选择器（Multiplexor）扩展器（Extension unit）“零”扩展（0- extend）“符号”扩展（Sign extend）算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）加法器（Adder）CPU总线（CPU Bus）寄存器堆（Register file）定时方式（Clocking methodology）边沿触发（Edge-triggered）寄存器写信号（Register Write）指令存储器（Instruction Memory）数据存储器（Data Memory）程序计数器（Program Counter）指令寄存器（Instruction Register）指令译码器（Instruction Decoder）时钟周期（Clock Cycle）主频（CPU Clock Rate / Frequency 转移目标地址（Branch target address）控制信号（Control signal）微程序控制器（Microprogrammed control）硬布线控制器（Hardwared control）控制存储器（Control Storage，控存CS）微代码（Microcode）微指令（Microinstruction）微程序（Microprogram）固件（Firmware）中断过程（Interrupt Processing）异常（Exception）故障（fault）自陷(Trap) 终止（Abort）中断（Interrupt）中断服务程序（Interrupt Handler）中断允许位（Interrupt Enable Bit）关中断（Interrupt OFF）开中断（Interrupt ON）中断响应（Interrupt Response）向量中断（Vector Interrupt）中断向量（Interrupt vector）中断向量表（Interrupt vector table）向量地址（vector Address）中断类型号（Interrupt number）2. 简单回答下列问题。
计算机组成原理第六章习题解答
常见的总线标准
PCI总线、USB总线、IEEE 1394 总线等。
总线接口电路设计与应用
总线接口电路的功能
实现数据的缓冲、电平转换和驱动能力的提高等。
总线接口电路的设计原则
满足数据传输速率的要求、实现数据的正确传输、具有足够的驱动 能力等。
总线接口电路的应用举例
以微程序为基本单位，通过微指令序列控制计算机各部件的操作。
微程序设计技术
包括微指令格式设计、微程序流程控制、微指令编码等技术。
微程序控制器应用
在复杂指令集计算机（CISC）和精简指令集计算机（RISC）中广 泛应用，实现指令的快速执行和复杂控制。
硬布线控制器原理及应用
硬布线控制器基本概念
01
通过硬件逻辑电路实现控制信号的产生和传输，控制计算机各
02
存储器层次结构习题解答
存储器基本概念及原理
存储器的定义与分类
存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。根据存储介质和读写方式的不同， 存储器可分为随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、顺序存取存储器（SAM） 和直接存取存储器（DAM）等。
存储器的层次结构
计算机存储系统采用层次结构，包括寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器（内存）、外 存储器（辅存）等层次，各层次之间通过接口进行连接和数据交换。
寄存器组织与操作
寄存器类型
通用寄存器、专用寄存器（如程序计数器 PC、堆栈指针SP等）和控制寄存器（如状 态寄存器PSW等）。
寄存器操作
包括寄存器的读写操作、寄存器间的数据传输和算 术逻辑运算等。
寄存器寻址方式
通过寄存器名或寄存器间接寻址方式访问内 存中的数据。
《计算机组成原理》各章练习参考答案.
《计算机组成原理》各章练习题参考答案第一章思考练习题一.填空1.电子数字计算机可以分为专用计算机和通用计算机两类。
2.硬件采用LSI或VLSI的电子计算机属于计算机发展过程中的第四代。
3.存储器中存放数据和程序。
4.一台计算机包括运算、存储、控制、输入及输出五个单元。
5.完成算术运算和逻辑运算的部件是运算器(或ALU)；运算器的核心是加法器；控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果的部件是控制器。
6.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线是内部总线；CPU同存储器、通道等互相连接的总线是系统总线；中、低速I/O设备之间互相连接的总线是I/O总线。
7.在多总路线结构中，CPU总线、系统总线和高速总线相连通过桥实现。
8.计算机软件一般分为系统软件和应用软件。
9.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。
10.机器字长是指一台计算机一次所能够处理的二进制位数量。
11.数据分类、统计、分析属于计算机在数据处理方面的应用。
12.计算机是一种信息处理机，它最能准确地反映计算机的主要功能。
13.个人台式商用机属于微型机。
14.对计算机软硬件进行管理，是操作系统的功能。
15.用于科学技术的计算机中，标志系统性能的主要参数是MFLOPS。
16.通用计算机又可以分为超级机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机六类。
17.“存储程序控制”原理是冯.诺依曼提出的。
18.运算器和控制器构成CPU，CPU和主存构成主机。
19.取指令所用的时间叫取指周期，执行指令所用的时间叫执行周期。
20.每个存储单元都有一个编号，该编号称为地址。
21.现代计算机存储系统一般由高速缓存、主存和辅存构成。
22.计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制原理。
二.单选1.存储器用来存放( C )。
A.数据B.程序C.数据和程序D.正在被执行的数据和程序2.下面的描述中，正确的是( B )A.控制器能够理解、解释并执行所有的指令及存储结果。
《计算机组成原理》第6章习题答案
第6章习题答案1．控制器有哪几种控制方式?各有何特点?解：控制器的控制方式可以分为3种：同步控制方式、异步控制方式和联合控方式。
同步控制方式的各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周期中产生统一目的节拍电位和工作脉冲。
这种控制方式设计简单，容易实现；但是对于许多简单指令说会有较多的空闲时间，造成较大数量的时间浪费，从而影响了指令的执行速度。
异步控制方式的各项操作不采用统一的时序信号控制，而根据指令或部件的具体况决定，需要多少时间，就占用多少时间。
异步控制方式没有时间上的浪费，因而提高机器的效率，但是控制比较复杂。
联合控制方式是同步控制和异步控制相结合的方式。
2．什么是三级时序系统?解：三级时序系统是指机器周期、节拍和工作脉冲。
计算机中每个指令周期划分若干个机器周期，每个机器周期划分为若干个节拍，每个节拍中设置一个或几个工脉冲。
3．控制器有哪些基本功能?它可分为哪几类?分类的依据是什么?解：控制器的基本功能有：(1)从主存中取出一条指令，并指出下一条指令在主存中的位置。
(2)对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作。
(3)指挥并控制CPU、主存和输入输出设备之间的数据流动。
控制器可分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型3类，分类的依据在于控制器的核心——微操作信号发生器(控制单元CU)的实现方法不同。
4．中央处理器有哪些功能?它由哪些基本部件所组成?解：从程序运行的角度来看，CPU的基本功能就是对指令流和数据流在时间与空间上实施正确的控制。
对于冯·诺依曼结构的计算机而言，数据流是根据指令流的操作而形成的，也就是说数据流是由指令流来驱动的。
中央处理器由运算器和控制器组成。
5．中央处理器中有哪几个主要寄存器?试说明它们的结构和功能。
解：CPU中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果及控制、状态信息的，它可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。
国开作业计算机组成原理-第六章 测试65参考（含答案）
题目：根据存储器介质运行原理的重大差异，可以把存储器分为（）选项A：磁存储器、光存储器三种
选项B：半导体存储器、光存储器
