计算机组成原理第四版课后习题答案

计算机组成原理第四版课后习题答案（完整版）口］--

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计算机组成原理-第四版课后习题答案（完整版）［1］

第一章

1.比较数字计算机和模拟计算机的特点。

解决方案：模拟计算机的特点：数值用连续量表示，运算过程是连续的；数字计算机

的特点：数值用数字量（离散量）表示，运算逐位进行。二者之间的主要区别见PI表1.1。

2.数字计算机如何分类？分类的依据是什么？

解决方案：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机分为六类：

超级计算机、大型机、中型计算机、小型计算机、微型计算机和单片机。

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.数字计算机有那些主要应用？（略）

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。主要部件有：控制器、运算器、存储器、输入装置和输出装置。5.什么是存储容量？

单位地址是什么？什么是数据字？什么是指令词？

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

数量越大，计算机可以存储的信息越多，这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：

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？

说明：由计算机执行的每个基本操作。

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：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

信息就是数据信息。

8.什么是内存？什么是外存？什么是cpu?什么是适配器？简述其功能。

解决方案：内存：一般由半导体内存组成，安装在底板上，可直接与CPU交换信息。

它被称为内存，简称内存。它用于存储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：包括运算单元和控制器。基本功能有：命令控制、操作控制、时间控制和数据

处理。适配器：连接主机和外围设备的组件，充当转换器，协调主机和外围设备的工作。

9.计算机系统软件的类型是什么？解释他们的目的。

解：系统软件包括：（1）服务程序：诊断、排错等（2）语言程序：汇编、编译、解

释等（3）操作系统（4）数据库管理系统

目的：简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，充分发挥和扩展计算

机的功能

及用途。

10.描述软件开发的演进过程。（略）

11.现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？

解决方案：参见第16页图1.6了解多级划分图。它可以分为：微程序级、通用机器

级、操作系统级、汇编语言级和计算机级

高级语言级。

使用这种分层视图来设计计算机对确保良好的系统结构非常有帮助。12.为什么软件

可以转化为硬件？硬件可以转换成软件吗？实现这种转变的媒介是什么？（略）

13.'计算机应用\与\应用计算机\在概念上等价吗？用学科角度和计算机系统的层次

结构来寿命你的观点。

（略）

第二章

1.写出下列数字的原码、反码、补码和移位码(用8位二进制数表示)。其中，MSB

是最高位(和符号位)，LSB是最低位。如果是小数点，则小数点位于MSB之后；如果是

整数，小数点在LSB之后。(1)-35/64(2)23/128(3)-127(4)以小数表示T(5)

以整数表示T

解：(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数：0.546875

(-35/64)10=-100011/1000000)2=-100011X2-110)2=-0,100011)2x=-0.100011b

二[x]原=1.1000110(注意位数为8位)[x]反=L01H001[x]补=1.0111010[x]移

=0.0111010

(2)首先将十进制数23/128写入二进制十进制：

(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111X2-111)2=(0.0001011)2令x=0.0001011b

t[x]原=0.0001011[x]逆=0.0001011[x]补=0.0001011[x]移位=1.0001011(3)首先将

十进制数T27写入二进制十进制:(-127)10=(-1111111)2让x=-l数1b

A[x]原=1.Ill1111[x]反=1.0000000[x]补=1.0000001[x]移=1.0000001(4)令X=-

1.000000b.•.原码、反码无法表示

[x]Makeup=l.0000000[x]move=0.0000000(5)Makey=-l=-000000lb

[y]原=10000001[y]反补=11111111[y]移=01111111

2.让[x]补码=A0,Al,A2。。。A6,人工智能取0或1。如果x>0.5,求AO,Al,

A2,ooo9A6。

解:aO=l,al=0,a2,…，a6=l…1。

3.有一个字长为32位的浮点数，顺序码为10位(含1位顺序号)，用移位码表示；

22位(包括1位尾数)的尾数用补码表示，基数r=2。请写：(1)最大数的二进制表示;

(2)最小分数的二进制表示；

(3)规格化数所能表示的数的范围；

(4)最接近零的正数和负数。

解：(1)11111111110111111111111111111111(2)

11111111111000000000000000000000

(3)11111111110111111111111111111111—01111111111000000000000000000000(4)

00000000000000000000000000000001~000000000011111111111111111111114.以下十进

制数表示为浮点数，顺序码为3位，补码为3位；尾数是9位数，用补码表示。(1)

27/64(2)-27/64

解：(1)27/64=1101lbX

=0.011011b=0.HOllbX

浮点规格化数：11110110110000(2)-27/64=-11011bX

=-0.011011b=-0.llOllbX

浮点规格化数：11111001010000

5.当x和y已知时，用变形补码计算x+y,并指出运算结果是否溢出。(1)

x=0.U011y=0.00011(2)x=0.11011y=-0.10101(3)x=-0.10110y=-0.00001

解：(1)先写出x和y的变形补码再计算它们的和［x］补=00.11011［y算卜=00的0011

［x+y］补偿=［x］补偿+y］补偿=00.11011+00.00011=0.11110*x+y=0.1111b无溢出。

(2)先写出x和y的变形补码再计算它们的和［x］补=00.11011它］补=和.01011

［x+y］补偿=［x］补偿+y］补偿=00.11011+0.01011=00.00110：x+y=0.0011b无溢出。

(3)先写出x和y的变形补码再计算它们的和［x］补=11.01010它］补=和.11111

［x+y］补偿=［x］补偿+y］补偿=11.01010+11.11111=11.01001：Jx+y=-0.10111b无溢出

6.已知x和y,用变形补码计算x-y,同时指出运算结果是否溢出。(l)x=0.11011y=-

0.11111(2)x=0.10111y=0.11011(3)x=0.11011y=-0.10011

解决方案：(1)先写出X和Y的变形补，然后计算它们的差

［x］补=00.11011［y］补=11.00001［-丫］补=00.11111q-丫］补=以］补+［-丫］补

=00.11011+00.11111=01.11010;,运算结果双符号不相等.•.为正溢出x-y=+L1101b

(2)首先写出X和y的变形补码，然后计算它们的差［x］

补=00.10111［y］补=00.11011［-y］补=11.00101［x-y］补

=00.10111+11.00101=11.11100/.x-y=-0.001b无溢出

(3)首先写出X和y的变形补码，然后计算它们的差

［x］补=00.11011［y］补=11.01101［-y］补=00.10011以-丫］补=以］补+［-丫］补

=00.11011+00.10011=01.01110：运算结果双符号不相等.,.为正溢出x-y=+l.0111b

7.使用原始代码数组乘法器和补码数组乘法器分别计算x