《深入理解计算机网络》习题集.docx
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1、第一章补充内容1.4.5定点数与浮点数计算机在处理实数时遇到了一个表示方法的难题,因为在计算机内存,或者叫寄存器中是没有专门的小数点位的,而在实际运算过程中却往往又是包括小数点的小数。如果某种数据编码约定实数的小数点固定在某一个位上,则这个数称之为“定点数”(Fixed Point Number)。相反,如果某种编码约定实数的小数点位置是可变的,则这个数称之为“浮点数”(FloatingPoint Number)。但是要注意的是,在寄存器中小数点的位置是隐含的,没有专门的小数点位。1. 定点数对于定点数来说,如有一种编码是用4位来表示实数的,并且约定小数点在中间位置,则可以得出这种编码所能表示
2、的最大整数部分和小数部分均为99(假设用十进制表示)。显然定点数这样的约定限制了编码所能表示数的范围。根据小数点的位置的不同,定点数又分为“定点整数”和“定点小数”两种。如果小数点在有效数值部分最低位之后,这样的数称之为“定点整数”(纯整数),如.(其实这里的小数点在寄存器中是没有标注的,是隐含的)。但要注意,计算机中的机器数都是带符号的,所以最高位都是符号位,不是实际的数值位。正因如此,这里的“”所对应的数是-53,而不是+117。如果小数点位置在符号位之后、有效数值部分最高位之前小数点在最高有效数值位之前(这里的小数点在寄存器中也是隐含的,没有小数点专门的位),这样的数称之“定点小数”(纯
3、小数),如0.(注意整数部分仅一位,而且是符号位,对应为)。当然还可以既有整数部分,又有小数部分的定点数(当然,此时不能直接说它们是“定点整数”,也不能说它们是“定点小数”)。以人民币为例,我们日常经常看到的¥125.10,¥873.25之类的数就是一个定点数,约定小数点后面有两位小数,用来表示角与分。【经验之谈】这时可能就有读者问,没有标点符号位,那计算机怎么确定数值的大小?这就是前面说到的“约定”了。这里的“约定”是由计算机程序指定的,一种编码的二进位数是固定的,如果约定了小数点的位置,则这里面的数的小数点位置就确定了,计算机就可以确定不同数值的大小了。如某种编码用4个二进制位表示,且约定
4、小数点位于最后一位前,最则可以确定诸如1101、0100、1001等这些数所对应的十进制值分别为-2.5、+2.0、-0.5(注意,最高位为符号位)。根据前面的介绍,我们可以很容易地得出定点整数的表示范围是:1|x|2n-1,定点小数的表示范围是:2-n|x|1 -2-n,“|x|”为定点的绝对值,n是编码所采用的位数。对于定点数,如果机器字长为n,则各种码制所表示的带符号数的取值范围如表1-4所示。表1-4机器字长为n时表示的带符号数取值范围码制定点整数定点小数原码(2 n11)+(2 n11)(12( n1)+(12( n1)反码(2 n11)+(2 n11)(12(n1)+(12( n1
5、)补码2 n1+(2 n11)1+(12( n1)移码2 n1+(2 n11)1+(12( n1)当数据小于定点数能表示的最小值时,计算机将它们作0处理,称为“下溢”;大于定点数能表示的最大值时,计算机将无法表示,称为“上溢”,上溢和下溢统称为“溢出”。2. 浮点数从上面的分析可以看出,“定点数”表示方法的最大不足就是其形式过于僵硬,固定的小数点位置决定了固定位数的整数部分和小数部分,不利于同时表达特别大的数或者特别小的数。所以绝大多数现代的计算机系统采纳了一种称之为“浮点数”的表示方式。所谓“浮点数”就是在寄存器中数值的小数点位置是可变的。如是4位编码,小数点位置可以在符号位后的第一位,、第
6、二位,或者第三位。这样可以表示的数值范围就大许多了。“浮点数”采用类似科学计数法(Scientific Notation)的方式来表达实数。比如 123.45 用十进制科学计数法可以表达为 1.2345 102,其中 1.2345 为尾数,10 为基数,2 为指数。具体的说,在计算机中通常把浮点数分成“符号位”(用S表示)、“指数”(用P表示)和“尾数”(用M表示)三部分来表示。其中符号位S只有0和1,分别表示正负;指数P通常使用移码表示(移码和补码只有符号位相反,其余都一样),尾数M是一个定点小数。IEEE754定义了单精度浮点数和双精度数浮点数,单精度浮点数共有32位(4字节),双精度浮点
7、数共有64位(8字节)。它们所对应的包括符号位、指数位和尾数位如表1-5所示(前面的数字表示所对应的二进制位或二进制位范围,小括号中的数字表示所包括的二进制位数)。表1-5单精度浮点数和双精度浮点数各部分对应的二进制位浮点数类型符号位指数位尾数位单精度浮点数31(1)30-23(8)22-0(23)双精度浮点数63(1)62-52(11)51-0(52)浮点数利用指数达到了浮动小数点的效果,从而可以灵活地表达更大范围的实数。很显然,在二进制浮点数表示方法中,指数(阶码)的位数越多则数的表示范围越大,尾数的位数越多则数的精度越高。从以上分析可以看出,对于一个实数来说,可以有多种浮点数表示形式,就
8、像一个十进制数用科学计数法表示时有多种表示方式一样。至于浮点数的运算比较复杂,在此不作介绍。同步练习第一章一、填空题1. 计算机运算中主要有_、_、_和_四种数据制式,分别用_、_、_和_字符标识,它们的基数分别是_、_、_和_。其中对应3位二进制码的制式是_。2. 有一个共12位的二进制,如果用下bn表示各个二进制位值的话,整个二进制数可表示为_,如果把它转换成十进制,则它的计算展开式为_。如果要把这个12位二进制转换成十六进制,则这个十六进制数共有_位。假设现有一个从A4000H到CBFFFH的内存地址段,则这个地址段最多可以存放_字节数据。3. 十进制整数转换成非十进制的方法是_,十进制
9、小数转换成非十进制的方法是_。4. 二进制的算术运算中:1+1=_,0-1=_,借1当_,进1当_;二进制的逻辑运算中:10 =_,10 = _,1 0 =_。5. 在机器编码中最高位代表_,其余各位是该数的_;反码的编码规则是:正数的反码就是_,负数的反码是将二进制位_;补码的编码规则是:正数的补码就是_,负数的补码是将二进制数中_后在最低位加_。6. 一个有符号数为的真值为_,原码为_,反码为_,补码为_(各种编码用二进制数表示)。7. 由负数原码求其补码的方法是_,由负数补码求其原码的方法是_,正数的原码、反码和补码_。8.对于定点整数,8位原码(含1位符号位)可表示的最小整数为_,最大
10、整数为_。对于定点小数,8位补码可表示的最小的数为_,最大的数为_。二、选择题(可多选)1. 8个二进制位至多可表示()个数据。A8B64C255D2562. 对于R进制数,在每一位上的数字可以有()种。AR/2BR1 CRDR+13. 假设用12个二进制位表示数据,它能表示的最大无符号整数为()。A2047 B2048 C4095 D40964. 下列无符号数中最大的是()。A(205)DB(0)BC(0CD)HD()B5. 与二进制.等值的十进制数是(),等值的十六进制数是()。A25.B25.34C37.D37.346. 与十进制数28.625等值的十六进制数为(),与十进制数254等值
11、的二进制数是()。A112.10 B1C.A C1C.5 D112.5E F G H7. 与十六进制数AC.E等值的十进制数是(),等值的八进制数是()A112.875B162.875C254.7D172.8758. 与十六进制数23.4等值的十进制数为(),0x1000转换成十进制数是()。A35.5 B23.4 C35.75 D35.25E4096F1024 G2048 H81929. 下面的二、十、十六进制数之间整数转换正确的是()。A十进制数200转换为二进制无符号数是BB十进制数122转换成十六进制数是7AHC十进制数439转换成8421BCD码是1D十六进制数F2H转换成十进制数是
12、23410、对于两个机器数55H和AAH,运算结果相同的逻辑操作是()。A.逻辑与 B.逻辑或 C.逻辑非 D.逻辑异或11、若X=,Y=,则它们分别进行“逻辑与”和“逻辑异或”运算后的结果分别为()。A. , B. , C. , D. ,12. 二进制整数采用机器码表示时,()的表示范围最大。A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码13. 在计算机加减法运算中,最常使用的是()。A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. ASCII码14. 反码的作用是()。A.作为求补码的中间手段 B. 作为求原码的中间手段 C. 能将负数转换为正数 D. 能将减法转化为加法15. 下面关于补码的作用
13、说法不正确的是()。A. 使机器数的码制更简单 B. 使计算机的运算效率更高 C. 能将负数转换为正数进行运算 D. 能将减法运算转化为加法运算16. 将 -33 以单符号位补码形式存入 8 位寄存器中,寄存器中的内容为()。A.DFH B.A1H C. 5FH D. DEH 17. 对 +0 和 -0 表示形式惟一的机器码是()。A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 真值18. 原码 1. 所表示的真值为()。A. -0. B.+0. C.-0. D.+0.19. 对于n位二进制整数,取值范围可表示为:-(2n-11)+(2n-1-1)的是()。A.原码 B.补码 C.反码 D.都不是2
14、0. 8 位反码可表示定点小数的范围是(),8 位补码可表示定点整数的范围是()。A. 11 B. 11-2-7 C. 1+2-71 D. 1+2-71-2-7E. 127+127 F. 128+128 G. 128+127 H. 127+128 21. 若用8位机器码表示十进制数101,则原码表示的形式为(),补码表示的形式为()。A B C D22. 将多项式214 + 211 + 24 + 21 + 20表示为十六进制数为(),表示为十进制数为()A4813HB8026HC2410HDEB410HE18448 F9232 G18451 H3690223. 设字长8位并用定点整数表示,模为
15、28,若X补=,则X的原码及真值X分别为()。 A. X原=,X=+ B.X原=,X=- C. X 原 = , X=+ D. X 原 = , X=-24.真值X=-127D,则其真值及8位反码分别为()。A. X反=,X=- B.X反=,X=-C. X反=,X=- D. X反=,X=-25. 若X补=CCH,机器字长为8位,则X/2补=()。A34HB66HC98HDE6H三、判断题1.正的二进制定点小数的真值与机器码相同。()2 .十进制整数和十进制小数转换成二进制数的方法相同。()3. n 位二进制整数和小数补码的模都为 2n。()4. n 位二进制负整数反码就是该数本身。()5.定点负小
16、数原码的数学表达式为:1+|X|,-1X0。()6.定点负小数原码的数值表示范围为:-(12n-1)X1-2n-1。()7.在原码、补码、反码中,补码的表示范围最大。()8.浮点数中的小数点位置是变化的。()四、计算题1. 按要求进行下列数制转换(假设全部为无符号数,对应书中1.2节中的练习题)。(1)把()B、(.10111)B转换成十进制;(2)把(1076)O、(6374.65)Q转换成十进制;(3)把0x7A8C、0x259B.25转换成十进制。(4)把十进制数825、10815.6(精确到小数点后4位)转换成二进制;(5)把十进制数658、9240.65(精确到小数点后4位)转换成八
17、进制;(6)把十进制数2508、5420.82(精确到小数点后4位)转换成十六进制。(7)把()B、(.0010)B转换成八进制;(8)把()B、(.101)B转换成十六进制;(9)把(756)O、(6265.42)O转换成十六进制;(10)把0xA58C、0x8152.78转换成八进制。2. 求下列二进制算术运算结果(假设全部为无符号数,对应书中1.3节中的练习题)。(1)求()B+(10010)B、()B+()B的值;(2)求()B-()B、()B-(10001)B的值;(3)求(1110)B(1001)B、(1100)B(10111)B的值;(4)求()B(1010)B、()B(1011
18、)B的值。(5)求(11001)B(1011)B、(10011)B(10101)B的结果;(6)求(11001)B(1011)B、(10011)B(10101)B的结果;(7)求()B、()B非的结果;(8)求()B(1011)B、()B(10101)B的结果。3. 求下列补码运算结果(以二进制补码形式表示,对应书中1.4节中的练习题)。(1)求85+24补、152+35补的值;(2)求185-56补、52-135补的值;第二章一、填空题1.真正的计算机网络起始于1969年12月诞生的_,它是世界上第一个基于分组技术的计算机分组交换系统,首次将整个计算机网络划分为_和_,采用_数据交换方式。2
19、. 第三代计算机网络出现的标志就是_的诞生,它是_年发布的,共划分了_层,从低到高依次是_、_、_、_、_、_和_。3. 计算机网络总的来说可以分为两大部分,它们是_和_,其中连接到网络的用户计算机操作系统属于_,TCP/IP协议属于_,连接网络的双绞线、光纤属于_。4. 计算机网络按照所覆盖的范围可分为_、_和_三种。我们平时用的银行柜员机所在网络是属于_,WLAN无线网络属于_,总公司与分支公司位于不同城市,通过VPN(虚拟专用网)连接起来的网络,属于_。5. 按管理模式可将计算机网络划分为_和_两种,我们经常用的电子邮件服务、DNS服务属于_模式。6. 在计算机局域网中常见的拓扑结构包括
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