选项C：半导体存储器、磁存储器、光存储器
选项D：半导体存储器、磁存储器
答案：半导体存储器、磁存储器、光存储器
题目：在计算机系统中，由（）组成多级存储器系统
选项A：半导体存储器、磁存储器、辅助存储器
选项B：半导体存储器、磁存储器、高速缓冲存储器
选项C：主存储器、辅助存储器、光存储器
选项D：高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器
答案：高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器
题目：在ROM存储器中必须有（）电路，需要刷新的是（）
选项A：刷新，静态存储器
选项B：再生，ROM
选项C：数据写入，RAM
选项D：地址译码，动态存储器
答案：地址译码，动态存储器
题目：某一RAM芯片，其容量为1024×8位，除电源端和接地端外，连同片选和读/写信号该芯片引出脚的最小数目应为（）
选项A：17
选项B：19
选项C：20
选项D：23
答案：20
题目：若主存每个存储单元为16位，则（）
选项A：其地址线与16有关
选项B：其地址线也为16位
选项C：其地址线为8位
选项D：其地址线与16无关
答案：其地址线与16无关
题目：主存储器容量的扩展有（）。
选项A：字扩展、字位同时扩展
选项B：位扩展、字位同时扩展
选项C：位扩展、字扩展、字位同时扩展
选项D：位扩展、字扩展
答案：位扩展、字扩展、字位同时扩展。
计算机组成原理第六章部分课后题答案（唐朔飞版）
6.4 设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。
-13/64，29/128，100，-87解：十进制数二进制数原码反码补码-13/64 -0.00 1101 1.001 1010 1.110 0101 1.110 011029/128 0.001 1101 0.001 1101 0.001 1101 0.001 1101100 110 0100 0,110 0100 0,110 0100 0,110 0100-87 -101 0111 1,101 0111 1,010 1000 1,010 10016.5 已知[x]补，求[x]原和x.[x]补 = 1.1100; [x]补 = 1.1001; [x]补 = 0.1110; [x]补= 1.0000;[x]补 = 1,0101; [x]补 = 1,1100; [x]补 = 0,0111; [x]补= 1,0000；解：[x]补 [x]原 x1.1100 1.0100 -0.01001.1001 1.0111 -0.01110.1110 0.1110 0.11101.0000 1.0000 01,0101 1,1011 -10111,1100 1,0100 -01000,0111 0,0111 1111,0000 1,0000 06.9 当十六进制数9B和FF分别表示为原码、补码、反码、移码和无符号数时，所对应的十进制数各为多少（设机器数采用一位符号位）解：原码补码反码移码无符号数9B 二进制 -11011 -1100101 -1100100 +11011 1001 十进制 -27 -101 -100 +27 155 FF 二进制 -1111111 -0000001 -0000000 +1111111 1111 1111十进制 -127 -1 -0 +127 2556.11 已知机器数字长为4位（其中1位为符号位），写出整数定点机和小数定点机中原码、补码和反码的全部形式，并注明其对应的十进制数真值。
计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第六章
5. 已知[x]补，求[x]原和x。 [x1]补=1. 1100； [x2]补=1. 1001； [x3]补=0. 1110； [x4]补=1. 0000； [x5]补=1，0101； [x6]补=1，1100； [x7]补=0，0111； [x8]补=1，0000；
解：[x]补与[x]原、x的对应关系如下：
+0.000 +0
原码
0.111 0.110 0.101 0.100 0.011 0.010 0.001 0.000
反码 补码
同同 原原 码码
续表3：
真值
真值 原码 反码
（二进制） （十进制）
-1.000
-1
无
无
小
-0.111 -0.110
-7/8 1.111 1.000 -3/4 1.110 1.001
[x]补 1.1100
[x]原 1.0100
x（二进制） x（十进制）
-0.0100
-1/4
1.1001
1.0111
-0.0111
-7/16
0.1110
1.0000 1，0101 1，1100 0，0111 1，0000
0.1110 无
1，1011 1，0100 0，0111
无
