计算机组成原理课后答案_白中英主编_第五版_立体化教材

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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。

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。

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。

计算机组成原理附标准答案（白中英）

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)

即[-x]补< 01000000
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

计算机组成原理第五版_白中英(详细)第2章作业参考答案

第2章作业参考答案1、(1) -35(=23)16 (2)127 (3)-127 (4)-1[-35]原=10100011[127]原=01111111 [-127]原=11111111 [-1]原=10000001[-35]反=11011100[127]反=01111111 [-127]反=10000000 [-1]反=11111110[-35]补=11011101[127]补=01111111 [-127]补=10000001 [-1]补=111111112 当a 7=0时，x ≥0，满足x>-0.5的条件，即：若a 7=0，a 6~ a 0可取任意值当a 7=1时，x<0，若要满足x>-0.5的条件，则由补码表示与其真值的关系，可知：7061524334251676022222221)2(1--------=*+*+*+*+*+*+*+-=*+-=∑a a a a a a a a x i i i 要使x>-0.5 ，所以要求a 6=1，并且a 5~a 0不能全部为0所以，要使x>-0.5，则要求a 7=0；或者a 7= a 6=1，并且a 5~a 0至少有一个为13、由题目要求可知，该浮点数的格式为：31 30 23 22 0注：由于S是数符，已表示了尾数的符号，所以为了提高表示精度，M(23位)不必存储符号位，只需存小数点后面的有效数值位即可。

(1)最大数的二进制表示为：0 11111111 1111……111(23个1)(2)最小数的二进制表示为：1 11111111 0000……000(23个0)(3)非IEEE754标准的补码表示的规格化数是指其最高有效位与符号位相反故有：最大正数为：0 11111111 1111……111(23个1)=+(1-2-23)⨯2127最小正数为：0 00000000 1000……000(22个0)=+0.5⨯2-128最大负数为：1 00000000 0111……111(22个1)=-(0.5+2-23)⨯2-128最小负数为：1 11111111 0000……000(23个0)=-1⨯2127所以其表示数的范围是：+0.5⨯2-128~+(1-2-23)⨯2127以及-1⨯2127~-(0.5+2-23)⨯2-1284、IEEE754标准32位浮点的规格化数为X=(-1)S⨯1.M⨯2E-127(1)27/6427/64=27⨯2-6=(11011)2⨯2-6=(1.1011)2⨯2-2所以S=0，E=e+127=125=(01111101)2，M=101132位的规格化浮点数为：00111110 11011000 00000000 00000000，即十六进制的(3ED80000)16(2)-27/64-27/64=-(1.1011)2 2-2所以S=1，E=e+127=125=(01111101)2，M=101132位的规格化浮点数为：10111110 11011000 00000000 00000000，即十六进制的(BED80000)165、[x+y]补=[x]补+[y]补(1)x=11011，y=00011[x+y]补=0011011+0000011=0011110；没有溢出，x+y=11110(2)x=11011，y=-10101[x+y]补=0011011+1101011=0000110；0 0 1 1 0 1 1+ 1 1 0 1 0 1 10 00 0 1 1 0没有溢出，x+y=00110(3)x=-10110，y=-00001=1101010+1111111=1101001；没有溢出，x+y=-10111[x+y]补6、[x-y]补=[x]补+[-y]补(1)x=11011，y=-11111[-y]补=0011111[x-y]补=0011011+0011111=0111010；0 0 1 1 0 1 1+ 0 0 1 1 1 1 10 1 1 1 0 1 0正溢出，x-y=+111010(2)x=10111，y=11011[-y]补=1100101[x-y]补=0010111+1100101=1111100；0 0 1 0 1 1 1+ 1 1 0 0 1 0 11 1 1 1 1 0 0没有溢出，x-y=-00100(3)x=11011，y=-10011[-y]补=0010011[x-y]补=0011011+0010011=0101110；正溢出，x-y=+1011107、(1)x=11011，y=-11111用原码阵列乘法器1 1 0 1 11 1 1 1 11 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]符号=0⊕1=1所以[x⨯y]原=1 1101000101用直接补码阵列乘法器：[x]补=011011，[y]补=100001(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 00 (1) (1) (0) (1) (1)0 (1) (1) 0 (1) (1) 1 1 0 1 1将乘积中的符号位用负权表示，其他的负权位化为正权，得：[x⨯y]补=1 0010111011(2) x=-11111，y=-11011用原码阵列乘法器1 1 1 1 1⨯ 1 1 0 1 11 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]符号=1⊕1=0所以[x⨯y]原=0 1101000101用直接补码阵列乘法器：[x]补=100001，[y]补=100101(1) 0 0 0 0 1⨯(1) 0 0 1 0 1(1) 0 0 0 0 1(0) 0 0 0 0 0(1) 0 0 0 0 1(0) 0 0 0 0 0(0) 0 0 0 0 01 (0) (0) (0) (0) (1)1 0 0 (1) (1) 0 0 0 1 0 1将乘积中的符号位用负权表示，其他的负权位化为正权，得：[x⨯y]补=0 11010001018、(1) x=11000，y=-11111用原码阵列除法器计算，符号位单独处理，商的符号位=0⊕1=1设a=(|x|⨯2-5)，b=(|y|⨯2-5)，则a，b均为正的纯小数，且x÷y的数值=(a÷b)；余数等于(a÷b)的余数乘以25下面用不恢复余数法的原码阵列除法器计算a÷b[a]补=[|x|⨯2-5]补=0.11000，[b]补=[|y|⨯2-5]补=0.11111，[-b]补=1.00001过程如下：0. 1 1 0 0 0+[-b]补 1. 0 0 0 0 11. 1 1 0 0 1 ——余数为负，商为01. 1 0 0 1 0 ——余数和商左移一位(0)+[b]补0. 1 1 1 1 10. 1 0 0 0 1 ——余数为正，商为11. 0 0 0 1 0 ——余数和商左移一位(01)+[-b]补 1. 0 0 0 0 10. 0 0 0 1 1 ——商为10. 0 0 1 1 0 ——(011)+[-b]补 1. 0 0 0 0 11. 0 0 1 1 1 ——商为00. 0 1 1 1 0 ——(0110)+[b]补0. 1 1 1 1 11. 0 1 1 0 1 ——商为00. 1 1 0 1 0 ——(01100)+[b]补0. 1 1 1 1 11. 1 1 0 0 1 ——商为0——(011000)即：a÷b的商为0.11000；余数为1.11001⨯2-5，因为1.11001为负数，加b处理为正数，1.11001+b=1.11001+0.11111=0.11000，所以a÷b的余数为0.11000⨯2-5所以，(x÷y)的商=-0.11000，原码为：1.11000；余数为0.11000(2) x=-01011，y=11001商的符号位=1⊕0=1设a=|x|⨯2-5，b=|y|⨯2-5，则a，b均为正的纯小数，且x÷y的数值=a÷b；余数等于(a÷b)的余数乘以25下面用不恢复余数法的原码阵列除法器计算a÷b[a]补=[|x|⨯2-5]补=0.01011，[b]补=[|y|⨯2-5]补=0.11001，[-b]补=1.00111过程如下：0. 0 1 0 1 1+[-b]补 1. 0 0 1 1 11. 1 0 0 1 0 ——余数为负，商为01. 0 0 1 0 0 ——余数和商左移一位(0)+[b]补0. 1 1 0 0 11. 1 1 1 0 1 ——余数为负，商为01. 1 1 0 1 0 ——余数和商左移一位(00)+[b]补0. 1 1 0 0 10. 1 0 0 1 1 ——商为11. 0 0 1 1 0 ——(001)+[-b]补 1. 0 0 1 1 10. 0 1 1 0 1 ——商为10. 1 1 0 1 0 ——(0011)+[-b]补 1. 0 0 1 1 10. 0 0 0 0 1 ——商为10. 0 0 0 1 0 ——(00111)+[-b]补 1. 0 0 1 1 11. 0 1 0 0 1 ——商为0——(001110)即：a÷b的商为0.01110；余数为1.01001⨯2-5，因为1.01001为负数，加b处理为正数，1.01001+b=1.01001+0.11001=0.00010，所以a÷b的余数为0.00010⨯2-5所以，(x÷y)的商=-0.01110，原码为：1.01110；余数为0.000109、(1)x=2-011⨯0.100101，y=2-010⨯(-0.011110)E X=-011，E y=-010，所以[E X]补=1101，[E y]补=1110M X=0.100101，M y=-0.011110，所以[M X]补=0.100101，[M y]补=1.100010[x]浮=1101 0.100101，[y]浮=1110 1.100010E X<E y，E y-E X = E y+(-E X)=1110+0011=0001对阶后[x]浮=1110 0.010010(1)，[y]浮=1110 1.100010对阶后的尾数相加：M X+M y=0.010010(1)+1.1000100. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 1. 1 0 0 0 1 01. 1 1 0 1 0 0 (1)x+y=1.110100(1)⨯21110，化为规格化数(左移2位)为：x+y=1.010010⨯21100，即：x+y=-0.101110⨯2-4对阶后的位数相减：M X-M y=M X+(-M y)=0.010010(1)+0.0111100. 0 1 0 0 1 0 (1)+ 0. 0 1 1 1 1 00. 1 1 0 0 0 0 (1)x-y=0.110000(1)⨯21110，已经是规格化数，采用0舍1入法进行舍入处理：x-y=0.110001⨯21110，即：x-y=0.110001⨯2-2(2)x=2-101⨯(-0.010110)，y=2-100⨯(0.010110)E X=-101，E y=-100，所以[E X]补=1011，[E y]补=1100M X=-0.010110，M y=0.010110，所以[M X]补=1.101010，[M y]补=0.010110 [x]浮=1011 1.101010，[y]浮=1100 0.010110E X <E y ，E y -E X = E y +(-E X )=1100+0101=0001对阶后[x]浮=1100 1.110101(0)，[y]浮=1100 0.010110对阶后的尾数相加：M X +M y =1.110101+0.0101101. 1 1 0 1 0 1+ 0. 0 1 0 1 1 00. 0 0 1 0 1 1x+y=0.001011⨯21100，化为规格化数(左移2位)为：x+y=0.101100⨯21010，即： x+y=0.101100⨯2-6对阶后的位数相减：M X -M y =M X +(-M y )=1.110101+1.1010101. 1 1 0 1 0 1+ 1. 1 0 1 0 1 01. 0 1 1 1 1 1x-y=1.011111⨯21100，已经是规格化数，所以x-y=-0.100001⨯2-410、 (1) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯16921613243 M x =110100.02110116134=⨯=-，Ex=0011 M y =100100.021*******-=⨯-=--，Ey=0100 Ex+Ey=0011+0100=0111[x ⨯y]符=0⊕1=1，乘积的数值=|M x |⨯|M y |：0. 1 1 0 1⨯ 0. 1 0 0 10 1 1 0 10 0 0 0 00 0 0 0 00 1 1 0 10 0 0 0 00 0 1 1 1 0 1 0 1所以，x ⨯y =-0.01110101⨯20111，规格化处理(左移一位)，并采用0舍1入法进行舍入：x ⨯y =-0.111011⨯20110即：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯16921613243=-0.111011⨯26 (2) ⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯÷⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-161523213232 将x 、y 化为规格化数：M x =011010.02110132135=⨯=-，Ex=1110 M y =111100.021********=⨯=-，Ey=0011 Ex-Ey=Ex+(-Ey)=1110+1101=1011[x ÷y]符=0⊕0=0，下面用加减交替法计算尾数M x ÷M y ：[Mx]补=0.011010，[My]补=0.111100，[-My]补=1.0001000. 0 1 1 0 1 0+[-My]补 1. 0 0 0 1 0 01. 0 1 1 1 1 0 ——余数为负，商为00. 1 1 1 1 0 0 ——余数和商左移一位(0) +[My]补0. 1 1 1 1 0 01. 1 1 1 0 0 0 ——余数为负，商为01. 1 1 0 0 0 0 ——余数和商左移一位(00) +[My]补0. 1 1 1 1 0 00. 1 0 1 1 0 0 ——余数为正，商为11. 0 1 1 0 0 0 ——余数和商左移一位(001) +[-My]补 1. 0 0 0 1 0 00. 0 1 1 1 0 0 ——商为10. 1 1 1 0 0 0 ——(0011)+[-My]补 1. 0 0 0 1 0 01. 1 1 1 1 0 0 ——商为01. 1 1 1 0 0 0 ——(00110)+[My]补0. 1 1 1 1 0 00. 1 1 0 1 0 0 ——商为11. 1 0 1 0 0 0 ——(001101)+[-My]补 1. 0 0 0 1 0 00. 1 0 1 1 0 0 ——商为11. 0 1 1 0 0 0 ——(0011011)+[-My]补 1. 0 0 0 1 0 00. 0 1 1 1 0 0 ——商为1——(00110111)Mx÷My的商为0.0110111，余数为0.011100⨯2-7，由于x化为0.01101(Mx)是尾数右移2位才得到，所以x÷y真正的余数是0.011100⨯2-7再尾数左移2位，即0.011100⨯2-9=0.111000⨯2-10所以，x÷y的商为：0.0110111⨯21011，规格化处理后为：0.110111⨯21010=0.110111⨯2-6，余数为0.111000⨯2-1011、不考虑181ALU的函数发生器，而是从简单的全加器出发，则：若设4位的二进制数为A=A3A2A1A0，B=B3B2B1B0，并设G i=A i B i，P i=A i⊕B i，由全加器进位输出的逻辑函数C i+1=A i B i+C i(A i⊕B i)可知：(由于进位输出函数还可以写成C i+1=A i B i+C i(A i+B i)，故P i=A i+B i也可)(1) 串行进位方式：C1=A0B0+C0(A0⊕B0)=G0+P0C0C2=A1B1+C1(A1⊕B1)=G1+P1C1C3=A2B2+C2(A2⊕B2)=G2+P2C2C4=A3B3+C3(A3⊕B3)=G3+P3C3(2) 并行进位方式：C1=G0+P0C0C2=G1+P1C1=G1+P1(G0+P0C0)=G1+P1G0+P1P0C0C3=G2+P2C2=G2+P2(G1+P1G0+P1P0C0)=G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0C0C4=G3+P3C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0C012、(1) -5-5=-(101)2=-(1.01)2⨯22所以S=1E=e+127=2+127=129=(81)16=(10000001)2M=(010 0000 0000 0000 0000 0000)2故浮点格式为：1 10000001 010 0000 0000 0000 0000 0000，用十六进制表示为：(C0A00000)16(2) -1.5-1.5=-(1.1)2=-(1.1)2⨯20所以S=1E=e+127=0+127= (7F)16=(01111111)2M=(100 0000 0000 0000 0000 0000)2故浮点格式为：1 01111111 100 0000 0000 0000 0000 0000，用十六进制表示为：(BFC00000)16(3) 384384=(180)16=(1 1000 0000)2=(1.1)2⨯28所以S=0E=e+127=8+127=135= (87)16=(10000111)2M=(100 0000 0000 0000 0000 0000)2故浮点格式为：0 10000111 100 0000 0000 0000 0000 0000，用十六进制表示为：(43C00000)16(4) 1/161/16= (1.0)2⨯2-4所以S=0E=e+127=-4+127= (7B)16=(01111011)2M=(000 0000 0000 0000 0000 0000)2故浮点格式为：0 01111011 000 0000 0000 0000 0000 0000，用十六进制表示为：(3D800000)16(5) -1/32-1/32=-(1.0)2⨯2-5所以S=1E=e+127=-5+127= (7A)16=(01111010)2M=(000 0000 0000 0000 0000 0000)2故浮点格式为：1 01111010 000 0000 0000 0000 0000 0000，用十六进制表示为：(BD000000)1613、(1) 1 10000011 110 0000 0000 0000 0000 0000S=1E=(83)16=131 e=E-127=131-127=41.M=(1.11)2所以，该浮点数为-(1.11)2⨯24=-(11100)2=-28(2) 0 01111110 101 0000 0000 0000 0000 0000S=0E=(7E)16=126 e=E-127=126-127=-11.M=(1.101)2所以，该浮点数为(1.101)2⨯2-1=(0.1101)2=0.812514、IEEE754标准中，32位二进制数仍然有232种不同的组合，但是由于在IEEE754标准中，阶码为全1并且尾数为非0的情况不表示一个数。

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。

计算机组成原理第五版白中英（详细）第3章习题答案

第3章习题‎答案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‎存储多少字‎节的信息？ (2) 如果存储器‎由512K ‎×8位SRA ‎M 芯片组成‎，需要多少片‎？ (3) 需要多少位‎地址作芯片‎选择？解：(1) 该存储器能‎存储：字节4M 832220=⨯(2) 需要片8823228512322192020=⨯⨯=⨯⨯K(3) 用512K ‎⨯8位的芯片‎构成字长为‎32位的存‎储器，则需要每4‎片为一组进‎行字长的位‎数扩展，然后再由2‎组进行存储‎器容量的扩‎展。

所以只需一‎位最高位地‎址进行芯片‎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位的DR ‎A M 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‎条为16M ‎×64位，共需几个内‎存条? (2) 每个内存条‎内共有多少‎D RAM 芯‎片? (3) 主存共需多‎少DRAM ‎芯片? CPU 如何‎选择各内存‎条? 解：(1) 共需内存条‎条4641664226=⨯⨯M (2) 每个内存条‎内共有个芯‎32846416=⨯⨯M M 片 (3) 主存共需多‎少个RAM ‎1288464648464226=⨯⨯=⨯⨯M M M 芯片，共有4个内‎存条，故CPU 选‎择内存条用‎最高两位地‎址A 24和‎A 25通过‎2：4译码器实‎现；其余的24‎根地址线用‎于内存条内‎部单元的选‎择。

3、用16K ×8位的DR ‎A M 芯片构‎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) 用16K ×8位的DR ‎A M 芯片构‎成64K ×32位存储‎器，需要用个芯‎16448163264=⨯=⨯⨯K K 片，其中每4片‎为一组构成‎16K ×32位——进行字长位‎数扩展(一组内的4‎个芯片只有‎数据信号线‎不互连——分别接D0‎~D 7、D 8~D 15、D 16~D23和D ‎24~D 31，其余同名引‎脚互连)，需要低14‎位地址(A 0~A 13)作为模块内‎各个芯片的‎内部单元地‎址——分成行、列地址两次‎由A 0~A6引脚输‎入；然后再由4‎组进行存储‎器容量扩展‎，用高两位地‎址A 14、A15通过‎2：4译码器实‎现4组中选‎择一组。

计算机组成原理第五版课后答案

计算机组成原理第五版课后答案1. 比较数字计算机和模拟计算机的特点。

答: （1）模拟计算机的特点: 数值由连续量来表示, 运算过程也是连续的。

同时用电压表示数据, 采用电压组合和测量值的方式来进行计算, 以及盘上连线的控制方式。

数字计算机的主要特点：按位运算, 并且不连续地跳动计算。

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？答: 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应用？答: 数字计算机的主要应用有: 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: 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. 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: （1）存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

（2）每个存储单元都有编号, 称为单元地址。

（3）如果某字代表要处理的数据, 称为数据字。

（4）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？答: 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. 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：取指周期中从内存读出的信息流是指令流, 它流向控制器；而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流, 它流向运算器。

计算机组成原理课后答案白中英

计算机组成原理课后答案第一章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夕卜存，内存和夕卜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。

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。

计算机组成原理第五版白中英(详细)第3章习题参考答案

设32位为一个字，且按字进行编址，则
24位的内存地址格式如下：
tag
行号
字地址
8位
14位
2位
16.下述有关存储器的描述中，正确的是( B、D )
A.多级存储体系由Cache、主存和虚拟存储器构成
B.存储保护的目的是：在多用户环境中，既要防止一个用户程序出错而破坏系统软件或其它用户程序，又要防止用户访问不是分配给他的主存区，以达到数据安全与保密的要求。
解：
主存4K个块，每块128个字，共有4K128=219个字，故主存的地址共19位；
共4K个块，故块地址为12位；每块128个字，故块内的字地址为7位
Cache有64行，每组4行，共16组，故组号4位，组内页号2位
组相联方式是组间直接映射，组内全相联映射方式；
所以主存的块地址被分为两部分：低4位为在cache中的组号，高8位为标记字段，即19位内存地址的格式如下：
C.空间浪费大、存储共享不易、存储保护容易、能动态连接。
D.空间浪费小、存储共享容易、存储保护容易、能动态连接。
19.某虚拟存储器采用页式存储管理，使用LRU页面替换算法，若每次访问在一个时间单位内完成，页面访问序列如下：1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、1、3、1、7、1、3、7。已知主存只允许放4个页面，初始状态时4个页面是全空的，则页面失效次数是___6____。
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位的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)若每个内存条为16M×64位，共需几个内存条?
(2)每个内存条内共有多少DRAM芯片?
(3)主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各内存条?

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-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。

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.数字计算机是如何分类的？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：根据计算机操作的效率、速度、价格、经济性和适应性，分为专用和通用。

通用机器的分类主要基于体积、简单性、功耗、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？4.冯：诺依曼电脑的主要设计理念是什么？主要成分是什么？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：控制器按顺序执行存储的程序，并根据命令功能控制整机协同完成操作任务。

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。

单位地址：单位地址缩写为地址。

内存中的每个存储单元都有一个唯一的地址号，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：如果计算机字代表指令或指令的一部分，则称为指令字。

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。

指令序列的计算称为程序的求解。

7.指令和数据存储在内存中。

计算机如何将它们与指令或数据区分开来？解决方案：一般来说，在取指周期中从存储器中读出的信息是指令信息；并在执行周期中从内存中读取信息即为数据信息。

计算机组成原理第五版-白中英(详细)第2章作业参考答案

第2章作业参考答案(1) -35(=23)16[-35]原=10100011 [-35]反=11011100 [-35]补=11011101 2 (2) 127 [127]原=01111111 [127]反=01111111 [127 ]补=01111111 (3) -127 [-127] 原=11111111 [-127] 反=10000000 [-127 ]补=10000001⑷-1[-1]原=10000001[-1]反=11111110 [-1]补=11111111当a 7=0时，R_0，满足R>-0.5的条件，即：若a 7=0, a6s 可取任意值当a 7=1时，R<0,若要满足R>-0.5的条件，则由补码表示与其真值的关系，可知:6x - -1 ' (a i 2i ) - -1 a 6 2 a 5 2 a^ 2 a 3 2 a 2 2 a 「2 a 0 2i =0要使R>-0.5，所以要求a s =1，并且a 5~a 3不能全部为0所以，要使R>-0.5，则要求a 7=0;或者a 7=a 6=1，并且比盘至少有一个为13、由题目要求可知，该浮点数的格式为：31 3023220注：由于S 是数符，已表示了尾数的符号，所以为了提高表示精度， M(23位) 不必存储符号位，只需存小数点后面的有效数值位即可。

