计算机组成原理课后习题答案(白中英第四
版).
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第一章
1.数字计算机可分为专用计算机和通用计算机,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。
2.冯诺依曼型计算机主要设计思想是:存储程序通用电子计算机方案,主要组成部分有:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备 3.存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号,称为单元地址。如果某字代表要处理的数据,称为数据字。如果某字为一条指令,称为指令字。
4.每一个基本操作称为一条指令,而解算某一问题的一串指令序列,称为程序。
5.指令和数据的区分:取指周期中从内存读出的信息流是指令流,而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。
6.半导体存储器称为内存,存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存,内存和外存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU,它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁,它的作用相当于一个转换器,使主机和外围设备并行协调地工作。
7.从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术,对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制。而且用这种分级的观点来设计计算机,对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。
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8. 因为任何操作可以由软件来实现,也可以由硬件来实现;任何指令的执行可以由硬件完成,也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
9.计算机的性能指标:吞吐量、响应时间、利用率、处理机字长、总线宽度、存储器容量、存储器带宽、主频/时钟周期、CPU执行时间、CPI、MIPS、MFLOPS.
第二章
2.[x]补 = a0. a1a2…a6 解法一、
(1) 若a0 = 0, 则x > 0, 也满足x > -0.5
此时a1→a6可任意
(2) 若a0 = 1, 则x <= 0, 要满足x > -0.5, 需a1 = 1
即a0 = 1, a1 = 1, a2→a6有一个不为0
解法二、
-0.5 = -0.1(2) = -0.100000 = 1, 100000 (1) 若x >= 0, 则a0 = 0, a1→a6任意即可
[x]补 = x = a0. a1a2…a6 (2) 若x < 0, 则x > -0.5
只需-x < 0.5, -x > 0
[x]补 = -x, [0.5]补 = 01000000 即[-x]补 < 01000000
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a0*a1*a2?a6?1?01000000 a0*a1*a2?a6?00111111
a0a1a2?a6?11000000
即a0a1 = 11, a2→a6不全为0或至少有一个为1(但不是“其余取0”)
3.字长32位浮点数,阶码10位,用移码表示,尾数22位,用补码表示,基为2
Es E1→E9 Ms M20 M0 (1) 最大的数的二进制表示
E = 111111111
Ms = 0, M = 11…1(全1)
表示为: 11…1 011…1 10个 21个
即:229?1?(1?2?21)
(2) 最小的二进制数
E = 111111111
Ms = 1, M = 00…0(全0)(注意:用10….0来表示尾数-1) 表示为: 11…1 100…0 10个 21个 即:22
(3) 规格化范围
正最大 E = 11…1, M = 11…1, Ms = 0
9?1?(?1)
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10个 21个
即:22?1?(1?2?21)
正最小 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个
即:2?2?2?1
99 负最大 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 1 10个 20个
(最接近0的负数)即:?2?2?(2?1?2?21)
9负最小 E = 11…1, M = 00…0, Ms =1 10个 21个
即:22
9?1?(?1)??2511
规格化所表示的范围用集合表示为:
9999[2?2?2?1 , 22?1?(1?2?21)]?[22?1?(?1)??2511,?2?2?(2?1?2?21)]
(4) 最接近于0的正规格化数、负规格化数(由上题可得出)
正规格化数 E = 00…0, M = 100…0, Ms = 0 10个 20个
?12?2?2 9负规格化数 E = 00…0, M = 011…1, Ms = 1
10个
9
20个
?1?21?2?2?(2?2)
4.假设浮点数格式如下: (1)
Es E1→E3 Ms M8 M0 27?0.011011?0.11011?2?1 641 11
尾数补码: 0 1101 1000
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阶补码: