計(jì)算機(jī)組成原理課后題答案清華大學(xué)出版秦磊華吳非要點(diǎn)

1、第一章系統(tǒng)給概論習(xí) 題 一1.1 解釋下列名詞摩爾定律：對(duì)集成電路上可容納的晶體管數(shù)目、性能和價(jià)格等發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，其主要內(nèi)容是：成集電路上可容納的晶體管數(shù)量每18個(gè)月翻一番，性能將提高一倍，而其價(jià)格將降低一半。主存：計(jì)算機(jī)中存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，為計(jì)算機(jī)的主要工作存儲(chǔ)器，可隨機(jī)存取?？刂破鳎河?jì)算機(jī)的指揮中心，它使計(jì)算機(jī)各部件自動(dòng)協(xié)調(diào)地工作。時(shí)鐘周期：時(shí)鐘周期是時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，也稱為節(jié)拍周期或 T周期，是處理操作最基本的時(shí)間單位。多核處理器：多核處理器是指在一枚處理器中集成兩個(gè)或多個(gè)完整的計(jì)算引擎（內(nèi)核）。字長(zhǎng)：運(yùn)算器一次運(yùn)算處理的二進(jìn)制位數(shù)。存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制信息的總量

2、。CPI :指執(zhí)行每條指令所需要的平均時(shí)鐘周期數(shù)。MIPS:用每秒鐘執(zhí)行完成的指令數(shù)量作為衡量計(jì)算機(jī)性能的一個(gè)指標(biāo)，該指標(biāo)以每秒鐘完成的百萬(wàn)指令數(shù)作為單位。CPU時(shí)間：計(jì)算某個(gè)任務(wù)時(shí) CPU實(shí)際消耗的時(shí)間，也即 CPU真正花費(fèi)在某程序上的時(shí)間。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)由多級(jí)構(gòu)成，一般分成5級(jí)，由低到高分別是：微程序設(shè)計(jì)級(jí)，機(jī)器語(yǔ)言級(jí)，操作系統(tǒng)級(jí)，匯編語(yǔ)言級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言級(jí)?；鶞?zhǔn)測(cè)試程序：把應(yīng)用程序中使用頻度最高的那那些核心程序作為評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)性能的標(biāo)準(zhǔn)程 序。軟/硬件功能的等價(jià)性：從邏輯功能的角度來(lái)看，硬件和軟件在完成某項(xiàng)功能上是相同的， 稱為軟/硬件功能是等價(jià)的，如浮點(diǎn)運(yùn)算既可以

3、由軟件實(shí)現(xiàn)，也可以由專門(mén)的硬件實(shí)現(xiàn)。固件：是一種軟件的固化，其目的是為了加快軟件的執(zhí)行速度?？煽啃裕嚎煽啃允侵赶到y(tǒng)或產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。產(chǎn)品可靠性定義的要素是三個(gè)規(guī)定”：規(guī)定條件”、規(guī)定時(shí)間”和規(guī)定功能”。MTTF平均無(wú)故障時(shí)間，指系統(tǒng)自使用以來(lái)到第一次出故障的時(shí)間間隔的期望值。MTTR系統(tǒng)的平均修復(fù)時(shí)間。MTBF平均故障間隔時(shí)間，指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間。可用性：指系統(tǒng)在任意時(shí)刻可使用的概率，可根據(jù)MTTF MTTR和MTBF等指標(biāo)計(jì)算處系統(tǒng)的可用性。1.2什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件？為什么說(shuō)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件在邏輯功能上是等價(jià)的？答：計(jì)算機(jī)硬件

4、系統(tǒng)是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電子線路和電子元件等物理設(shè)備的總稱。硬件是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)包含運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大部件。計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)中全部程序的集合。軟件按其功能分成應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件兩大類。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)的往往是最基本的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，而其它功能大多是通過(guò)軟件的擴(kuò)充得以實(shí)現(xiàn)的。有許多功能可以由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件實(shí)現(xiàn)，即從用戶的角度 來(lái)看它們?cè)诠δ苌鲜堑葍r(jià)的，這一等價(jià)性被稱為軟/硬件邏輯功能的等價(jià)性。1.3 馮諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本思想是什么？按此思想設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)應(yīng)由哪些部件組成？各起什么作用？答：馮諾依曼型

5、計(jì)算機(jī)的基本思想是存儲(chǔ)程序和程序控制，其中的“存儲(chǔ)程序”是指將解題的步驟編寫(xiě)成程序，然后把存儲(chǔ)存放到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中， 而“程序控制”是指控制器讀出存 放在存儲(chǔ)器中的程序并根據(jù)該程序控制全機(jī)協(xié)調(diào)工作以完成程序的功能。根據(jù)馮諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本思想，計(jì)算機(jī)的硬件應(yīng)該由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備和總線組成。各部件的作用：運(yùn)算器：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的部件。存儲(chǔ)器：存放程序和數(shù)據(jù)?？刂破鳎焊鶕?jù)指令的功能控制構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各大功能部件協(xié)調(diào)工作，共同完成指令的功能。輸入設(shè)備：將外部信息輸送到主機(jī)內(nèi)部的設(shè)備。輸出設(shè)備：能將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息以不同并且相應(yīng)的形式反饋給人們的設(shè)備?？偩€：連接兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備（部

6、件）的公共信息通路。1.4 什么是計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)？它取決于什么？計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)統(tǒng)一了哪些部件的長(zhǎng)度？答：計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)一般指一次參與運(yùn)算數(shù)據(jù)的基本長(zhǎng)度，用二進(jìn)制數(shù)位的長(zhǎng)度來(lái)衡量。它取決于運(yùn)算器一次運(yùn)算處理的二進(jìn)制位數(shù)。它是計(jì)算機(jī)的重要性能指標(biāo)。常用的計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)有 8位、16位、32位及64位。一般與計(jì)算機(jī)內(nèi)部寄存器、加法器、數(shù)據(jù)總線的位數(shù)以及存儲(chǔ)器字長(zhǎng)等長(zhǎng)，因此，字長(zhǎng)直接影響硬件的代價(jià)。1.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從功能上可劃分為哪些層次？各層次在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起什么作用？答：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分成五級(jí)層次結(jié)構(gòu)，第1級(jí)為微程序設(shè)計(jì)級(jí)、第 2級(jí)為機(jī)器語(yǔ)言級(jí)、第 3級(jí)為操作系統(tǒng)級(jí)、第 4級(jí)為匯編語(yǔ)言級(jí)、第 5級(jí)為高級(jí)語(yǔ)言級(jí)。各

7、層次的作用：微程序級(jí)：為機(jī)器指令級(jí)提供機(jī)器指令的解釋指行功能。機(jī)器指令級(jí)：是軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的界面，一條機(jī)器指令的功能由微程序機(jī)器級(jí)的一段微型程序的功能實(shí)現(xiàn)。操作系統(tǒng)級(jí)：調(diào)度計(jì)算機(jī)中的軟件和硬件資源。匯編語(yǔ)言級(jí)：它將用戶編寫(xiě)的接近人類語(yǔ)言的程序，翻譯成能在機(jī)器上運(yùn)行的目標(biāo)程序。高級(jí)語(yǔ)言級(jí)：完全面向用戶，是用戶關(guān)心的目標(biāo)，可執(zhí)行各種用途的程序。1.6 計(jì)算機(jī)內(nèi)部有哪兩股信息在流動(dòng)？它們彼此有什么關(guān)系？答：計(jì)算機(jī)中有兩股信息在流動(dòng)：一股是控制信息，即操作命令，它分散流向各個(gè)部件；一股是數(shù)據(jù)信息，它受控制信息的控制， 從一個(gè)部件流向另一個(gè)部件，在流動(dòng)的過(guò)程被相應(yīng)的部件加工處理。1.7 為什么說(shuō)計(jì)算

8、機(jī)系統(tǒng)的軟件與硬件可以互相轉(zhuǎn)化？答：計(jì)算機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)的往往是最基本的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，而其它功能大多是通過(guò)軟件的擴(kuò)充得以實(shí)現(xiàn)的。 有許多功能可以由硬件實(shí)現(xiàn)， 也可以由軟件實(shí)現(xiàn)， 即從用戶的角度來(lái) 看它們?cè)诠δ苌鲜堑葍r(jià)的，這一等價(jià)性被稱為軟 /硬件邏輯功能的等價(jià)性。由于這樣的等價(jià)性，所以可以說(shuō)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件與硬件是可以互相轉(zhuǎn)化的。1.8 什么叫軟件系統(tǒng)？它包含哪些內(nèi)容？答：一臺(tái)計(jì)算機(jī)中全部程序的集合，統(tǒng)稱為這臺(tái)計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)。軟件按其功能分成應(yīng)用 軟件和系統(tǒng)軟件兩大類。應(yīng)用軟件是用戶為解決某種應(yīng)用問(wèn)題而編制的一些程序。系統(tǒng)軟件用于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理、調(diào)度、監(jiān)視和服務(wù)等功能，常將系統(tǒng)軟件分

9、為以 下六類：操作系統(tǒng)，言處理程序，標(biāo)準(zhǔn)程序庫(kù)，服務(wù)性程序，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟件。1.9說(shuō)明咼級(jí)語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言二者之間的差別和聯(lián)系。答：機(jī)器語(yǔ)言是直接用二進(jìn)制代碼指令表達(dá)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，是一種面向機(jī)器的編程語(yǔ)言，屬于低級(jí)語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言是用助記符號(hào)來(lái)表示計(jì)算機(jī)指令的語(yǔ)言，也是低級(jí)的語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言是一類接近于人類自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的統(tǒng)稱，分為面向過(guò)程的語(yǔ)言和面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言。它們都是計(jì)算機(jī)的編程語(yǔ)言， 并且是計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言發(fā)展的三個(gè)階段。三者各自的特點(diǎn)：使用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，占用內(nèi)存少、執(zhí)行效率高。缺點(diǎn)：編程工作量大，容易出錯(cuò)；依賴具體的計(jì)算機(jī)體系，因而程序的通用性、

10、移植性都很差。使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序，能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì)代碼做最佳的優(yōu)化， 提高運(yùn)行速 度；能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能。 但是編寫(xiě)的代碼非常難懂，不好維護(hù)；開(kāi)發(fā)效率很低， 時(shí)間長(zhǎng)且單調(diào)。高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)是：編程相對(duì)簡(jiǎn)單、直觀、易理解、不容易出錯(cuò)；編寫(xiě)的計(jì)算機(jī)程序通 用性好，具有較好的移植性。1.10什么是系統(tǒng)的可靠性？衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)有哪些 ？如何提高系統(tǒng)的可靠性 ？ 答：系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)有三個(gè)：平均無(wú)故障時(shí)間、平均故障間隔時(shí)間和可用性。提高系統(tǒng)可靠性的常用方法包括避錯(cuò)和容錯(cuò)。前者即避免錯(cuò)誤的出現(xiàn)， 從而提高系統(tǒng)

11、的平均無(wú)故障時(shí)間；后者容許錯(cuò)誤的出現(xiàn)，但采取有效的方法來(lái)防止其造成的不利影響。1.11假定某計(jì)算機(jī)1和計(jì)算機(jī)2以不同的方式實(shí)現(xiàn)了相同的指令集 ,該指令集中共有 A、B C D四類指令，它們?cè)诔绦蛑兴急壤謩e為40% 20% 20% 20%機(jī)器1和機(jī)器2的時(shí)鐘周期為600MHZ和800MHZ各類指令在兩機(jī)器上的 CPI如表1.5所示，求兩機(jī)器的 MIPS 各為多少？C43表1.5兩臺(tái)計(jì)算機(jī)不同指令的 CPICPI166610) = 60010 /(3.210 )=187.566610) = 80010 /(2.610 )=307.7CPI2解：CPI1= 2*0.4+ 0.2*(3+4+5)=

12、 3.2 MIPS仁 f/(CPI1CPI2= 2*0.4+ 0.2*(2+3+4)= 2.6 MIPS2= f/(CPI11.12若某程序編譯后生成的目標(biāo)代碼由 A B、C D四類指令組成，它們?cè)诔绦蛑兴急壤?分別為40% 20% 15% 25%已知A B、C、D四類指令的 CPI分別為1、2、2、2?，F(xiàn)需要 對(duì)程序進(jìn)行編譯優(yōu)化， 優(yōu)化后的程序中A類指令條數(shù)減少了一半， 而其它指令數(shù)量未發(fā)生變 化。假設(shè)運(yùn)行該程序的計(jì)算機(jī)CPU主頻為500MHZ完成下列各題：1）優(yōu)化前后程序的 CPI各為多少？2）優(yōu)化前后程序的 MIPS各為多少？3）通過(guò)上面的計(jì)算結(jié)果你能得出什么結(jié)論?n解：1）優(yōu)化前：C

13、PI八（CPI ii 40.4 + 20.2 + 20.15 + 20.25=1.6優(yōu)化后：A B、CD四類指令在程序中所占比例分別為1/4、1/4、3/16、5/16，nIC；CPI八 (CPI i )=11/4 + 21/4 + 23/16 + 25/16i 4IC=1.75時(shí)鐘頻率2）根據(jù)公式MIPS =6 得CPI106 寸優(yōu)化前：MIPS =6 6(50010 )/(1.610)=312.5優(yōu)化后：MIPS =(500 106)/(1.75106)=285.73）優(yōu)化后，A類指令條數(shù)減少，造成計(jì)算機(jī)的CPI增加，MIPS減少。這樣的優(yōu)化雖然減少了 A類指令條數(shù)，卻降低了程序的執(zhí)行速度

14、。第二章數(shù)據(jù)表示方法習(xí) 題 二2.1解釋下列名詞真值：正號(hào)和負(fù)號(hào)分別用“ +”和“-”表示，數(shù)據(jù)位保持二進(jìn)制值不變的數(shù)據(jù)表示方法。 數(shù)值數(shù)據(jù)：計(jì)算機(jī)所支持的一種數(shù)據(jù)類型，用于科學(xué)計(jì)算，常見(jiàn)的數(shù)值數(shù)據(jù)類型包括小數(shù)、 整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)數(shù)等。非數(shù)值數(shù)據(jù)：計(jì)算機(jī)所支持的一種數(shù)據(jù)類型， 一般用來(lái)表示符號(hào)或文字等沒(méi)有數(shù)值值的數(shù)據(jù)。 機(jī)器數(shù)：數(shù)據(jù)在機(jī)器中的表示形式，是正負(fù)符號(hào)數(shù)碼化后的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。變形補(bǔ)碼：用兩個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示數(shù)字的符號(hào)位，其余與補(bǔ)碼相同。即“00”表示正，“11”表示負(fù)。規(guī)格化：將非規(guī)格化的數(shù)處理成規(guī)格化數(shù)的過(guò)程。規(guī)格化數(shù)規(guī)定尾數(shù)用純小數(shù)表示，且真值表示時(shí)小數(shù)點(diǎn)后第一位不為 0 (以機(jī)器數(shù)表示

15、時(shí)對(duì)小數(shù)點(diǎn)后第一位的規(guī)定與具體的機(jī)器數(shù)的 形式有關(guān))。機(jī)器零：計(jì)算機(jī)保存數(shù)字的位有限，所能表示最小的數(shù)也有范圍，其中有一個(gè)范圍之中 的數(shù)據(jù)無(wú)法精確表示，當(dāng)實(shí)際的數(shù)據(jù)處在這個(gè)無(wú)法精確表示的數(shù)據(jù)范圍時(shí)計(jì)算機(jī)就將 該數(shù)作為機(jī)器零來(lái)處理，因此，計(jì)算機(jī)中的機(jī)器零其實(shí)對(duì)應(yīng)的不是一個(gè)固定的數(shù)，而 是一個(gè)數(shù)據(jù)表示范圍。BCD碼：用4位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示1位十進(jìn)制數(shù)中的 09這10個(gè)數(shù)碼，即二進(jìn)制表示的十 進(jìn)制數(shù)。漢字內(nèi)碼：計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理加工和傳輸漢字時(shí)所用的由0和1符號(hào)組成的代碼。碼距：一組編碼中對(duì)應(yīng)位上數(shù)字位不同的最小個(gè)數(shù)。奇偶校驗(yàn)：通過(guò)檢測(cè)校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)的奇/偶性是否改變來(lái)判斷數(shù)據(jù)是否出錯(cuò)的一種數(shù)據(jù)校

16、驗(yàn)方法。海明校驗(yàn)：是一種基于多重奇校驗(yàn)且具有檢測(cè)與糾正錯(cuò)誤的校驗(yàn)方法。其基本原理是將有效信息按某種規(guī)律分成若干組，每組安排一個(gè)校驗(yàn)位進(jìn)行奇偶測(cè)試，就能提供多位檢錯(cuò)信息， 以指出最大可能是哪位出錯(cuò)，從而將其糾正。循環(huán)冗余校驗(yàn)：是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中最常用的一種具有檢測(cè)與糾正錯(cuò)誤能力差錯(cuò)校驗(yàn)碼，基利用生成多項(xiàng)式并基于模 2運(yùn)算建立編碼規(guī)則。檢錯(cuò)：檢測(cè)被傳送的信息中是否發(fā)生差錯(cuò)。糾錯(cuò)：糾正信息在傳送或存儲(chǔ)過(guò)程中所發(fā)生的錯(cuò)誤。2.2回答下列問(wèn)題1) 為什么計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制 ？答：因?yàn)槎M(jìn)制具有運(yùn)算簡(jiǎn)單和表示簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，除此之外還有可靠和容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，是因?yàn)椋?1) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)是由邏輯

17、電路組成，邏輯電話通常只有兩個(gè)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)的接通與斷開(kāi)，這兩種狀態(tài)正好可以用“1 ”和“ 0”表示。(2) 簡(jiǎn)化運(yùn)算規(guī)則：兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)和、積運(yùn)算組合各有三種，運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單，有利于簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)算速度。(3) 適合邏輯運(yùn)算：邏輯代數(shù)是邏輯運(yùn)算的理論依據(jù)，二進(jìn)制只有兩個(gè)數(shù)碼，正好與邏輯代數(shù)中的“真”和“假”相吻合。(4) 易于進(jìn)行轉(zhuǎn)換，二進(jìn)制與十進(jìn)制數(shù)易于互相轉(zhuǎn)換。2) 為什么計(jì)算機(jī)中采用補(bǔ)碼表示帶符號(hào)的整數(shù)？答：采用補(bǔ)碼運(yùn)算具有如下兩個(gè)特征：（1）因?yàn)槭褂醚a(bǔ)碼可以將符號(hào)位和其他位統(tǒng)一處理，同時(shí)，減法也可以按加法來(lái)處理，即 如果是補(bǔ)碼表示的數(shù)，不管是加減法都直接用加法運(yùn)算即可實(shí)現(xiàn)。（2）

18、兩個(gè)用補(bǔ)碼表示的數(shù)相加時(shí)，如果最高位（符號(hào)位）有進(jìn)位，則進(jìn)位被舍棄。 這樣的運(yùn)算有兩個(gè)好處：（a）使符號(hào)位能與有效值部分一起參加運(yùn)算，從而簡(jiǎn)化運(yùn)算規(guī)則。從而可以簡(jiǎn)化運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)，提高運(yùn)算速度；（減法運(yùn)算可以用加法運(yùn)算表示出來(lái)。）（b）加法運(yùn)算比減法運(yùn)算更易于實(shí)現(xiàn)。使減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算，進(jìn)一步簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)中 運(yùn)算器的線路設(shè)計(jì)。3）浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍和精確度分別由什么決定?字長(zhǎng)一定時(shí)浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍與精確度之間有和關(guān)系？答：浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍由階碼的位數(shù)決定，精確度由尾數(shù)的位數(shù)決定。當(dāng)機(jī)器字長(zhǎng)一定時(shí)， 分給階碼的位數(shù)越多， 尾數(shù)占用的位數(shù)就越少，則數(shù)的表示范圍越大。而尾數(shù)占用的位數(shù)減少，必然會(huì)減少數(shù)

19、的有效數(shù)位，即影響數(shù)的精度。4）漢字輸入碼、機(jī)內(nèi)碼和字型碼在漢字處理過(guò)程中各有何作用？答：漢字輸入碼、機(jī)內(nèi)碼和字型碼，分別用于漢字的輸入、漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)的處理以及漢字的顯示和打印。具體來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)要對(duì)漢字信息進(jìn)行處理，首先要將漢字轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制形式并輸入到計(jì)算機(jī)， 這是由漢字輸入碼完成的；漢字輸入到計(jì)算機(jī)后，還需要轉(zhuǎn)換成內(nèi)碼才能被計(jì)算機(jī)處理，顯然，漢字內(nèi)碼也應(yīng)該是二進(jìn)制形式。如果需要顯示和打印漢字，還要將漢字的內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成字形碼。5）在機(jī)內(nèi)碼中如何區(qū)分兩個(gè) ASCII碼字符和一個(gè)漢字 ？答：將一個(gè)漢字看成是兩個(gè)擴(kuò)展 ASCII碼，使表示GB2312漢字的兩個(gè)字節(jié)的最高位都為1,而每

20、個(gè)ASCII碼字符中每個(gè)字節(jié)的最高位為0。這樣就能區(qū)別一個(gè)機(jī)內(nèi)碼到底對(duì)應(yīng)一個(gè)漢字還是兩個(gè)西文字符。6）“ 8421碼就是二進(jìn)制數(shù)”。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？答：這種說(shuō)法是不對(duì)的。 8421碼是一種最簡(jiǎn)單的有權(quán)碼，它選取4位二進(jìn)制數(shù)的前10個(gè)代碼00001001分別對(duì)應(yīng)表示十進(jìn)制數(shù)的10個(gè)數(shù)碼。若按權(quán)求和，和數(shù)就等于該代碼所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。8421碼是一種編碼方式，用于十進(jìn)位制與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。而二進(jìn)制數(shù)是用0和1兩個(gè)數(shù)碼來(lái)表示的數(shù)。二者是不同的概念，不能等同。7）如何識(shí)別浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)？浮點(diǎn)數(shù)能表示的數(shù)值范圍和數(shù)值的精確度取決于什么？答：當(dāng)采用一般浮點(diǎn)數(shù)格式表示浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，階碼和尾數(shù)都各包含一位

21、符號(hào)位。浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)由尾數(shù)的的符號(hào)位決定。當(dāng)采用IEEE754格式時(shí)，通過(guò)數(shù)符就能判斷出浮點(diǎn)數(shù)的正負(fù)。浮點(diǎn)數(shù)能表示的數(shù)值范圍和數(shù)值的精確度，分別取決于階碼的位數(shù)和尾數(shù)的位數(shù)。8）簡(jiǎn)述CRC的糾錯(cuò)原理。答：發(fā)送部件將某信息的 CRC碼傳送至接收部件， 接收部件收到 CRC碼后，仍用約定的生成 多項(xiàng)式G（x）去除，若余數(shù)為0,表示傳送正確；若余數(shù)不為 0，表示出錯(cuò)，再由余數(shù)的值來(lái)確定哪一位出錯(cuò)，從而加以糾正。具體的糾錯(cuò)原理如下：（1） 不論錯(cuò)誤出現(xiàn)在哪一位，均要通過(guò)將出錯(cuò)位循環(huán)左移到最左邊的一位上時(shí)被糾正；（2） 不為零余數(shù)的具有循環(huán)特性。即在余數(shù)后面補(bǔ)一個(gè)零除以生成多項(xiàng)目式，將得到下一個(gè)余數(shù)，繼

22、續(xù)在新余數(shù)基礎(chǔ)上補(bǔ)零除以生成多項(xiàng)式，繼續(xù)該操作，余數(shù)最后能循環(huán)到最開(kāi)始的余數(shù)。（3） CRC就是利用不為零余數(shù)的循環(huán)特性 ,在循環(huán)計(jì)算余數(shù)的同時(shí)， 將收到的CRC編碼 同步移動(dòng)，當(dāng)余數(shù)循環(huán)到等于最左邊位出錯(cuò)對(duì)應(yīng)的余數(shù)時(shí)，表明已將出錯(cuò)的位移到 CRC碼的 最左邊，對(duì)出錯(cuò)位進(jìn)行糾錯(cuò)。（4） 繼續(xù)進(jìn)行余數(shù)的循環(huán)計(jì)算，并同步移動(dòng) CRC編碼，當(dāng)余數(shù)又回到最開(kāi)始的值時(shí)，糾錯(cuò)后的CRC碼又回到了最開(kāi)始的位置。至此，完成CRC的糾錯(cuò)任務(wù)。2.3寫(xiě)出下列各數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼。0 ，一 0，0.10101 ，一 0.10101，0.11111 ，一 0.11111， 0.10000 , 0.10000 解：x

23、=0，9+ 0原=0.000, + 0 反=0.000,+ 0補(bǔ)=0.000；x=-0，則0原=1.00 0, 0反=1.11I , 0補(bǔ)=0.00 0；x=0.10101，則x原=0.10101 , x反=0.10101 , x補(bǔ)=0.10101 ;X= 0.10101，則x原=1.10101 , x反=1.01010 , x補(bǔ)=1.01011 ; x=0.11111，則x 原=0.11111 , x反=0.00000 , x補(bǔ)=0.00001 ;x= 0.11111，則x原=1.11111 , x反=1.00000 , x補(bǔ)=1.00001 ; x= 0.10000，則x原=1.10000

24、 ,兇 反=1.01111 ,兇 補(bǔ)=1.10000 ; x=0.10000，則x原=0.10000 , x反=0.10000 , x補(bǔ)=0.10000。2.4已知數(shù)的補(bǔ)碼表示形式，求數(shù)的真值。x補(bǔ)=0.10010, x補(bǔ)=1.10010, x補(bǔ)=1.11111，x |補(bǔ)=1.00000， x補(bǔ)=0.10001， x補(bǔ)=1.00001，解：x補(bǔ)=0.10010,則x原=0.10010 , x=0.10010 ;x補(bǔ)=1.10010,則兇 原=1.01101 , x= 0.01101 ;x補(bǔ)=1.11111,則兇原=1.00000 , x= 0;x補(bǔ)=1.00000，則兇原=1.11111, x

25、= 0.11111;x補(bǔ)=0.10001，則x原=0.10001 , x=0.10001 ;x補(bǔ)=1.00001，貝則x原=1.11110, x= 0.11110。2.5 已知 x= 0.10110,y = 0.01010,求：x/2補(bǔ)，x/4 補(bǔ),y/2 補(bǔ)，2y補(bǔ) 解：x 原=0.10110=x反=兇 補(bǔ)，所以x/2補(bǔ)=0.010110 , x/4補(bǔ)=0.0010110 ;y原=1.01010 , y反=1.10101 , y補(bǔ)=1.10110 , 所以y/2補(bǔ)=1.110110 , 2y補(bǔ)=1.0110。2.6 C語(yǔ)言中允許無(wú)符號(hào)數(shù)和有符號(hào)整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，下面是一段C語(yǔ)言代碼：Int x

26、 =-1;Un sig ned u=2147483648;Printf ( x=%u=%dn ,x,x);Printf ( u=%u=%dn ",u,u);給出在32位計(jì)算機(jī)中上述程序段的輸出結(jié)果并分析原因解：x=4294967295=-1 ； u=2147483648=-2147483648原因：x是int型，在計(jì)算機(jī)中以補(bǔ)碼形式存在。 x=4294967295=-1 。u=2 31是一個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)，無(wú)溢出，由于首位為 %u符號(hào)輸出第一位為非符號(hào)位，所以是 %d第一位為符號(hào)位，所以是負(fù)數(shù)，取反加%u以無(wú)符號(hào)輸出，%d輸出真值，所以121474836481 還是 231 所以是-214

27、7483648。2.7分析下列幾種情況下所能表示的數(shù)據(jù)范圍分別是多少1) 16位無(wú)符號(hào)數(shù)；2) 16位原碼定點(diǎn)小數(shù)；3) 16位補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)；4) 16位補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)；解：161) 16 位無(wú)符號(hào)數(shù)：0 1111 1111 1111 1111,即 0 2 -仁65535152) 16 位原碼定點(diǎn)小數(shù)：1.111 1111 1111 1111 0.111 1111 1111 1111 即-(1-2 ) 1-2153) 16 位補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)：1.000 0000 0000 0000 0.111 1111 1111 1111,即-1 1-215154) 16 位補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)：1000 0000 00

28、00 0000 0111 1111 1111 1111，即-2 2 -1 2.8用補(bǔ)碼表示8位二進(jìn)制整數(shù)，最高位用一位表示符號(hào)(即形如X0X1X2x3X4X5X6X7)時(shí)，模應(yīng) 為多少？解：因?yàn)?位二進(jìn)制數(shù)補(bǔ)碼的表示范圍為：-128127 一共有256個(gè)數(shù)，所以模為 256。2.9 用IEEE754 32位浮點(diǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表示十進(jìn)制數(shù)a) _65 b)3.1415927 c)640008解：a)首先分別將整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：_65=-110.1018移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，使其變成1.M的形式：-110.10 仁-1.10101*22于是得到：S=0, e = 2，E= 10+01111111 = 1

29、0000001，M = 10101最后得到32位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式為：1100 0000 1 101 0100 0000 0000 0000 0000=( C0D40000)16b) 首先分別將整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù):3.1415927=11.00100100001111110110101移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，使其變成1.M的形式 11.00100100001111110110101=1.100100100001111110110101 X 2 于是得到：S=0,e = 1 , E= 1+01111111 =10000000, M = 10010010000111111011010最后得到32

30、位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式為：0100 0000 0 100 1001 0000 1111 1101 1010=( 40490FDA)16c) 首先將6400轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：64000=1100100000000移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，使其變成1.M的形式121100100000000=1.100100000000 X 2于是得到：S=0, e = 12, E= 1100+01111111 =10001011, M = 1001最后得到32位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式為：0100 0101 1100 1000 0000 0000 0000 0000=(45C80000) 162.10求與IEEE754 32位浮

31、點(diǎn)數(shù) 43940000H對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。解：43940000H=( 0100 0011 1 001 0100 0000 0000 0000 0000) 2S=0, E= (10000111 ) 2-127=8 , M=1.00101所以表示數(shù)為 100101000，對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為296。2.11求32位IEEE754浮點(diǎn)數(shù)能表示的最大數(shù)和最小數(shù)。解：用IEEE754格式(E的取值范圍：1254，留出全0和全1分別表示0和無(wú)窮大)31 3023 220|SE_:M(1) 最大數(shù)的二進(jìn)制表示：127-230 11111110 11111111111111111111111 即 2(2-2)(2)

32、 最小數(shù)的二進(jìn)制表示：127-231 11111110 11111111111111111111111 即-2(2-2)2.12設(shè)有兩個(gè)正浮點(diǎn)數(shù)：N1= 2mX M 1, N2 = 2nX M2。(1) 若 m> n,是否有 N1> N2?(2) 若M1和M2是規(guī)格化的數(shù)，上述結(jié)論是否正確？解：(1 )不一定。例如，N1= 23X 0.001, N2= 22x 0.01，此時(shí) m>n,卻有 2 = N?。再如，2= 23x 0.001, N2= 22x 0.1，此時(shí) m>n,卻有 N1 v N2。(2)正確。因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)規(guī)格化，要求尾數(shù)的最高位為非 0數(shù)碼，即當(dāng)尾數(shù)的值不

33、為零時(shí)，其絕對(duì)值應(yīng)大于或等于(1/2)100那么M1和M2都必須是0.1X XX的形式。這時(shí)，若 m>n,則一定有 N1 >N2。2.13設(shè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)的階碼為3位，尾數(shù)是7位。用模2補(bǔ)碼寫(xiě)出它們所能表示的最大正 數(shù)、最小正數(shù)、最大負(fù)數(shù)和最小負(fù)數(shù)，并將它們轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。解：補(bǔ)碼真值最大正數(shù):011;0.111111,23X( 1-2 -6)最小正數(shù):101;0.000001,23X 2-6最大負(fù)數(shù):101;1.111111,-23X 2-6最小負(fù)數(shù):011;1.000000,-23X( 1-2-6)2.14將下列十進(jìn)制數(shù)表示成浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)，階碼4位，尾數(shù)10位，各含1位符號(hào)，階碼

34、和尾數(shù)均用補(bǔ)碼表示。（1）57/128（ 2） 69/128解：（1）57/128=（0.0111001） 2,記 x=0.0111001，則x原=x 反=x補(bǔ)=0.0111001， 規(guī)格化：x補(bǔ)=0.111001*2 -1階碼的原碼為：1001，因此補(bǔ)碼為：1111尾數(shù)為：0111001000表示成浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)：1111 0111001000（2）-69/128=（-0.1000101） 2,記 x=-0.1000101，則 兇原=1.1000101，x 反=1.0111010，兇補(bǔ) =1.0111011，無(wú)需規(guī)格化，階碼為0000，尾數(shù)為1011101100/表示成浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)：0000

35、10111011002.15設(shè)有效信息為01011011，分別寫(xiě)出奇校驗(yàn)碼和偶校驗(yàn)碼。如果接收方收到的有效信息 為01011010,說(shuō)明如何發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。解：奇偶校驗(yàn)位分別為：0和1，奇校驗(yàn)碼：010110110偶校驗(yàn)碼：010110111如果采用奇校驗(yàn)，則發(fā)送方發(fā)出的奇校驗(yàn)碼x=010110110 （前8位是有效信息位，最后一位是校驗(yàn)位），如果接收方收到的 x=010110100 （只有1位出錯(cuò)，最后一個(gè) 0是校驗(yàn)位）,接收方按奇校驗(yàn)方式根據(jù)01011010計(jì)算得到的驗(yàn)位 C' = 1 ,與從信息中讀到得校驗(yàn)碼的取值不同，表明傳送的信息發(fā)生了錯(cuò)誤。如果采用偶校驗(yàn)，利用相似的方法可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)

36、誤。2.16由6個(gè)字符的7位ASCII編碼排列，再加上水平和垂直偶校驗(yàn)位構(gòu)成如表2.23的行列結(jié)構(gòu)（最后一列為水平奇偶校驗(yàn)位，最后一行為垂直奇偶校驗(yàn)位）表2.23 ASCII碼交叉校驗(yàn)字符7位ASCII碼HP30XX200110¥100100*1+X41010110丫201X5X1111D100X10%00 X111Xio11VP 0 0111 X111X12則X1 X2 X3 X4處的比特分別為 _1110_ ； X5 X6 X7 X8處的比特分別為 _1000_ ； X9 X10 X11 X12處 的比特分別為_(kāi)1011_ ； 丫1和丫2處的字符分別為 _1_ 和_Z。解答思路：

37、利用交叉奇/偶校驗(yàn)原理來(lái)確定各個(gè)X值，再查詢 ASCII碼表獲知 丫1和丫2是什么字符。2.17設(shè)8位有效信息為01101110，試寫(xiě)出它的海明校驗(yàn)碼。給出過(guò)程，說(shuō)明分組檢測(cè)方式， 并給出指誤字及其邏輯表達(dá)式。如果接收方收到的有效信息變成01101111，說(shuō)明如何定位錯(cuò)誤并糾正錯(cuò)誤。解：被檢驗(yàn)位有8位，設(shè)檢驗(yàn)位有r位因?yàn)椋?+r<=2 r -1r=4;設(shè)四位分別為P1， P2， P 3， P4海明碼為:P1P20P3110P41110P1：3,5,乙9, 11P2：3,6,乙10, 11P3：5,6,乙12P4：9,10,11, 12所以 P1=1，P2=1 P3=0 P4=1海明碼為：

38、110011011110指錯(cuò)位 G1 : 1，3，5，7，9，11G2: 2， 3， 6， 7， 10， 11G3: 4，5，6，7，12G4: 8， 9， 10， 11， 12G仁0，G2=0，G3=0，G4=0 圖略。2.18設(shè)要采用CRC編碼傳送的數(shù)據(jù)信息x=1001，當(dāng)生成多項(xiàng)式為 G( x)= 1101時(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出它的循環(huán)校驗(yàn)碼。若接收方收到的數(shù)據(jù)信息x' =1101,說(shuō)明如何定位錯(cuò)誤并糾正錯(cuò)誤。解：作模二除法：M(x)X31001000 一一 0111111G(x)11011101所以循環(huán)碼為：100101101101011 011G(x)若接收到的數(shù)據(jù)信息x'=11

39、01，1101011 =1000 皿，所以是第2位出錯(cuò)，將第2位 的1改為0即可。1101第二章運(yùn)算方法和運(yùn)算器 習(xí) 題 二3.1解釋下列名詞變形形補(bǔ)碼：即用兩個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表示數(shù)據(jù)的符號(hào)位，其余與補(bǔ)碼相同。溢出：運(yùn)算結(jié)果超出數(shù)據(jù)類型所能表示數(shù)據(jù)范圍的現(xiàn)象稱為溢出。陣列乘法：采用類似手工乘法運(yùn)算的方法，用大量與門(mén)產(chǎn)生手工乘法中的各乘積項(xiàng)，同時(shí)將大量一位全加器按照手工乘法算式中需要進(jìn)行加運(yùn)算的各相關(guān)項(xiàng)的排列方式組成加法器陣 列?；謴?fù)余數(shù)除法：比較被除數(shù)（余數(shù)）與除數(shù)的大小是用減法實(shí)現(xiàn)的。對(duì)原碼除法而言，由于 操作數(shù)以絕對(duì)值的形式參與運(yùn)算，因此，相減結(jié)果為正（余數(shù)的符號(hào)位為0 ）說(shuō)明夠減，商上1;相

40、減結(jié)果為負(fù)（余數(shù)的符號(hào)位為1）說(shuō)明不夠減，商上 0。由于除法通過(guò)減法實(shí)現(xiàn)，當(dāng)商上1時(shí)，可將比較數(shù)據(jù)大小時(shí)的減法操作與除法操作中的減法操作合并，即商上1后繼續(xù)后面的除法操作。商上0時(shí)表明不夠減，但因比較操作時(shí)已 經(jīng)實(shí)施了一次減法，因此，需要對(duì)執(zhí)行比較操作后的結(jié)果加上除數(shù)，既將余數(shù)還原成比較操作前的數(shù)值，這種方法就稱為恢復(fù)余數(shù)法。不恢復(fù)余數(shù)除法：又稱加減交替法，是對(duì)恢復(fù)余數(shù)法的改進(jìn)。不恢復(fù)余數(shù)法的特點(diǎn)是不夠減 時(shí)不再恢復(fù)余數(shù)，而根據(jù)余數(shù)的符號(hào)作相應(yīng)處理就可繼續(xù)往下運(yùn)算，因此運(yùn)算步數(shù)固定，/控制簡(jiǎn)單，提高了運(yùn)算速度。陣列除法：類似于陣列乘法器的思想，為了加快除法的執(zhí)行速度，也可以采用陣列除法器來(lái)實(shí)現(xiàn)

41、除法。為簡(jiǎn)化運(yùn)算及陣列除法器的結(jié)構(gòu)，對(duì)參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚蛊湟哉龜?shù)的形式參加運(yùn)算。行波進(jìn)位：多位進(jìn)位之間存在高位進(jìn)位的產(chǎn)生依賴低位進(jìn)位的一種進(jìn)位方式。 并行進(jìn)位：高、低進(jìn)位之間不存在具有依存關(guān)系，而是同時(shí)計(jì)算的進(jìn)位方式。算術(shù)移位：分為算術(shù)左移和算術(shù)右移。其中算數(shù)左移n位相當(dāng)于乘上2n,執(zhí)行方法是把原來(lái)的數(shù)中每一位都向左移動(dòng) n個(gè)位置，左面移出的高位丟棄不要，右面低位空出的位置上全部 補(bǔ)0,當(dāng)符號(hào)位發(fā)生改變時(shí)表明發(fā)生了溢出。算術(shù)右移時(shí)，符號(hào)位保持不變，其余各位依次 右移，最右邊一位移出，將符號(hào)位拷貝到左邊空出的位，一次移位相當(dāng)于除2。邏輯移位：邏輯左移n位的執(zhí)行方法，是把原來(lái)的數(shù)中每

42、一位都向左移動(dòng)n個(gè)位置，左面移出的高位丟棄不要， 右面低位空出的位置上全部補(bǔ) "0"。邏輯右移n位的執(zhí)行方法是把原來(lái) 數(shù)中的每一位都向右移動(dòng) n個(gè)位置，右面移出的低位丟棄不要，左面高位空出的位置上全部補(bǔ)0。對(duì)階：使階碼相等的過(guò)程，對(duì)階的時(shí)一般采取小的階碼向大階碼看齊的方式。規(guī)格化：就是使浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果中，將尾數(shù)從非規(guī)格化數(shù)變成規(guī)格化數(shù)的過(guò)程。根據(jù)尾數(shù)形式的不同，規(guī)格化可分為左移規(guī)格化和右移規(guī)格化。3.2回答下列問(wèn)題：1）為什么采用并行進(jìn)位能提高加法器的運(yùn)算速度？答：由于并行進(jìn)位電路能很快產(chǎn)生各位的進(jìn)位信號(hào)，使得加法器的速度大大提高。2）如何判斷浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否發(fā)生溢出？

43、答：由于溢出與數(shù)據(jù)的表示范圍有關(guān)，而浮點(diǎn)數(shù)的階碼影響到其數(shù)據(jù)表示的范圍，因此，浮點(diǎn)數(shù)的溢出是通過(guò)接碼的是否溢出為判斷標(biāo)志。對(duì)于采用雙符號(hào)位的階碼而言， 當(dāng)雙符號(hào)位不同時(shí)表示浮點(diǎn)數(shù)發(fā)生溢出，否則則未發(fā)生溢出。3）如何判斷浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否為規(guī)格化數(shù)？如果不是規(guī)格化數(shù)，如何進(jìn)行規(guī)格化?答：當(dāng)尾數(shù)采用補(bǔ)碼表示時(shí)， 若運(yùn)算結(jié)果不是11.0 xx-x或00.1 xx-x的形式時(shí)， 結(jié)果就不是規(guī)格化數(shù)。則應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)格化處理：當(dāng)尾數(shù)符號(hào)為01或10時(shí),需要向右規(guī)格化，且只需將尾數(shù)右移一位，同時(shí)將結(jié)果的階碼值加1。當(dāng)尾數(shù)運(yùn)算結(jié)果為 11.1 XX-X或00.0 XX-X時(shí)需要左移規(guī)格化，而且左移次數(shù)不固定

44、，與運(yùn)算結(jié)果的形式有關(guān)。左規(guī)的方法是尾數(shù)連同符號(hào)位一起左移位、和的階碼減1,直到尾數(shù)部分出現(xiàn)11.0或00.1的形式為止。4) 為什么陣列除法器中能用CAS的進(jìn)位/借位控制端作為上商的控制信號(hào)？答：陣列除法器利用不恢復(fù)余數(shù)的除法，當(dāng)商上 1的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位，當(dāng)商上0時(shí)，不產(chǎn)生進(jìn)位，進(jìn)位信號(hào)與上商信號(hào)是相同的，所以可以用CAS的進(jìn)位/借位控制作為上商的控制信號(hào)。5) 移位運(yùn)算和乘法及除法運(yùn)算有何關(guān)系？ 答：移位運(yùn)算是乘除法中的基本運(yùn)算。3.3已知x和y,用變形補(bǔ)碼計(jì)算x + y，并判斷結(jié)果是否溢出。(1) x = 0.11010 , y= 0.101110(2) x = 0.11101 , y

45、=- 0.10100(3) x =- 0.10111 , y =- 0.11000解：(1) x+y補(bǔ)=01.100010 ,溢出。(2) x+y補(bǔ)=00.01001，未溢出。(3) x+y補(bǔ)=10.10001，溢出。3.4已知x和 y,用變形補(bǔ)碼計(jì)算x y，并判斷結(jié)果是否溢出。(1) x = 0.11011 , y= 0.11101(2) x = 0.10111 , y= 0.11110(3) x = 0.11111 , y = 0.11001解：(1) x-y補(bǔ)=11.11110,未溢出。(2) x-y補(bǔ)=11.11001，未溢出。'(1) x-y補(bǔ)=11.11001，未溢出。3.

46、5設(shè)移碼用6位表示(包含2位符號(hào)位),求x - y移(1) x = -6 , y = -3(2) x=7 , y =11(3) x=-3 , y =-12解：(1) x移=001010,y移=001101 -y移=110011 Y補(bǔ)=111101 -Y補(bǔ)=000011兇移 + y移=010111,X移 + Y補(bǔ)=001010+111101 =000111根據(jù)移碼加法公式x + y移=兇移+ Y補(bǔ)=000111根據(jù)移碼加法公式及溢出判斷規(guī)則，雙符號(hào)位為00,結(jié)果為負(fù)，未溢出。根據(jù)移碼的減法公式：x -y移=x 移 + -y補(bǔ)=001010 + 000011 = 001101根據(jù)移碼溢出判斷規(guī)則，

47、雙符號(hào)位為00,結(jié)果為負(fù)，未溢出。(2) x移=110111, y補(bǔ)=001011-y補(bǔ)=110101根據(jù)移碼加法公式x + y移=兇移+ Y補(bǔ)=010111+ 001011 = 100010(根據(jù)教材中說(shuō)明的當(dāng)以譯碼和補(bǔ)碼兩種數(shù)據(jù)表示進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，要將移碼第一符號(hào)位 表示為0)根據(jù)移碼溢出判斷規(guī)則，雙符號(hào)位為10，結(jié)果為正，且發(fā)生溢出。根據(jù)移碼的減法公式：x -y移=x 移 + -y補(bǔ)=010111+ 110101 = 001100根據(jù)移碼溢出判斷規(guī)則，雙符號(hào)位為00,結(jié)果為負(fù)，未溢出。(3 )略，請(qǐng)參照本題前兩小題的思路和方法求解即可 3.6用原碼一位乘法計(jì)算 xX y=?(1) x = -

48、 0.11111 , y = 0.11101(2) x = - 0.11010 , y = - 0.01011解: (1)00.1111100.0111101.10010部分積 乘數(shù)(y)判斷位說(shuō)明00.00000+ 00.11111t 00.011111+ 00.00000T 00.0011111+ 00.11111T 00.10011011+ 00.11111T 00.1100100+ 00.11111yf.11101yf.111001.0011011P0= 0右移一位，得P1yf.111yf.11y.1右移一位,右移一位,右移一位,P2P401.11000t 00.1110000011y

49、f右移一位，得P5=|x|y|由于Pf= Xf 二 yf= 0 J： 1 = 1所以x - y = -0.1110000011(2)部分積乘數(shù)(y)判斷位說(shuō)明00.00000yf. 01011P0= 0+ 00.1101000.1101000.011010yf.0101+ 00.1101001.0011100.1001110yf.010+ 00.0000000.10011T 00.0100111 0yf.01+ 00.1101001.00011T 00.100011110y. 0+ 00.0000000.10001T 00.0100011110yf右移一位，得P1右移一位，得P2右移一位，得P

50、3右移一位，得P4右移一位，得P5= |x| |y|由于所以Pf= Xf：J yf= 1 二 1 = 0x y = 0.01000111103.7用補(bǔ)碼一位乘法計(jì)算 xX y=?(1) x = 0.10110 , y=- 0.00011(2) x = - 0.011010 , y =- 0.011101解: (1)x補(bǔ)=0.10110, x補(bǔ)=1.01010, y補(bǔ)=1.11101部分積乘數(shù) ynyn+1說(shuō)明00.00000 1.111010+ 11.0101011.01010T 11.10101 C+ 00.1011000.010111.11101T 00.001011011110+ 11.

51、0101011.01111T 11.101111101.111+ 00.0000011.10111_T 11.1101111101.11+ 00.00000yn+ 1 = 0yn +1yn = 01，加x補(bǔ)右移一位，得P1yn +1 yn = 10 ,加x補(bǔ)右移一位，得P2yn+ 1yn= 01,加-x補(bǔ)右移一位，得P3yn+ 1yn= 11，加 0右移一位，得P4yn + 1yn =",力口 011.11011T 11.11101+ 00.0000011.1110111110111101.1右移一位，得P5yn+ 1yn = 11 ,力口 0最后一步數(shù)據(jù)不移位所以x y補(bǔ)=1.1110111110x補(bǔ)=1.100110, x補(bǔ)=0.011010, y 補(bǔ)=1.100011所以x y補(bǔ)=0.001011110010部分積乘數(shù)ynyn+ 1說(shuō)明00.01101011.11011011.11101100.0000001.1000110+ 00.011010T 00.001101+ 00.