+0.1110 -1.0000 -1011 -0100 +0111 -10000
[x]补=[x]原成立； 若x < 0，则当x= -64时，
[x]补=[x]原成立。
7. 设x为真值，x*为绝对值，说明
[-x*]补=[-x]补能否成立。 解：当x为真值，x*为绝对值时，
[-x*]补=[-x]补不能成立。 [-x*]补=[-x]补 的结论只在x>0时成立。当x<0时，由
第六章计算机组成原理课后答案(第二版)
第六章12. 设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。
写出51/128、-27/1024所对应的机器数。
要求如下：（1）阶码和尾数均为原码。
（2）阶码和尾数均为补码。
（3）阶码为移码，尾数为补码。
解：据题意画出该浮点数的格式：阶符1位阶码4位数符1位尾数10位将十进制数转换为二进制：x1= 51/128= 0.0110011B= 2-1 * 0.110 011Bx2= -27/1024= -0.0000011011B = 2-5*(-0.11011B）则以上各数的浮点规格化数为：（1）[x1]浮=1，0001；0.110 011 000 0[x2]浮=1，0101；1.110 110 000 0（2）[x1]浮=1，1111；0.110 011 000 0[x2]浮=1，1011；1.001 010 000 0（3）[x1]浮=0，1111；0.110 011 000 0[x2]浮=0，1011；1.001 010 000 016．设机器数字长为16位，写出下列各种情况下它能表示的数的范围。
设机器数采用一位符号位，答案均用十进制表示。
（1）无符号数；（2）原码表示的定点小数。
（3）补码表示的定点小数。
（4）补码表示的定点整数。
（5）原码表示的定点整数。
（6）浮点数的格式为：阶码6位（含1位阶符），尾数10位（含1位数符）。
分别写出其正数和负数的表示范围。
（7）浮点数格式同（6），机器数采用补码规格化形式，分别写出其对应的正数和负数的真值范围。
解：（1）无符号整数：0 —— 216 - 1，即：0—— 65535；无符号小数：0 —— 1 - 2-16，即：0 —— 0.99998；（2）原码定点小数：-1 + 2-15——1 - 2-15，即：-0.99997 —— 0.99997（3）补码定点小数：- 1——1 - 2-15，即：-1——0.99997（4）补码定点整数：-215——215 - 1 ，即：-32768——32767（5）原码定点整数：-215 + 1——215 - 1，即：-32767——32767（6）据题意画出该浮点数格式，当阶码和尾数均采用原码，非规格化数表示时：最大负数= 1，11 111；1.000 000 001 ，即 -2-9⨯2-31最小负数= 0，11 111；1.111 111 111，即 -（1-2-9）⨯231则负数表示范围为：-（1-2-9）⨯231 —— -2-9⨯2-31最大正数= 0，11 111；0.111 111 111，即（1-2-9）⨯231最小正数= 1，11 111；0.000 000 001，即 2-9⨯2-31则正数表示范围为：2-9⨯2-31 ——（1-2-9）⨯231（7）当机器数采用补码规格化形式时，若不考虑隐藏位，则最大负数=1，00 000；1.011 111 111，即 -2-1⨯2-32最小负数=0，11 111；1.000 000 000，即 -1⨯231则负数表示范围为：-1⨯231 —— -2-1⨯2-32最大正数=0，11 111；0.111 111 111，即（1-2-9）⨯231最小正数=1，00 000；0.100 000 000，即 2-1⨯2-32则正数表示范围为：2-1⨯2-32 ——（1-2-9）⨯23117.设机器数字长为8位（包括一位符号位），对下列各机器数进行算术左移一位、两位，算术右移一位、两位，讨论结果是否正确。
计算机组成原理习题答案第六章
１．如何区别存储器和寄存器？两者是一回事的说法对吗？解：存储器和寄存器不是一回事。
存储器在CPU 的外边，专门用来存放程序和数据，访问存储器的速度较慢。
寄存器属于CPU 的一部分，访问寄存器的速度很快。
２．存储器的主要功能是什么？为什么要把存储系统分成若干个不同层次？主要有哪些层次？解：存储器的主要功能是用来保存程序和数据。
存储系统是由几个容量、速度和价存储系统和结构各不相同的存储器用硬件、软件、硬件与软件相结合的方法连接起来的系统。
把存储系统分成若干个不同层次的目的是为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾。
由高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓存和主存间称为Cache －主存存储层次（Cache 存储系统）；主存和辅存间称为主存—辅存存储层次（虚拟存储系统）。
３．什么是半导体存储器？它有什么特点？解：采用半导体器件制造的存储器，主要有MOS 型存储器和双极型存储器两大类。
半导体存储器具有容量大、速度快、体积小、可靠性高等特点。
半导体随机存储器存储的信息会因为断电而丢失。
４．SRAM 记忆单元电路的工作原理是什么？它和DRAM 记忆单元电路相比有何异同点？解：SRAM 记忆单元由６个MOS 管组成，利用双稳态触发器来存储信息，可以对其进行读或写，只要电源不断电，信息将可保留。
DRAM 记忆单元可以由４个和单个MOS管组成，利用栅极电容存储信息，需要定时刷新。
５．动态RAM 为什么要刷新？一般有几种刷新方式？各有什么优缺点？解：DRAM 记忆单元是通过栅极电容上存储的电荷来暂存信息的，由于电容上的电荷会随着时间的推移被逐渐泄放掉，因此每隔一定的时间必须向栅极电容补充一次电荷，这个过程就叫做刷新。
常见的刷新方式有集中式、分散式和异步式３种。
集中方式的特点是读写操作时不受刷新工作的影响，系统的存取速度比较高；但有死区，而且存储容量越大，死区就越长。
分散方式的特点是没有死区；但它加长了系统的存取周期，降低了整机的速度，且刷新过于频繁，没有充分利用所允许的最大刷新间隔。
计算机组成原理第六章部分课后题答案
6.4 长为8位（含1位 位在内），
-13/64，29/128，100，-87解：十进制 二进制-13/64 -0.00 1101 1.001 1010 1.110 0101 1.110 011029/128 0.001 1101 0.001 1101 0.001 1101 0.001 1101100 110 0100 0,110 0100 0,110 0100 0,110 0100-87 -101 0111 1,101 0111 1,010 1000 1,010 10016.5 已知[x] ，求[x]x.[x] = 1.1100; [x] = 1.1001; [x] = 0.1110; [x]= 1.0000;[x] = 1,0101; [x] = 1,1100; [x] = 0,0111; [x]= 1,0000；解：[x] [x] x1.1100 1.0100 -0.01001.1001 1.0111 -0.01110.1110 0.1110 0.11101.0000 1.0000 01,0101 1,1011 -10111,1100 1,0100 -01000,0111 0,0111 1111,0000 1,0000 06.9 十 进制9B FF为 ， 十进制 为 （ 位位）解：9B 二进制 -11011 -1100101 -1100100 +11011 1001 十进制 -27 -101 -100 +27 155 FF 二进制 -1111111 -0000001 -0000000 +1111111 1111 1111十进制 -127 -1 -0 +127 2556.11 已知 长为4位（其中1位为 位）， 中 ， 其 十进制 。
解：6.12 为：阶 1位 阶 4位 1位 尾 10位，51/128-27/10247.375-86.5。
计算机组成原理课后习题答案解析
作业解答第一章作业解答1.1 基本的软件系统包括哪些内容？答：基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。
系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。
包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。
1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？答：计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。
输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。
输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。
存储器的主要功能是存储信息，用于存放程序和数据。
运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。
控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。
1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答：冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。
2) 采用二进制形式表示数据和指令。
3) 采用存储程序方式。
