2022年2022年计算机组成与系统结构第二章习题及答案 .pdf

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1、、填空题（20 每空 2 分）1. 计数制中使用的数据个数被称为_ 。（基）2. 移码常用来表示浮点数的_ 部分，移码和补码比较，它们除_外, 其他 各位都相同。（阶码，符号位）3. 码值 80H: 若表示真值0, 则为 _; 若表示 -128 ，则为_ ；若表示-127 ，则为_ ; 若表示 -0, 则为 _ 。（移码补码 反码原码）4. 在浮点运算过程中，如果运算结果的尾数部分不是_ 形式，则 需要进行规格化处理。设尾数采用补码表示形式，当运算结果时, 需要 进行右规操作；当运算结果_ 时，需要进行左规操作。（规格化溢出不是规格化数）二、选择题（20 每题 2 分）1. 以下给出的浮点数，

2、_ 规格化浮点数。（B ）A. 2 八-10 X 0.010101 B . 2 八-11 X 0.101010 C. 2 八-100 X 1.010100 D . 2 八-1 X 0.0010101 2. 常规乘除法器乘、除运算过程采用部分积、余数左移的做法，其好处是。（ C ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - A. 提高运算速度B. 提高运算精度C.节省加法器的位数D. 便于控制3. 逻辑异运算10010011

3、和 01011101 的结果是_ 。（ B）A.01001110B.11001110C.11011101D.100011104. _浮点数尾数基值rm=8, 尾数数值部分长6 位，可表示的规格化最小正尾数为。（ Q1. A.0.5 B.0.25 C.0.125 D.1/64 5?当浮点数尾数的基值rm=16, 除尾符之外的尾数机器位数为8 位时 , 可 表示的规格化最大尾数值是_ 。（ D）A.1/2 B.15/16 C.1/256 D.255/2566. 两个补码数相加，采用1 位符号位，当_时表示结果溢出。（D）A、符号位有进位B、符号位进位和最高数位进位异或结果为0C 符号位为 1D、符

4、号位进位和最高数位进位异或结果为17. 运算器的主要功能时进行_ 。（0A、逻辑运算 B、算术运算 C、逻辑运算和算术运算D、只作加法8. 运算器虽有许多部件组成，但核心部件是_ 。（ B）A、数据总线 B、算术逻辑运算单元C、多路开关 D、累加寄存器9?在定名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 点二进制运算中，减法运算一般通过_ 来实现。（D）A、原码运算的二进制减法器B、补码运算的二进制减法器C 补码运算的的十进制

5、加法器D、补码运算的的二进制加法器10.ALU 属于 _ 部件。（A）A、运算器 B、控制器 C、存储器 D、寄存器欢迎下载2三、判断题（10 每题 2 分）1. 计算机表示的数发生溢出的根本原因是计算机的字长有限。（错误）2. 表示定点数时，若要求数值0 在计算机中唯一地表示为全0, 应米用补码。（正确）3. 浮点数的取值范围由阶码的位数决定，而精度由尾数的位数决定。（正确）4. 若浮点数的尾数用补码表示，那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高位是0 （正数）或是1 （负数）。（正确）5. 在实际应用中，奇偶校验多采用奇校验，这是因为奇校验中不存在全“ 0 ”代码，在某些场合下更便于判别。（

6、正确）四、 概述题（10 每题 5 分）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 1. 试比较定点带符号数在计算机内的四种表示方法。答：带符号数在计算机内部的表示方法有原码、反码、补码和移码。原码表示方法简单易懂，实现乘、除运算简单，但用它实现加、减运算比较复 杂。补码的特点是加、减法运算规则简单，正负数的处理方法一致。反码通常只用来计算补码，由于用反码运算不方便，在计算机中没得到实际应用。移 码由于保持了数据原有的大小顺

7、序，便于进行比较操作，常用于浮点数中的阶码，使用比较方便。2. 试述浮点数规格化的目的和方法。答：浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。当尾数用补码 表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。通过规格化，可以保证运算数据的精度。通常，采用向左规格化 （简称左规），即尾数每左移一位，阶码减1, 直至规格化完成。五、 计算题（15 每题 5 分）1. 已知： x=0.1011 , y= -0.0101 ，求： x 补: x 补，: x 补 y补，: y: 补，: y: 补解：: x 补=0.1011 , : x/2 补=0.01011 ,

8、 : x/4 补=0.001011 , : -x 补=1.0101 : y 补=1.1011 , : y/2 补=1.11011 , : y/4 补=1.111011 , : -y 补=0.0101 2. 设阶码 3 位，尾数 6 位，按浮点运算方法，完成下列取值的x+y,x-y 运算：x = 2 八-101*(-0.010110), y = 2 八-100*0.010110 解：x浮=11011,-0.010110 y 浮=11100,0.010110 Ex-Ey=11011+00100 =11111 x-ry I L 1 1 0 1 0 I + OU.O 1 0 1 10 0 0 JI 0

9、 1 0 1 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 规格化处理：0.101100 阶码 11010 x-y t LI 1 0 1 0 i * 1 1.1 0 I 0 1 0 t LI) I I I 1 I 规格化处理：1.011111 阶码 11100 x+y=0.101100*2 x-y=-0.100001*2 A-4 3. 设机器字长 16 位，定点表示，尾数15 位，字符 1 位，问(1) 定点原码整数表示时

10、，最大正数是多少？最小负数是多少(2) 定点原码小数表示时，最大正数是多少？最小负数是多少解:定点原码整数表示最大整数 =(2A15-1 )10=( +32767)10= ( 0 111 111 111 111 111)2 最小负数值 =-(2A15-1 )10=(-32767)10=( 1 111 111 111 111 111 )2 定点原码小数表示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 最大正数值=（ 1-2A-

11、15 ） 10= （ +0.111 111 111 111 111 最小负数值=-（ 1-2A-15 ） 10= （ -0.111 111 111 111 111 ）2 六、综合题（15）某机字长16 位，使用4 片 74181 组成 ALU 设最低位序号标注为第0位，要求：（1）写出第5 位的进位信号C6 的逻辑表达式。（2）估算产生C6 所需要的最长时间。（3）估算最长求和时间解：（1）组成最低四位的74181 进位输出为：C4 = Cn+4 = G+PCn = G+PCO ，CO 为向第0 位进位其中， G = y3+y2x3+y1x2x3+y0 x1x2x3 , P = x0 x1x2

12、x3 ，所以C5 = y4+x4C4 C6 = y5+x5C5 = y5+x5y4+x5x4C4 设标准门延迟时间为T，与或非”门延迟时间为1.5T，贝 U 进位信号 CO, 由最 低位传送至C6 需经一个反相器、两级“与或非”门，故产生CO 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x0, y0, Cn+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：t0

13、 = 3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T = 14T 七、设计题（10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，则合数中加上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。解：设余三码编码的两个运算数为Xi 和 Yi，第一次用二进制加法求和 运算的和数为Si ，进位为 Ci+1 ，校正后所得的余三码和数为 Si，进 位为 Ci+1，则有 :)2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -

14、 - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - Xi = Xi3Xi2Xi1Xi0 Yi = Y i3 Yi2 Yi1 Yi0 Si = Si3 Si2 Si1 Si0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 当 Ci+1 = 1 时， Si = Si +0011 并产生Ci+1 当 Ci+1 = 0 时， Si = Si +1101 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -