计算机组成原理包健版答案.doc

1、1 1 1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。 1 2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。 1 3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1 4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 。 1 5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答： 计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1 6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答： 指 CPU一次能处理的数据位数。 它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1 7 什么是存储容量？

2、什么是主存？什么是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放 数据的数量（如字节数）。它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是 CPU 能够通过地址线直接访问的存储器。 如内存等。 辅存指的是 CPU 不能直接访问，必须通过 I/O 接口和地址变换等 方法才能访问的存储器，如硬盘， u盘等。 1 8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。 （ 1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （ 2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （ 3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （ 4）处理器

3、中根据程序的指令指示运算器、存储器和 I/O 设备做什么的部件。 （ 5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （ 6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管 的工艺。 （ 7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （ 8）将高级语言翻译成机器语言的程序。 （ 9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 （ 10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 供选择的词或短语： 1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器（ CPU） 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器 10、 VLSI 答：（ 1） 8， （

4、 2） 3， （ 3） 9， （ 4） 6， （ 5） 2， （ 6） 10， （ 7） 5， （ 8） 4， （ 9） 1， （ 10） 7 2 计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？ 答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。 硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成 1 9 冯诺伊曼 Von Neumann 计算机的主要设计思想是什么？ 略 。 1 10 计算机硬件有哪些部件，各部件的作用是什么？ 略 。 1 11 计算机软件包括哪几类？说明它们的用途。 略 。 1 12 简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层的功能。 略 。 1 13 通过计算机系统的层次结构

5、学习，你对计算机系统有了怎 样的了解？ 略 。 第二章 2 1 数字信号和模拟信号的主要区别是什么？与模拟电路相比，数字电路有何特点？ 略。 2 2 二极管两端需要加多大的电压才使二极管导通？ 答：大于二极管的正向特性存在死区电压 Vr（硅二极管约为 0.7V，锗二极管约为 0.2V） 2 3 三极管何时处于截止状态，何时处于饱和状态？ 答：当输入电压 Vi0， 且 Vi 死区电压 Vr ，三极管处于截止状态。 当输入电压 Vi增大，基极电流 IB、 集电极电流 IC随之 增大，输入电压 VCE VCCICRC不断下降，当 VCE降到 0.7V 以下时，发射结仍正向偏置，集电结则由反向偏置转为

6、正向偏置，此时三极管进入 饱和状态 。 2 4 双极型逻辑门和单极型逻辑分别是怎样形成的？它们各有何特点？ 略 . 2 5 实现逻辑代数的基本运算有哪几种逻辑门？ 答：与，或，非。 2 6 分析图 2 41 所示的逻辑电路图，写出表达式并进行化简。 3 ABF图 2 4 1 习 题 2 . 6 图（ a ）（ b ）BACDF答：（ a） BA F (b) F=AD+C + DB 2 7 请用代数化简法将下列各逻辑表达式化成最简式。 （ 1） BACBCBBAF 答： CBCABAF （ 2） DE F GEFBA CE FBDCAABDAADF 答： EFBBDCAF 2 8 分析图 2 4

7、2 所示的逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能。 X0X1X2X3A0A1F图 2 4 2 习 题 2 . 8 图F1F2ABC图 2 4 3 习 题 2 . 9 图2.8 答： 4 A1 A0 X0 X1 X2 X3 F 0 0 X X X X X0 0 1 X X X X X1 1 0 X X X X X2 1 1 X X X X X3 图 2 42 是一个四选一电路 2 9 分析图 2 43 所示的逻辑电路图，列出真值表，说明其逻辑功能。 答： A B C F1 F2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1

8、1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 图 2 43是一个一位全加器， A, B 为加数和被加数， C为低位进位 , F1 为和， F2为产生的进位。 （图中有错误 ，第 4个与门 的输入 少了 A ） 2 10 请用卡诺图法将下列各逻辑表达式化成最简式。 （ 1） B C DCAA B DABF （ 2） DECECBDCBBAACF 答 ：（ 1） ABCAF （ 2） ACECDBBAF 2 11 简述组合逻辑电路的设计过程。 略： 5 2 12 用与非门设计实现下列函数的组合逻辑电路。 （ 1） )15,14,13,10,7,6,2,0(),( mDCBAF ； （ 2） )15,8,

9、3,0()10,7,6,5,4,2(),( mDCBAF 。 答： (1) A B C DDA B CDCABDCBAB C DADBCADCBADCBAF ABDDBADCBC = ABDDBADCBC 图 略。 (2) )( A BC DDCBACDBADCBADCBABC DADBCADCBADCBADCBAF = DCBBACA = DCBBACA 图 略。 2 13 用一位全加器组成 4 位并行进位加法器，其并行进位电路应该如何实现？ 略。 2 14 请画出 74LS273 的典型用法的接线图。 2 15 什么是三态门？一般应用在什么场合？ 略 2 16 计算机中常用的寄存器有哪些？

10、请说明如何使用？ 略 2 17 请说明 74LS299 的功能及使用方法。 略 2 18 请说明 74LS161 的功能及使用方法。 略 习题 3 3 1 求下列各数的十进制数值： （ 1）（ 267 3） 8 （ 2）（ BD C） 16 （ 3）（ 1011011 101） 2 答： .(1 ) 183.375， (2) 189.75， (3 ) 91.625 3 2 将下列十进制数转化为二进制、八进制和十六进制数据（小数取四位 二进制有效数据）： （ 1） -282 75 （ 2） 123 46 （ 3） -115/512 （ 4） 44 9375 6 答： 2. 序号 十进制 十六进制

11、 二进制 八进制 (1) -282.75 -11A.C -100011010.1100 -432.6 (2) 123.46 7B.7 1111011.0111 173.34 (3) -115/512 -0.388 0.001110011 -0.163 (4) 44.9375 2C.F 101100.1111 54.74 3 3 写出下列各数的原码、反码和补码，机器数长度为 8位： （ 1） 0 （ 2） -127 （ 3） -0.5 （ 4） -19/128 （ 5） 100 （ 6） 23/64 序号 真值 原码 补码 反码 (1) 0 00000000 00000000 00000000

12、10000000 11111111 0.0000000 0.0000000 0.0000000 1.0000000 1.1111111 (2) 127 11111111 10000001 10000000 (3) 0.5 1.1000000 1.1000000 1.0111111 (4) 19/128 1.0010011 1.1101101 1.1101100 (5) 100 01100100 01100100 01100100 (6) 23/64 0.0101110 0.0101110 0.0101110 3 4 写出下列各机器数的二进制真值 X： （ 1） X补 =0.1001 （ 2）

13、X补 =1.1001 （ 3） X原 =0.1101 （ 4） X原 =1.1101 （ 5） X反 =0.1011 （ 6） X反 =1.1011 （ 7） X移 =0,1001 （ 8） X移 =1,1001 （ 9） X补 =1,0000000（ 10） X反 =1,0000000（ 11） X原 =1,0000000 （ 12） X移 =1,0000000 答： (1) +0.1001 (7) - 0111 (2) -0.0111 (8) 1001 (3) +0.1101 (9) - 10000000 (4) -0.1101 (10) - 01111111 (5) +0.1011 (1

14、1) - 00000000 (6) -0.0100 (12) 00000000 3 5 设某机器数字长为 8 位，有两个数的 16 进制表示形式为 9CH 和 FFH，问：若它们分别表示为下列格式的机器数时，其对应 的十进制真值是多少？ （ 1） 无符号整数； 7 （ 2） 原码表示的定点整数； （ 3） 原码表示的定点小数； （ 4） 补码表示的定点整数； （ 5） 补码表示的定点小数； （ 6） 反码表示的定点整数； （ 7） 移码表示的定点 整 数。 答： 数 9CH FFH 无符号整数 +156 255 原码表示的定点整数 -28 -127 原码表示的定点小数 -(2-2-2-5)=0

15、.21875 -(1-2-7) 补码表示的定点整数 -100 -1 补码表示的定点小数 -(2-1+2-2+2-5)=0.78125 -2-7 反码表示的定点整数 -99 -0 移码表示的定点 整 数 +28 127 3 6 假设某规格 化浮点数的尾数表示形式为 M0.M1 Mn，选择正确的答案写在横线上： （ 1） 若尾数用原码表示，则尾数必须满足 。 (2)若尾数用补码表示，则尾数必须满足 。 A M0=0 B M0=1 C M1=0 D M1=1 E M0.M1=0.0 F M0.M1=1.1 G M0.M1=0.1 或 M0.M1=1.0 H M0.M1=1.0 答：（ 1） D ；（

16、 2） G 3 7 浮点数的表示范围取决于 的位数，浮点数的表示精度取决于 的位数， 浮点数的正负取决于 ， 在浮点数的表示中是隐含规定的。 A数符 B阶符 C尾数 D阶码 E阶码的底 答： D, C, A, E 3 8 设一浮点数格式为：字长 12 位，阶码 6 位，用移码表示，尾数 6 位，用原码表示， 阶码在前，尾数（包括数符）在后， 则按照该格式： (1)已知 X=-25/64， Y=2.875，求数据 X、 Y 的规格化的浮点数形式。 (2)已知 Z的浮点数以十六进制表示为 9F4H，则求 Z 的十进制真值。 答： 0.875=7/8 （ 1） X= 0.11001 2-1, X 浮

17、 1.11001 2011111 X 浮 0,111111,11001 Y=23/8=0.10111 22 , Y 浮 0.10111 2100010 Y 浮 1,000100,10111 8 （ 2） Z浮 = 1001 1111 0100 = 0.10100 2100111 Z= 80 3 9 设一机器数字长 16位，求下列各机器数的表示范围： （ 1） 无符号整数； （ 2） 原码表示的定点整数； （ 3） 补码表示 的定点整数； （ 4） 补码表示的定点小数； （ 5） 非规格化浮点表示，格式为：阶码 8 位，用移码表示，尾数 8 位，用补码表示（要求写出最大数、最小数、最大负数、最小

18、正数）； （ 6） 上述浮点格式的规格化浮点表示范围（要求写出最大数、最小数、最大负数、最小正数）。 6答： 机器字长 16 位， 下列各术的表示范围 (1) 无符号整数 0216-1 (2) 原码定点整数 (215-1) +215 1 (3) 补码定点整数 215 +215 1 (4) 补码定点小数 1 + 1 2-15 (5)、 (6) 阶码八位，移码表示，尾数 8 位，补码表示 最大数 最小数 最大负数 最小正数 非规格化 浮点数 (1-2-7) 2+127 -1 2+127 -2-7 2-127 2-7 2-127 规格化 浮点数 (1-2-7) 2+127 -1 2+127 -0.5

19、 2-7 ) 2-127 0.5 2-127 3 10 将下列十进制数转换为 IEEE754 单精度浮点数格式： （ 1） 36 75 （ 2） 35/256 答： 36 75=100100.11=1.0010011*25 5+127=132 0 10000100 00100110000000000000000 3 11 求下列各 IEEE754 单精度浮点数的十进制真值： （ 1） 43990000H （ 2） 00000000H 答： (1) 0 10000111 00110010000000000000000 X=(-1)0 (1.0011001) 2135-127=(100110010

20、)2=(306)10 (2) X=(-1)0 (1.0000000) 20-127=(2-127)10 3 12 在汉字系统中，有哪几种编码？它们各自有什么作用？ 略。 9 3 13 汉字库中存放的是汉字的哪一种编码？汉字库的容量如何计算？ 答：汉字库中存放的是汉字字模码 。 汉字库的容量 可按下列： 存储每个汉字 字 模点阵所需的字节数汉字数点阵方法数。 3 14 在一个应 用系统中，需要构造一个包含了 100 个汉字的汉字库，假设采用 1616 的汉字字形，问：该汉字库所占存储容量是多少字节？一篇由 50 个汉字构成的短文，需要占用多少字节的存储容量来存储其纯文本？ 答： 16 2 100

21、 3200 字节； 2 50 100 字节。 3 15 汉字系统的几种编码中，对于某个汉字来说，是 惟一的。 A. 输入码 B. 字模码 C. 机内码 答： C。 3 16 若下面的奇偶校验码均正确，请指出哪些是奇校验码，哪些是偶校验码。 （ 1） 10110110 （ 2） 01111110 （ 3） 11011000 （ 4） 10100001 答：奇校验码：（ 1）、（ 4）；偶校验码：（ 2），（ 3）。 3 17 在 7 位的 ASCII 码的最高位前面添加一位奇（偶）校验位后，即可构成 8 位的ASCII 码的奇（偶）校验码。假设字符 “A” 的这样的奇（偶）校验码为 41H，则它

22、是 （ 1） ；字符 “ C” 的这样的（ 1）是 （ 2） 。 （ 1）： A. 奇校验码 B. 偶校验码 （ 2）： A. 43H B. 87H C. C3H D. 86H 答：（ 1） B; （ 2） C。 3 18 对于 3.6.2 节所介绍的 k=8， r=4 的能纠错一位的海明码，若编码为100110111100，试判断该海明码是否有误，若有，请纠正，并写出其 8 位正确的有效信息。 答： 10000111 3 19 试设计有效信息为 10 位的能纠错一位的海明码的编码和译码方案，并写出有效信息 0110111001 的海明码。 答： k=10， r=4 的海明码的排列如下： 编码

23、 : H14 H13 H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 D10 D9 D8 D7 D6 D5 P4 D4 D3 D2 P3 D1 P2 P1 P4= D10 D9 D8 D7 D6 D5 P3= D10 D9 D8 D4 D3 D2 P2= D10 D7 D6 D4 D3 D1 P1= D9 D7 D5 D4 D2 D1 译码 : S4=P4 D10 D9 D8 D7 D6 D5 S3=P3 D10 D9 D8 D4 D3 D2 S2=P2 D10 D7 D6 D4 D3 D1 S1=P1 D9 D7 D5 D4 D2 D1 10 指误字： S4S3

24、S2S1 效信息 0110111001 的海明码 : 01101101001110 3 20 在 3.6.2 节所介绍有效信息为 8 位的能纠错一位的海明码基础上，思考如何改进，使其能够达到检错两位并能纠错一位的校验能力。 答： 略 设生成多项式为 X3+X+1（即 1011B），请计算有效数据 10101 的 CRC 编码。 答： 101010101 3 21 试分析 3.3 节介绍的三种奇偶校验、海明校验和 CRC 校验三种校验码的检错纠错能力，它们的码距各为多少？ 答： 奇偶校验码只能检错，可检单个、奇数个错，码距； 海明校验可以 纠一位错。 CRC校验可以纠一位错。 3 22 在 Mo

25、torola 系列的微处理器中，数据存放在内存的规则是高位字节存放在低地址单元的，对照图 3.10 写出各数据在这种情况下的存储方式。 略 习题 4 4.1 设 X=0.1101， Y= -0.0110，求： （ 1） X补 （ 2） -X补 （ 3） 2X补 （ 4） -2X补 （ 5） X/2补 （ 6） -X/2补 （ 7） Y补 （ 8） -Y补 （ 9） 2Y补 （ 10） -2Y补 （ 11） Y/2补 （ 12） -Y/2补 （ 13） -Y/4补 1. （ 1） X补 = 0.1101 （ 2） -X补 = 1.0011 （ 3） 2X补 = 0.1010 溢出 （ 4） -2X补 = 1.0110 溢出 （ 5） X/2补 = 0.0110 注意： 参见 P109 中的补码算术移位规则，以及 P110 的例 4.4 （ 6） -X/2补 = 1.1001 （ 7） Y补 = 1.1010 （ 8） -Y补 = 0.0110 （ 9） 2Y补 =1.0100 （ 10） -2Y补 =0.1100 （ 11） Y/2补 =1.1101