(1) 最大数的二进制表示为：011111111111……111(2个1)(2) 最小数的二进制表示为：111111111000……000(23个0)(3) 非 IEEE754标准的补码表示的规格化数是指其最高有效位与符号位相反故有：23 127最大正数为：011111111111……111(3 个 1)=+(1-2- ) 2最小正数为：0000000001000……000(22 个 0)=+0.5 2-128最大负数为：1000000000111 ……11122 个 1)=-(0.5+2-23) 2-128最小负数为：111111111000……000(23 个 0)=-1 2127所以其表示数的范围是：+0.5 2-128、+(1-2-23) 2127 以及-1 2127、-(0.5+2-23) 2-1284、 IEEE754标准32位浮点的规格化数为R=(-1)S 1.M 2E-127(1) 27/64-6 -6 -227/64=27 2 =(11011) 2 =(1.1011)2 2所以 S=0, E=e+127=125=(011111012，M=101132位的规格化浮点数为：0011111010110000000000000000000 即十六进制的(3ED80000)16(2) -27/64-2-27/64=-(1.1011)2 22所以 S=1，E=e+127=125=(011111012，M=101132位的规格化浮点数为：1011111010110000000000000000000 即十六进制的(BED80000)165、［R+R ］补=［R ］补+［R ］补 1、(1)R=11011，R=00011［R+R］补=0011011+0000011=0011110;没有溢出，R+R=11110 (2)R=11011, R=-10101［R+R ］补=0011011+1101011=0000110;0011011+ 1 1 0 10 110000110没有溢出，R+R=00110(3)R=-10110, R=-00001［R+R］#=1101010+1111111=1101001;没有溢出,R+R=-10111 6、［R-R］补=［R］补+［-R］补(1)R=11011, R=-11111［-R］补=0011111［R-R］补=0011011+0011111=0111010;0011011+ 0 0 111110111010正溢出，R-R=+111010(2)R=10111, R=11011［-R］补=1100101［R-R］补=0010111+1100101=1111100;0010111+ 1 1 0 0 10 11111100没有溢出，R-R=-00100(3)R=11011, R=-10011［-R］补=0010011［R-R］补=0011011+0010011=0101110;正溢出，R-R=+101110 7、(1)R=11011, R=-11111用原码阵列乘法器11011汉1111111011110111101111011110 111101000101［R R］符号=0 二1=1所以［R R］原=11101000101用直接补码阵列乘法器：［R］补=011011, ［R］补=100001 (0)11011汉(1) 0 0 0 0 1(0)11011(0)00000(0)00000(0)00000(0)000000⑴⑴(0)⑴⑴ _____________________________0(1)(1)0(1)(1)11011将乘积中的符号位用负权表示，其他的负权位化为正权，得:［R R］补=10010111011 (2)R=-11111, R=-11011用原码阵列乘法器11111x 110 1111111111110000011111111111101000101［R R］符号=1 二1=0所以［R R］原=01101000101用直接补码阵列乘法器：［R］补=100001，［R］补=100101(1)00001汉(1) 0 0 1 0 1(1)00001(0)00000(1)00001(0)00000(0)000001 (0) (0) (0) (0) (1) ____________________100(1)(1)000101将乘积中的符号位用负权表示，其他的负权位化为正权，得:［R R］补=011010001018、(1)R=11000，R=-11111用原码阵列除法器计算，符号位单独处理，商的符号位=0二1=1设a=(|R| 2-5)，b=(|R| 2-5)，则a, b均为正的纯小数，且R申的数值=(a七)；余数等于(a占)的余数乘以25下面用不恢复余数法的原码阵列除法器计算a^b5 5［a］补=［冈 2 ］补=0.11000, ［b］补=［|R| 2 ］补=0.11111, ［-b］补=1.00001过程如下：0.11000+[-b]补 1. 0 0 0 0 11.11001- 余数为负，商为01.10010- -余数和商左移一位(0) +[b]补0. 1 1 1 1 10.10001- -余数为正，商为11.00010- -余数和商左移一位(01)+[-b]补 1. 0 0 0 0 10.00011- 商为10.00110- (011)+[-b]补 1. 0 0 0 0 11.00111- 商为00.01110- (011C)+［b］0. 1 1 1 1 11.01101——商为00.11010(01100)+［b］0. 1 1 1 1 11.11001——商为0——(01100C)即：a^b的商为0.11000;余数为1.11001 2-5,因为1.11001为负数，力卩b处理为正数，1.11001+b=1.11001+0.1111=0.11000,所以a^b 的余数为0.110002-5所以，(R4R)的商=-0.11000,原码为：1.11000;余数为0.11000(2)R=-01011, R=11001商的符号位=1二0=1设a=|R| 2-5, b=|R| 2-5，贝U a, b均为正的纯小数，且R-R的数值=aF;余数等于(a旬的余数乘以25下面用不恢复余数法的原码阵列除法器计算a^b［a］补=［冈2-5］补=0.01011, ［b］补=［|R| 2-5］补=0.11001, ［-b］补=1.00111过程如下：0.01011+［-b］补1. 0 0 1 1 11.10010- -余数为负，商为01.00100- -余数和商左移一位（+［b］补0. 1 1 0 0 11.11101- 余数为负，商为01.11010- •余数和商左移一位（+［b］补0. 1 1 0 0 10.10011- 商为11.00110- (001)+［-b］补1. 0 0 1 1 10.01101- 商为10.11010- (0011)+［-b］补1. 0 0 1 1 10.00001- -商为10.00010- (00111)+［-b］补1. 0 0 1 1 11.01001- -商为0 (001110即：a^b的商为0.01110;余数为1.01001 2-5，因为1.01001为负数，力卩b处理为正数，51.01001+b=1.01001+0.11001=0.00010,所以a^b 的余数为0.00010 2- 所以，（R4R）的商=-0.01110,原码为：1.01110;余数为0.00010 9、(1)R=2-011 0.100101, R=2-010 (-0.011110)E R=-011,E R=-010，所以［E R］补=1101, ［E R］补=1110M R=0.100101,M R=-0.011110,所以［M R］补=0.100101, ［M R］补=1.100010［R］浮=11010.100101, ［R］浮=11101.100010E R V E R,E R-E R=E R+(-E R)=1110+0011=0001对阶后［R］浮=11100.0100101), ［R］浮=11101.100010对阶后的尾数相加：M R+M R=0.010010(1)+1.1000100.010010(1)+ 1. 1 0 0 0 1 0i.iioioqi)1110 11ooR+R=1.110100(1) 2 ，化为规格化数(左移 2 位)为：R+R=1.010010 2 ，即:4-R+R=-0.101110 24对阶后的位数相减：M R-M R=M R+(-M R)=0.010010(1)+0.0111100.010010(1)+ o. o 1 1 1 1 o0.11000Q1)R-R=0.110000(1) 21110，已经是规格化数，采用0舍1入法进行舍入处理：R-R=0.110001 21110，即：-2R-R=O. 110001 21O1 1oo(2)R=2 (-0.010110)，R=2 (0.010110)E R=-101，E R=-100,所以［E R］补=1011，［E R］补=1100M R=-0.010110,M R=0.010110,所以［M R］补=1.101010, ［M R］补=0.010110［R］浮=10111.101010 ［R］浮=11000.010110E R<E R , E R-E R=E R+(-E R)=1100+0101=0001对阶后［R］浮=11001.1101010), ［R］浮=11000.010110对阶后的尾数相加：M R+M R=1.110101+0.0101101.11O1O1+ O. O 1 O 1 1 oO.OO1O11R+R=O.OO1O11 21100,化为规格化数(左移 2 位)为：R+R=O.1O11OO 21O1°,即：-6R+R=0.1O11OO 2对阶后的位数相减： M R-M R=M R+(-M R)=1.110101+1.1010101.11O1O1+ 1. 1 O 1 O 1 o1.O11111R-R=1.O11111 2110 O,已经是规格化数，所以-4R-R=-O.1OOOO1 210、(1) 2^<^^}< i；lI 16丿［i 16丿」13M R= 11O1 2, =0.110100 , ER=OO1116M R=-2 1OO1 2^ = -O.1OO1OO , ER=O1OO16ER+ER=0011+0100=0111［R R］符=O二1=1,乘积的数值=|M R||M R|：O.11O1X O. 1 O O 1O11O1ooooooooooO11O1001110101所以，R R=-0.01110101 20RR 1，规格化处理（左移一位），并采用0舍1入法进行舍入： R R=-0.111011 20RR 0即:卩嵋卡+紆-0.1110112632八16丿将R 、R 化为规格化数:*1 Q M R =— =1101 2占32ER-ER=ER+(-ER)=1110+1101=1011[R R]符=0二0=0,下面用加减交替法计算尾数 M R “M R ：[MR]补=0.011010, [MR]补=0.111100, [-MR]补=1.0001000.011010 +[-MR] 1. 0 0 0 1 0 01.011110——余数为负，商为00.111100余数和商左移一位(0) +[MR] ’ 0. 1 1 1 1 0 01.111000——余数为负，商为01.110000余数和商左移一位(00) +[MR]0. 1 1 1 1 0 00.101100—余数为正，商为11.011000余数和商左移一位(001)+[-MR] 1. 0 0 0 1 0 00.011100商为 1 0.111000(0011)+[-MR] 1. 0 0 0 1 0 01.111100商为 01.111000(0011C) +[MR]0. 1 1 1 1 0 00.110100商为 1 1.101000——(001101)+[-MR]补 1. 0 0 0 1 0 00.101100商为 1 1.011000(0011011)+[-MR]补 1. 0 0 0 1 0 00.011100商为 1——(0011011DMR 寺MR 的商为0.0110111,余数为0.0111002-7，由于R 化为0.01101(MR)是尾数右移2位才得到，所以R R 真正的余数是0.011100 2-7再尾数左移2位，即 _9 _100.011100 29=0.111000 210所以，R R 的商为：0.0110111 21011，规格化处理后为：0.110111 2101°=0.110111 2-6，余数为 0.111000 2-1011、不考虑181ALU 的函数发生器，而是从简单的全加器出发，贝若设 4 位的二进制数为 A=A 3A 2A 1A 0, B=B 3B 2B 1B 0,并设 G=A i B i , P i =A i 二 B i , 由全加器进位输= 0.011010，ER=1110 M R =^ =1111 2 °16 = 0.111100，ER=0011出的逻辑函数C i+1=A i B i+C i(A i二B i)可知：(由于进位输出函数还可以写成C i+1=A i B i+C i(A i+B i),故P i=A i+B i也可)(1)串行进位方式：C1=A°B0+C0(A0 二B0)=G0+P°C0C2=A1 B1+CMA1 二B1)=G1+P1CC3=A2B2+C2(A2 二B2)=G2+P2C2C4=A3B3+C3(A3 B3)=G3+P3C3(2)并行进位方式：C1=G0+P°C0C2=G1+P1C1=G1+P1(G0+P0C0)=G1+P1G0+P1F0C0C3=G2+P2C2=G2+P2(G1 +P1G0+P1 P o C0)=G 2+P2G 什P2P1G0+P2P1P0C0C4=G3+P3C3=G3+P3G2+P3P2G1 +P3P2P1G0+P3P2P1 P0C012、(1)-5-5=-(101)2=-(1.01)2 22所以S=1E=e+127=2+127=129=(816=(10000001)2M=(01000000000000000000000>故浮点格式为：11000000101000000000000000000000 用十六进制表示为：(C0A00000)16⑵-1.5-1.5=-(1.1)2=-(1.1)2 20所以S=1E=e+127=0+127=(7F6=(01111111)M=(10000000000000000000000>故浮点格式为：101111111100000000000000000000Q0 用十六进制表示为：(BFC00000)16⑶384384=(180)16=(110000000)2=(1.1)2 28所以S=0E=e+127=8+127=135=(876=(10000111)M=(10000000000000000000000>故浮点格式为：01000011110000000000000000000000 用十六进制表示为：(43C0000C)16 (4)1/16 1/16=(1.0) 2-4所以S=0E=e+127=-4+127=(7B6=(01111011)M=(000000000000000000000001故浮点格式为：0011110110000000000000000000000,用十六进制表示为:⑸-1/32-1/32=-(1.0)? 2-5 所以S=1E=e+127=-5+127=(7A 6=(01111010)M=(00000000000000000000000>故浮点格式为：10111101000000000000000000000000 用十六进制表示为:13、(1)11000001111000000000000000000000S=1E=(83)i 6=131 e=E-127=131-127=41.M=(1.11)2 所以，该浮点数为-(1.11)2 24=-(11100)2=-28(2)00111111010100000000000000000000S=0E=(7E )6=126 e=E-127=126-127=-114、IEEE754标准中，32位二进制数仍然有232种不同的组合，但是由于在IEEE754标准中，阶码为全1并且尾数为非0的情况不表示一个数。

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。