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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。8. 什么是记忆？什么是外部存储？什么是CPU？什么是适配器？简要描述其功能。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。外部存储器：为了在不大幅增加 成本的情况下扩展存储容量，计算机还配备了磁盘存储器和存储容量较大的光盘存储器， 简称外部存储器。外部存储器可以存储大量信息并进行计算机需要使用时，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：连接主机和外设的部件，起一个转换器的作用，以使主机和外设协调工作。9. 计算机系统软件的类型是什么？解释他们的目的。解决方案：系统软件包括：（ 1） 服务程序：诊断、故障排除等；（2）语言程序：汇编、编译、解释等；（3）操作系统（4）数据库管理系统用途：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及用途。10. 描述软件开发的演进过程。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为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？13.computer application和application computer在概念上是等价的吗？使用学科视角和计算机系统的层次结构来表达你的观点。第二章答案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)用小数表示-1(5)用整数表示-1 解：(1)先把十进制数-35/64 写成二进制小数：(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-100011 × 2-110)2=(-0.100011)2 令 x=-0.100011bxoriginal=1.1000110（ 注 意 位 数 为 8） xinverse=1.01111001xcomplete=1.011010xshift=0.01111010（2）首先将十进制 数 23/128 写入二进制十进制：(23/128)10=(10111/10000000)2=(10111×2-111)2=(0.0001011)2 设 x=0.0001011bx原=0.0001011x反=0.0001011x补=0.0001011x移=1.0001011(3)先把十进制数-127 写成二进制小数：(-127)10=(-1111111)2 令 x=-1111111bx原始=1.1111111x反向=1.0000000x补码=1.0000001x移位=1.0000001（4）使 x=-1.000000b原码、反码无法表示x Make up=1.0000000xmove=0.0000000（5）Make y=-1=-0000001by原=10000001y反=11111110y补=11111111y移=011111112.设x补=a0，a1，a2a6,其中ai 取 0 或 1，若要 x0.5,求 a0，a1，a2，a6 的取值。解决方案：A0=1，A1=0，A2，。，A6=1。1.3. 有一个字长为 32 位的浮点数，阶码 10 位（包括 1 位阶符），用移码表示；尾数 22 位（包括 1 位尾符）用补码表示，基数r=2。请写出：（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)最接近于零的正规格化数与负规格化数。解：（1）11111111110111111111111111111111（2）11111111111000000000000000000000（3）1111111111011111111111111111111101111111111000000000000000000000（4）00000000000000000000000000000001000000000011111111111111111111114. 将下列十进制数表示成浮点规格化数，阶码 3 位，用补码表示；尾数 9 位，用补码表示。（1）27/64（2）-27/64解：（1）27/64=11011b×=0.011011b=0.11011b×浮点规格化数:11110110110000（2） -27/64=-11011b×=-0.011011b=-0.11011b×浮点标准化：11111 0000005. 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。（1） x=0.11011y=0.00011（2）x=0.11011y=-0.10101（3）x=-0.10110y=-0.00001解决方案：（1）先写出X 和Y 的变形补码，然后计算它们的和X补码=00.11011Y 补码=00.00011x+y补=x补+y补=00.11011+00.00011=0.11110x+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=00.11011y补=11.01011x+y补偿=x补偿+y补偿=00.11011+11.01011=00.00110x+y=0.0011b 无溢出。