存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。
在解题过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。
1.4 早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。
随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。
同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。
计算机组成原理第四章和第六章部分答案 (2)
X=9BH[X]移＝9BH [X]移＝27＋X X ＝[X]移－27＝1,0011011－1,0000000＝0,0011011 X ＝＋276.21 加减交替法X/YX=(13/32)10=(0.01101)2 ,X=(-27/32)10=(-0.11011)2[X]原＝0.01101 [Y]原＝1.11011[Y*]补＝0.11011 [-Y*]补＝1.00101被除数 商0.01101 0.0000+ 1.00101 +[-Y*]补1.10010 01.00100 0 ←+ 0.11011 +[Y*]补1.11111 0 01.11110 0 0 ←+ 0.11011 +[Y*]补0.11001 0 0 11.10010 0 0 1 ←+ 1.00101 [-Y*]补0.10111 0 0 1 11.01110 0 0 1 1←+ 1.00101 [-Y*]补0.10011 0 0 1 1 11.00110 0 0 1 1 1 ←+ 1.00101 [-Y*]补0.01011 0.0 1 1 1 1X 0⊕Y 0=1][YX 原=1.01111 余数为：0.00000010116.20 (4) booth 法（补）-----求x.yX=0.11011 y=-0.11101[x]补＝00.11011 [－x]补＝11.00101 [ Y]补＝1.00011部分积 乘数00.00000 1.00011 0+[ -x]补 11.0010111.00101→ 11.10010 110001 1+0 00.0000011.10010 1→ 11.11001 011000 1+ [x]补 00.1101100.10100 01→ 00.01010 001100 0+0 00.0000000.01010 001→ 00.00101 000110 0+0 00.0000000.00101 0001→ 00.00010 100011 0+ [－x]补 11.0010111.00111 10001[XY]补＝11.00111 10001XY=-0.11000011114.15（1）地址范围：1）系统区A15~A12为000, 4KB 的空间为：0000H ~0FFFH2）4096~16383区间：地址为1000H ~3FFFH（2）选用ROM 2片（2K ⨯8位或4K ⨯4位）RAM 3片 （4K ⨯8位）（3）第二种方案两片ROM ，位扩展产生4KX8位这样四个4K ⨯8位，片选为Y0＃，Y1＃，Y2＃，Y3＃ （A A 1314A 12、 A A 1314A 12、A A A 121314、A A A 121314 其中A15＝0连接：译码器C 、B 、A 接CPU 的A14A13A12引脚G2A＃接A15G2B＃接MREQG1按5V电源Y0＃按ROM的片选、Y1＃接RAM1的片选、Y2＃接RAM2的片选Y3＃接RAM3的片选。
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1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码（用8位二进制表示），其中MSB是最高位（符号位），LSB是最低位。
如果是小数，则小数点在MSB之后；如果是整数，则小数点在LSB之后。
(1)-59/64 (2)27/128 (3)-127/128(4)用小数表示-1(5)用整数表示-1 (6)-127 (7)35 (8)-1282. 设[x]补=x0.x1x2x3x4，其中x i取0或1，若要使x＞－0.5，则x0、x1、x2、x3、x4的取值应满足什么条件？3. 若32位定点小数的最高位为符号位，用补码表示，则所能表示的最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为；若32位定点整数的最高位为符号位，用原码表示，则所能表示的最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。
4. 若机器字长为32位，在浮点数据表示时阶符占1位，阶码值占7位，数符占1位，尾数值占23位，阶码用移码表示，尾数用原码表示，则该浮点数格式所能表示的最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。
5. 某机浮点数字长为18位，格式如图2.35所示，已知阶码（含阶符）用补码表示，尾数（含数符）用原码表示。
(1)将(-1027)10表示成规格化浮点数；(2)浮点数(0EF43)16是否是规格化浮点数？它所表示的真值是多少？图2.35 浮点数的表示格式6. 有一个字长为32位的浮点数，格式如图2.36所示，已知数符占1位；阶码占8位，用移码表示；尾数值占23位，尾数用补码表示。
图2.36 浮点数的表示格式请写出：(1)所能表示的最大正数；(2)所能表示的最小负数；(3)规格化数所能表示的数的范围。
7. 若浮点数x的IEEE754标准的32位存储格式为(8FEFC000)16，求其浮点数的十进制数值。
8. 将数(-7.28125)10转换成IEEE754标准的32位浮点数的二进制存储格式。
9. 已知x=-0.x1x2…x n，求证：[x]补=+0.00…01。
10. 已知[x]补=1.x1x2x3x4x5x6，求证：[x]原=+0.000001。
11. 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出运算结果是否发生溢出。
(1)x=0.11011 y=-0.10101(2)x=-10110 y=-0001112. 已知x和y，用变形补码计算x-y，同时指出运算结果是否发生溢出。
(1)x=0.10111 y=0.11011(2)x=11011 y=-1001113. 已知[x]补=1.1011000，[y]补=1.0100110，用变形补码计算2[x]补+1/2[y]补=？，同时指出结果是否发生溢出。
14. 已知x和y，用原码运算规则计算x+y，同时指出运算结果是否发生溢出。
(1)x=0.1011，y=-0.1110(2)x=-1101，y=-101015. 已知x和y，用原码运算规则计算x-y，同时指出运算结果是否发生溢出。
(1)x=0.1101，y=0.0001(2)x=0011，y=111016. 已知x和y，用移码运算方法计算x+y，同时指出运算结果是否发生溢出。
(1)x=-1001，y=1101(2)x=1101，y=101117. 已知x和y，用移码运算方法计算x-y，同时指出运算结果是否发生溢出。
(1)x=1011，y=-0010(2)x=-1101，y=-101018. 余3码编码的十进制加法规则如下：两个一位十进制数的余3码相加，如结果无进位，则从和数中减去3（加上1101）；如结果有进位，则和数中加上3（加上0011），即得和数的余3码。
试设计余3码编码的十进制加法器单元电路。
19. 已知x和y，分别用原码一位乘法和补码一位乘法计算x×y。
(1)x=0.10111 y=-0.10011(2)x=-11011 y=-1111120. 已知x和y，分别用带求补器的原码阵列乘法器、带求补器的补码阵列乘法器和直接补码阵列乘法器计算x×y。
(1)x=0.10111 y=-0.10011(2)x=-11011 y=-1111121. 已知x和y，分别用原码加减交替法和补码加减交替法计算x÷y。
(1)x=0.10011 y=-0.11011(2)x=-1000100101 y=-1110122. 已知x和y，用原码阵列除法器计算x÷y。
(1)x=0.10011 y=-0.11011(2)x=-1000100000 y=-1110123. 设机器字长为8位（含一位符号位），若x=46，y=-46，分别写出x、y的原码、补码和反码表示的机器数在左移一位、左移两位、右移一位和右移两位后的机器数及对应的真值。
24. 某加法器进位链小组信号为C4C3C2C1，最低位来的进位信号为C0，请分别按下述两种方法写出C4C3C2C1的逻辑表达式：(1)串行进位方式；(2)并行进位方式。
25. 用74181和74182设计如下三种方案的64位ALU。
(1)组间串行进位方式；(2)两级组间并行进位方式；(3)三级组间并行进位方式。
26. 设浮点数的表示格式中阶码占3位，尾数占6位（都不包括符号位）。
阶码和尾数均采用含双符号位的补码表示，运算结果的尾数取单字长（含符号位共7位），舍入规则用“0舍1入”法，用浮点运算方法计算x+y、x-y。
(1)x=2-011×(0.100101) y=2-010×(-0.011110)(2)x=2-101×(-0.010110) y=2-100×(0.010110)27. 设浮点数的表示格式中阶码占3位，尾数占6位（都不包括符号位），阶码采用双符号位的补码表示，尾数用单符号位的补码表示。
要求用直接补码阵列乘法完成尾数乘法运算，运算结果的尾数取单字长（含符号位共7位），舍入规则用“0舍1入”法，用浮点运算方法计算x×y。
(1)x=2011×(0.110100) y=2-100×(-0.100100)(2)x=2-011×(-0.100111) y=2101×(-0.101011)28. 设浮点数的表示格式中阶码占3位，尾数占6位（都不包括符号位），阶码采用双符号位的补码表示，尾数用单符号位的原码表示。
要求用原码阵列除法完成尾数除法运算，运算结果的尾数取单字长（含符号位共7位），舍入规则用“0舍1入”法，用浮点运算方法计算x÷y。
(1)x=2-010×(0.011010) y=2-111×(-0.111001)(2)x=2011×(-0.101110) y=2101×(-0.111011)29. 定点补码加减法运算中，产生溢出的条件是什么？溢出判断的方法有哪几种？如果是浮点加减运算，产生溢出的条件又是什么？30. 设有4个数：00001111、11110000、00000000、11111111，请问答：(1)其码距为多少？最多能纠正或发现多少位错？如果出现数据00011111，应纠正成什么数？当已经知道出错位时如何纠正？(2)如果再加上2个数00110000，11001111（共6个数），其码距是多少？能纠正或发现多少位错？31. 如果采用偶校验，下述两个数据的校验位的值是什么？(1)0101010 (2)001101132. 设有16个信息位，如果采用海明校验，至少需要设置多少个校验位？应放在哪些位置上？33. 写出下列4位信息码的CRC编码，生成多项式为G(x)=x3+x2+1。
(1)1000(2)1111(3)0001(4)000034. 当从磁盘中读取数据时，已知生成多项式G(x)=x3+x2+1，数据的CRC码为1110110，试通过计算判断读出的数据是否正确？35. 有一个7位代码的全部码字为：a：0000000 b：0001011 c：0010110 d：0011101e：0100111 f：0101100 g：0110001 h：0111010i：1000101 j：1001110 k：1010011 l：1011000m：1100010 n：1101001 o：1110100 p：1111111(1)求这个代码的码距；(2)这个代码是不是CRC码。
参考答案1. 数的各种机器码表示见附表2.1。
附表2.1 数的各种机器码表示2. 应满足的条件是：①x0=0；②当x0=1时，x1=1且x2、x3、x4不全为0。
3. 1-2-31；2-31；-2-31；-1；231-1；1；-1；-(231-1)4. (1-2-23)×2127；2-151；-2-151；-(1-2-23)×21275. (1)(25C03)16(2)是规格化浮点数；它所表示的真值是1859×2186. (1)(1-2-23) ×2127(2)-2127(3)规格化数所能表示的正数的范围：2-129～(1-2-23)×2127；所能表示的负数的范围：-2127～-(2-1+2-23)×2-1287. (-959×2-105)108. (C0E90000)169. 证明：因为x＜0，按照定义，有[x]补=2+x=2-0.x1x2…x n=1+(1-0.x1x2…x n)=1+(0.11…11-0.x1x2…x n+0.00…01)=1++0.00 (01)=+0.00 (01)10. 证明：因为[x]补=1.x1x2x3x4x5x6，即x＜0，按照定义，有[x]补=2+x=1.x1x2x3x4x5x6x=1.x1x2x3x4x5x6-2=-1+0.x1x2x3x4x5x6=-(1-0.x1x2x3x4x5x6)=-(+0.000001)因为x＜0，按照定义，有[x]原=1-x=1+(+0.000001)=+0.00000111. (1)[x+y]补=00.00110，x+y=0.00110，运算结果未发生溢出(2)[x+y]补=1100111，x+y=-11001，运算结果未发生溢出12. (1)[x-y]补=11.11100，x-y=-0.00100，运算结果未发生溢出(2)[x-y]补=0101110，运算结果发生正溢13. 2[x]补+1/2[y]补=11.0000011，运算结果未发生溢出14. (1)[x+y]原=1.0011，x+y=-0.0011，运算结果未发生溢出(2)因为完成|x|+|y|操作且操作结果的符号位为1，被加数为负数，所以运算结果发生负溢。
15. (1)[x-y]原=0.1100，x-y=0.1100，运算结果未发生溢出(2)[x-y]原=11011，x-y=-1011，运算结果未发生溢出16. (1)[x+y]移=010100，x+y=0100，运算结果未发生溢出(2)[x+y]移=101000，运算结果发生正溢17. (1)[x-y]移=011101，x-y=1101，运算结果未发生溢出(2)[x-y]移=001101，x-y=-0011，运算结果未发生溢出18. 余3码编码的十进制加法器单元电路如附图2.1所示。