計(jì)算機(jī)組成習(xí)題答案

1、個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用計(jì)算機(jī)組成基礎(chǔ)習(xí)題詳解（初稿趙玉松孫德文上海交通大學(xué)軟件學(xué)院2009.3第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論1.1數(shù)字計(jì)算機(jī)和模擬計(jì)算機(jī)的區(qū)別？解：電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)由離散量來表示，是對(duì)離散變量進(jìn)行處理和運(yùn)算的解算裝置。電子模擬計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)由連續(xù)量來表示，是對(duì)連續(xù)變量進(jìn)行運(yùn)算的解算裝置。在電子模擬計(jì)算機(jī)中，變量為連續(xù)變化的直流電壓、電流或電荷。1.2說明馮諾依曼計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想？寫出馮諾依曼計(jì)算機(jī)的主要組成部分？解：馮諾依曼計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想是：提出了“存儲(chǔ)程序”的概念，程序設(shè)計(jì)者按計(jì)算要求編制好程序，將程序和運(yùn)行程序中所用的數(shù)據(jù)以個(gè)人資料整理_僅限

2、學(xué)習(xí)使用二進(jìn)制代碼的形式存入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行程序。使電子計(jì)算機(jī)有了通用性，只要能寫出正確的指令，計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)就無須人工干預(yù)。馮諾依曼計(jì)算機(jī)的主要組成部分是：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中運(yùn)算器和控制器合稱“中央處理機(jī)”或稱為CPU，CentralProcessingUnit），CPU與存儲(chǔ)器（內(nèi)存儲(chǔ)器合稱為“主機(jī)”,而輸入設(shè)備和輸出設(shè)備合稱為“外部設(shè)備”。1.3描述計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程及應(yīng)用范圍？解：電子數(shù)字計(jì)算機(jī)從1946年第一臺(tái)ENIAC機(jī)至今可分為4代：第一代電子管計(jì)算機(jī)；第二代晶體管計(jì)算機(jī)第三代集成電路計(jì)算機(jī)第四代大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍1

3、.4計(jì)算機(jī)軟件的組成？并舉例說明。解：計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助制造和人工智能等。1.5說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及各層次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)？解：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)共分8級(jí)，從L0L7，其中：L0為硬聯(lián)邏輯，實(shí)現(xiàn)微指令的控制時(shí)序，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件的內(nèi)核；L1為微程序控制，根據(jù)機(jī)器指令配備一套微指令，給出微操作控制信號(hào)；L2為機(jī)器語言級(jí)計(jì)算機(jī)，該級(jí)的機(jī)器語言就是該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)；L3為操作系統(tǒng)，為用戶提供一個(gè)操作環(huán)境；L4為匯編語言級(jí)計(jì)算機(jī)，該級(jí)的機(jī)器語言是匯編語言，由相應(yīng)級(jí)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行解釋、執(zhí)行；L5為高級(jí)語言類計(jì)算機(jī)，該級(jí)的機(jī)器語言是各種高級(jí)

4、語言，該級(jí)計(jì)算機(jī)基本上脫離了物理計(jì)算機(jī)，供程序員使用；L6為應(yīng)用語言計(jì)算機(jī)，該級(jí)的機(jī)器語言是面向非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員直接使用的應(yīng)用語言；L7為應(yīng)用系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，是系統(tǒng)總體分析級(jí)，用以建立數(shù)學(xué)模型和算法，確定系統(tǒng)配置。第2章運(yùn)算基礎(chǔ)數(shù)值的機(jī)器級(jí)表示2.1寫出下列十進(jìn)制數(shù)的8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示(154(237(3111(4253(50.1(60.63(70.34(80.21解:(1)+54=00110110B(32+16+6(2)+37=00100101B(32+5+111=01101111B(64+32+15+253=011111101B(2552超過8位補(bǔ)碼范圍+0.1=0.0001101(0.1

5、=12.8/128=13/128個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理_僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理_僅限學(xué)習(xí)使用+0.63=0.1010001B(0.63=80.6/128=81/128+0.34=0.0101100(0.34=43.52/128=44/128+0.21=0.0011011(0.21=26.88/128=27/1282.2轉(zhuǎn)換下列二進(jìn)制數(shù)為十進(jìn)制數(shù)(110111101(210001001(30.1011111(40.0011010(510011001.110011(6111000111解:(1)10111101=189(255642(2)10001001=1

6、37(128+90.1011111=95/128=0.7421875(12732/128(4)0.0011010=13/64=0.20312510011001.110011=153+51/64=153.796875(153=128+16+9,51/64=(6312/64(6)111000111=455(455=511321682.3寫出下列帶符號(hào)數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼和移碼表示(用8位二進(jìn)制代碼表示(1+112(20.625(3-124(4-0.375(5+197(6+0.8125(7-6(803125(9127(101解:(1+112=12715+112=01110000B原+112=0111

7、0000B反+112=01110000B補(bǔ)+112=11110000B移(20.625=0.1010000B0.625=0.625=0.625=0.1010000B原反補(bǔ)小數(shù)無移碼(3-124=(1273=1111100B124=11111100B原124=10000011B反124=10000100B補(bǔ)124=10000100B移(4-0.375=48/128=0.0110000B0.375=1.0110000B原0.375=1.1001111B反0.375=1.1010000B補(bǔ)小數(shù)無移碼(5+197超過8位范圍。無法表示。(6+0.8125=104/128=0.1101000B+0.81

8、25=+0.8125=+0.8125=0.1101000B原反補(bǔ)小數(shù)無移碼(7-66=10000110B原6=11111001B反6=11111010B補(bǔ)6=01111010B移(803125=40/128=0.010100003125=1.0101000B原03125=1.1010111B反03125=1.1011000B補(bǔ)小數(shù)無移碼(9127=1111111127=11111111B原127=10000000B反127=10000000B補(bǔ)127=00000000B移(1011=10000001B原1=11111110B反1=11111111B補(bǔ)1=01111111B移2.4給出以下機(jī)器數(shù)

9、，求其真值(用二進(jìn)制和十進(jìn)制數(shù)表示)(1x=00100111(2x=10101101.原補(bǔ)(3x=01000110(4x=10101101補(bǔ)原(5x=01000110(6x=11010011移移解:(1X=+0100111B=+(32+7=+39(2x=10101101Bx=11010011B補(bǔ)原X=1010011B=(64+16+3=83(3X=+1000110B=64+6=+70(4X=10101101B原X=0101101B=(32+13=45(5x=01000110移x=11000110補(bǔ)X=0111010=58(6x=11010011移x=01010011補(bǔ)X=1010011=832

10、5已知生成多項(xiàng)式為x4+x+1，有效信息為10101011，求CRC校驗(yàn)碼。解:信息數(shù)據(jù)字塊M=10101011共8位）除數(shù)代碼為G=10011即生成多項(xiàng)式G（X=x4+x+1求循環(huán)冗余校驗(yàn)碼二進(jìn)制除法過程如下：10110110100111010101100001001111001100111010110011110001001110110100111010此余數(shù)即所求之循環(huán)冗余碼。R=1010得循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC為10101011101026已知生成多項(xiàng)式為X4+X+1，有效信息為100101011，求CRC校驗(yàn)碼。解:信息數(shù)據(jù)字塊M=100101011共9位）除數(shù)代碼為G=10011即生

11、成多項(xiàng)式G（X=x4+x+1求循環(huán)冗余校驗(yàn)碼二進(jìn)制除法過程如下：100011001100111001010110000100111101110011100001001111000100111011此余數(shù)即所求之循環(huán)冗余碼。R=1011得循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC為1001010111011個(gè)人資料整理_僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理_僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理_僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理_僅限學(xué)習(xí)使用11112.7已知生成多項(xiàng)式為x4+x+1,接收到的CRC校驗(yàn)碼為1001010111101，請(qǐng)檢査有無出錯(cuò)解:循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC為1001010111101除數(shù)為10011進(jìn)行CRC檢查10001100110

12、011100101011110110011110111001110001100111010110011110R=110有錯(cuò)28已知生成多項(xiàng)式為X4+X+1,接收到的CRC校驗(yàn)碼為1001010111010，請(qǐng)檢查有無出錯(cuò)解:循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC為1001010111010除數(shù)為10011進(jìn)行CRC檢查10001100110011100101011101010011110111001110001100111001010011R=1有錯(cuò)個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用第3章數(shù)值的機(jī)器運(yùn)算3.1已知x補(bǔ)和y補(bǔ)的值，用補(bǔ).碼加減法計(jì)算x+

13、y和x-y。(1x=0.11011,y補(bǔ)=0.00011補(bǔ)(2x=0.10111y補(bǔ)=1.00101補(bǔ)(3x=1.01010y補(bǔ)=1.10001補(bǔ)(4x=1.10011y補(bǔ)=0.11001補(bǔ)解:/lrr(1x補(bǔ)=0.11011,y補(bǔ)=0.00011一y補(bǔ)=i.iii0iX+Y補(bǔ)=x補(bǔ)+刃補(bǔ)=00.ii0ii+00.000ii00.iiii0X+Y=+15/16=+0.1111BxY補(bǔ)*補(bǔ)+刃補(bǔ)=00.ii0ii+ii.iii0i00.ii000XY=+12/16=3/4=+0.11B檢驗(yàn)【X=+27/32Y=+3/32X+Y=+(27+3/32=+30/32=0.11110BXY=(273/3

