2022年2022年计算机组成与系统结构第二章习题及答案讲课教案 .pdf

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1、计 算 机 组 成 与 系 统 结构 第 二 章 习 题 及 答 案名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除一、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

2、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， _是规格化浮点数。（ B）A2-100.010101 B 2-11 0.101010 C2-1001.010100 D2-1 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 ）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

3、10010011和 01011101的结果是。（B）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除A.01001110 B.11001110 C.11011101 D.10001110 4. 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。（C）1.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

4、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.255/256 6. 两个补码数相加，采用1 位符号位，当时表示结果溢出。（D）7.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0 8.C、符号位为 1 D、符号位进位和最高数位进位异或结果为1 9. 运算器的主要功能时进行。（C）A、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.在定点二进制运算中，减法运算一般通过来实现。（ D）A、原码运算

5、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加法器 D、补码运算的的二进制加法器10.ALU属于部件。（ A）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除A、运算器 B 、控制器 C 、存储器 D 、寄存器三、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

6、全0，应采用补码。（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。（正确）四、概述题（ 10 每题 5 分）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

7、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -

8、 - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除五、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，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 = 2-101*(-0.010110), y =

9、2-100*0.010110 解：x 浮= 11011,-0.010110 y浮= 11100,0.010110 Ex-Ey = 11011+00100 = 11111 规格化处理 : 0.101100 阶码 11010 规格化处理 : 1.011111 阶码 11100 x+y=0.101100*2 x-y=-0.100001*2-4 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，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 =（215-1）10=（+32767)10

10、=（0 111 111 111 111 111)2 最小负数值 =-（215-1）10=（-32767）10=（1 111 111 111 111 111）2 定点原码小数表示：最大正数值 =（1-2-15 ）10=（+0.111 111 111 111 111）2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除最小负数值 =-（1-2-15 ）10=（-0.111 111 111

11、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+PC0， C0 为向第 0 位进位其中， G = y3+y2x3+y1x2x3+y0 x1x2x3 ，P = x0 x1x2x3 ，所以 C5 = y4+x4C4 C6 = y5+x5C5 = y5+x5y4+x5x4C4 (2) 设标准门延迟时间为 T

12、， 与或非”门延迟时间为 1.5T ，则进位信号 C0，由最低位传送至 C6 需经一个反相器、两级“与或非”门，故产生 C0 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 = 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

13、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：Xi = Xi3Xi2Xi1Xi0 Yi = Yi3Yi2Yi1Yi0 Si = Si3 Si2Si1 Si0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 8 页 - - - - - - - - - 精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除当 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 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -