计算机组成原理前3章课后习题参考答案-

1、文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 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P10b 7、指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它

2、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） 真值 原码 反码 补码 -35 -0010 0011 1010 0011 1101 1100 1101 1101 -128 -1000 0000 无法表示 无法表示 1000 0000 -127 -0111 1111 1111 1111 1000 0000 1000 0001 -1 -0000 0001 1000 0001 1111 1110 1111 1111 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

3、： （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 00001111 1111即0255, 则在上述条件下，浮点数为最大数的条件如下： 符号S为正（1） 阶码E最大（8） 尾数M最大正数（23） 0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111 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） X2127 （2）最小数的二进制表示 浮点数为最小数的条件

4、如下: 符号S为负（1） 阶码E最大（8） 尾数M最小负数（23） 1 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 000 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 X2127 （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: 符号S为正（1） 阶码E最大（8） 尾数M最大正数（23） 0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111 所以最大正数的二进制表示为：0 11

5、11 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111 对应十进制真值为：+ （1-2-23） X2127 （B）浮点数为最小正数的条件如下: 符号S为正（1） 阶码E最小（8） 尾数M最小正数（23） 0 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 000 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 2128=+2-129 （C）浮点数为最大负数的条件如下: 符号S为负（1） 阶码E最小（8） 尾数M最大负数（23） 1 0000 0000 01

6、11 1111 1111 1111 1111 111 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） X2-128 （D）浮点数为最小负数的条件如下: 符号S为负（1） 阶码E最大（8） 尾数M最小负数（23） 1 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 000 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 X2127 所以，规格化数所表示数的范围如下: 正数 +2-129+

7、( 1-2-23)X2127负数-2127 - (2-1+2-23) X2-128 4、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。(2)-27/64 解：-27/64D=-0.011011B二1.1011 X2-2，则阶码 E二2+127=125,则浮点数为： 符号S (1) 阶码E (8) 尾数M (23) 1 0111 1101 1011 0000 0000 0000 0000 000 5、已知x和y,用变形补码计算x+y,同时指出结果是否溢出 (2) x=11011, y=-10101 解：x变补=00,11011, y变补=11,01011,则 x变补00,11011

8、 取变补11,01011 100,00110 最高进位1丢掉，则x+y变补=00,00110,符号位为00,表示结果为正数，且 无溢出，即：x+y=+00110 (3) x=-10110, y=-00001 解：x变补=11,01010, y变补=11,11111,则 x变补11,01010 取变补11,11111 111,01001 最高进位1丢掉，则x+y变补=11,01001,符号位为11,表示结果为负数，且 无溢出，即：x+y二10111 11.110101 (0) 尾数求和：Mx补=11.110101 (0)对阶后的尾数Mx补 + My匚=00.010110 =100.001011

9、(0) 即x+y补=11,100; 00.001011,因尾数不符合规格化要求，需左规。 规格化：尾数左规2次后得：x+y补=11,010; 00.101100 舍入处理：采用0舍1入法，因对阶时尾数右移丢0,故可舍去。 溢出判断：因阶码符号位为11,故浮点数无溢出。 所以最终结果为x+y=+0.101100 乂20 (B) 求 x-y 对阶： E#=Ex-Ey补=11,011 + 00,100 =11,111 由上式可得 E补=11,111，即阶差为-1，所以Mx-1, Ex+1 所以，x补=11,100; 11.110101 (0) 尾数求和：Mx补=11.110101 (0)对阶后的尾数

10、Mx补 + - My也=11.101010 即x-y补=11,100; 11.011111，尾数符合规格化要求，无需规格化。 规格化：无需规格化 舍入处理：采用0舍1入法，因对阶时尾数右移丢0，故可舍去 溢出判断：因阶码符号位为11,故浮点数无溢出。 所以最终结果为x-y二0.100001 x20 12、用IEEE 32位浮点格式表示如下的数： (2) -1.5 解：-1.5D二1.1B二1.1X2,所以阶码 E=0+127=127 则有： 符号位(1) 阶码E (8) 尾数M (23) 1 0111 1111 100 0000 0000 0000 0000 0000 十六进制表示 BFC00

11、000 (4) 1/16 解：1/16D=0.0001B=1.02-4，所以阶码 E=4+127=123,则有: 符号位(1) 阶码E (8) 尾数M (23) 0 0111 1011 000 0000 0000 0000 0000 0000 十六进制表示 3D800000 13、下列各数使用了 IEEE 32位浮点格式，相等的十进制数是什么？ (2) 0 0111 1110 101 0000 0000 0000 0000 0000 解：根据IEEE 32位浮点格式可得，阶码 E=0111 1110=126则e=126-127=-1，所 以浮点数为：+1.101 X2-1=+0.1101,则对

12、应十进制数为：0.5+0.25+0.0625=0.8125 第三章多层次的存储器 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信息？( 220X32/8=4MB) (2) 如果存储器由512KX8位SRAM芯片组成，需要多少片？ (220 X32/512KX3=8) (3) 需要多少位地址做芯片选择？(存储器由20根地址线，而每片芯片有19 根地址线，故需1位地址做芯片选择) 3、用16KX3位的DRAM芯片构成64KX32位存储器，要求： (1)画出该存储器的组成逻辑框图。 解：共需芯片64KX32/16KX8=16片，可先用4片16K8位的DRAM

13、芯片用于位 扩展构成16KX32位存储器，然后再用4组16KX32位存储器用于字扩展构成 64KX32位存储器，其中，4组16KX32位存储器的片选信号由高位地址 A15和 A14产生，该存储器的组成逻辑框图如下所示。 其中， 16KX32 位的存储器的组成逻辑框图如下所示。 （2） 设存储器读写周期为0.5卩s，CPU在1 11 s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： 5、要求用256KX16位SRAM芯片设计1024KX32位的存储器。SRAM芯片有两 个控制端：当CS有效时，该片选中。当

14、W /R=1时执行读操作，当 W /R=0时执 行写操作。 解：共需SRAM芯片1024KX32/256KX16=8片，可先用2片256KX16位的SRAM 芯片用于位扩展构成 256KX32 位存储器，然后再用 4 组 256KX32 位存储器用于 字扩展构成 1024KX32 位存储器，该存储器的组成逻辑框图如下所示。 其中， 256KX32 位的存储器的组成逻辑框图如下所示。 X=01寄存器间接寻址方式，D字段仅使用4bit选择16个通用寄存器，EA=(RX) X=1X立即寻址方式，D字段给出24位立即数； X=11直接寻址方式，D字段可给出24位内存地址(但只用20位)； (2)寻址模式字段X可变为3位，从而可支持更多的寻址方式。由于 CPU中给 定的寄存器中尚可使用PC,故可增加相