14、2=+24/32=+3/4=0.11B】(2x補(bǔ)=010111,y補(bǔ)=1.00101Y=i.ii0ii原-y補(bǔ)=011011X+Y補(bǔ)=x補(bǔ)+刃補(bǔ)=00.i0iii+ii.00i0iii.iii00X+Y=-0.001B=-1/8X-Y補(bǔ)=x補(bǔ)+-刃補(bǔ)=00.i0iii+00.1101101.10010(上溢XY=1.10010(上溢補(bǔ)【修正：X-Y=-0.01110=-7/16+2=25/16】檢驗(yàn)【X=+23/32Y=-27/32X+Y=(23-27/32=-4/32=-1/8X-Y=(23+27/32=+50/32=25/16(上溢】(3x補(bǔ)=101010,y補(bǔ)=1.10001-y補(bǔ)=.i

15、iiiX+Y補(bǔ)=x補(bǔ)+刃補(bǔ)=ii.0i0i0+ii.i000ii0.ii0iiX+Y=0.11011B=+27/32修正27/32-2=27-64=-37/32XY補(bǔ)=岡補(bǔ)+-y補(bǔ)=ii.0i0i0+00.0iiiiii.ii00iX-Y=-0.00111B=-7/32檢驗(yàn)【X=-22/32=-11/16Y=-15/32X+Y=(-15-22/32=-37/32(下溢X-Y=(-22-(-15/32=-7/32】(4x補(bǔ)=110011,y補(bǔ)=0.11001X=-0.01101=-13/32Y=+0.11001=25/32X+Y=(-13+25/32=12/32=3/8X-Y=(-13-25/3

16、2=-38/32=-19/16(下溢-y補(bǔ)=1.00111X+Y補(bǔ)=x補(bǔ)+刃補(bǔ)=11.10011+00.1100100.01100個(gè)人資料整理_僅限學(xué)習(xí)使用X+Y=0.01100B=3/8xY補(bǔ)=岡補(bǔ)+Ly補(bǔ)=11.10011+11.0011110.11010（下溢XY=0.11010（下溢補(bǔ)【修正：X-Y=13/16-2=-19/16】檢驗(yàn)【X=-0.01101=-13/32Y=+0.11001=25/32X+Y=（-13+25/32=12/32=3/8X-Y=（-13-25/32=-38/32=-19/16（下溢】3.2給出x和y的二進(jìn)制值，用補(bǔ)碼加減法計(jì)算x+y和x-y寫出結(jié)果的二進(jìn)制表

17、示和十進(jìn)制表示），并指出結(jié)果是否溢出以及溢出的類型（建議采用變形補(bǔ)碼什算、(1x=0.10111y=0.11011(2x=0.11101y=0.10011(3x=0.11011y=-0.1010(4x=-0.11111y=0.11011(5x=-0.11011y=0.1010(6x=-0.11010y=-0.11001(7x=-1011101y=+1101101(8x=+1110110y=-1001101(9x=+1101110y=+1010101(10 x=-1111111y=-1101101解：(1)X=0.10111Y=0.11011X=0.10111補(bǔ)Y=0.11011補(bǔ)-Y=1.00

18、101補(bǔ)X+Y補(bǔ)=X補(bǔ)+Y補(bǔ)=00.10111+00.1101101.10010(上溢X+Y上溢XY補(bǔ)=X補(bǔ)-Y補(bǔ)=00.10111+11.0010111.11100X-Y=-0.00100=-1/8檢驗(yàn)【X=23/32Y=27/32X+Y=50/32修正：X+Y=-0.0111=-7/16+2=25/16X-Y=-1/8】X=0.11101Y=0.10011個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用個(gè)人資料整理僅限學(xué)習(xí)使用X=0.11101補(bǔ)Y=0.10011補(bǔ)Y=1.01101補(bǔ)X+Y補(bǔ)=X補(bǔ)+丫補(bǔ)=00.11101+00.1001101.10000(上溢X+

19、Y上溢X丫補(bǔ)=X補(bǔ)Y補(bǔ)=00.11101+11.0110100.01010X-Y=0.01010=5/16檢驗(yàn)【X=29/32Y=19/32X+Y=48/32=3/2修正：X+Y=0.1=1/2+2=1.5XY=10/32=5/16】X=0.11011Y=0.1010=0.11011補(bǔ)Y=1.01100補(bǔ)Y=0.10100補(bǔ)X+Y補(bǔ)二X補(bǔ)+Y補(bǔ)補(bǔ)=00.11011+11.0110000.00111X+Y=7/32XY補(bǔ)=X補(bǔ)Y補(bǔ)=00.11011+00.1010001.01111XY=0.10001=17/32(上溢修正17/32+2=47/32檢驗(yàn)【X=27/32Y=20/32X+Y=7/32XY