最新计算机组成原理习题答案第二章.docx

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最新计算机组成原理习题答案第二章

１．设机器数的字长８位（含１位符号位），分别写出下列各二进制数的原码、补码和

反码：

０，－０，０．１０００，－０．１０００，０．１１１１，－０．１１１１，１１０１，－１１０１。

解：

真　值原　码补　码反　码

０

－０

０．１０００

－０．１０００

０．１１１１

－０．１１１１

１１０１

－１１０１

００００００００

１０００００００

０．１００００００１．１００００００

０．１１１１０００

１．１１１１０００

００００１１０１

１０００１１０１

００００００００

００００００００

０．１００００００１．１００００００

０．１１１１０００

１．０００１０００

００００１１０１

１１１１００１１

００００００００

１１１１１１１１

０．１００００００１．０１１１１１１

０．１１１１０００

１．００００１１１

００００１１０１

１１１１００１０

　　２．写出下列各数的原码、补码和反码：

７

１６，４

１６，１

１６，±０，－１

１６，－４

１６，－７

１６。

解：

７

１６＝７×２－４＝０．０１１１

４

１６＝４×２－４＝０．０１００

１

１６＝１×２－４＝０．０００１

数据的机器层次表示

3　3真　值原　码补　码反　码

７１６０．０１１１０．０１１１０．０１１１４１６０．０１０００．０１０００．０１００１１６０．０００１０．０００１０．０００１００．０００００．０００００．００００－０１．０００００．００００１．１１１１－１１６１．０００１１．１１１１１．１１１０－４１６１．０１００１．１１００１．１０１１－７１６１．０１１１１．１００１１．１０００　　３．已知下列数的原码表示，分别写出它们的补码表示：

［X１］原＝０．１０１００，［X２］原＝１．１０１１１。

解：

［X１］补＝０．１０１００，［X２］补＝１．０１００１。

４．已知下列数的补码表示，分别写出它们的真值：

［X１］补＝０．１０１００，［X２］补＝１．１０１１１。

解：

X１＝０．１０１００，X２＝－０．０１００１。

５．设一个二进制小数X≥０，表示成X＝０．a１a２a３a４a５a６，其中a１～a６取“１”或“０”：

（１）若要X＞１/２

，a１～a６要满足什么条件？

（２）若要X≥１/８

，a１～a６要满足什么条件？

（３）若要

１/４

≥X＞１

１６，a１～a６要满足什么条件？

解：

（１）X＞１２

的代码为：

０．１００００１～０．１１１１１１。

a１＝１，a２＋a３＋a４＋a５＋a６＝１。

（２）X≥１/８

的代码为：

０．００１０００　　１/８

　…

０．１１１１１１　　６/３

６/４

　　a１＋a２＝０，a３＝１或a１＝０，a２＝１或a１＝１。

计算机组成原理教师用书

3　4（３）１/４

≥X＞１

１６的代码为：

０．０００１０１　　５

６４

　…

０．０１００００　　１/４

　　a１＋a２＋a３＝０，a４＝１，a５＋a６＝１或a１＋a２＝０，a３＝１或a２＝１，a１＋a３＋a４＋a５＋

a６＝０。

６．设［X］原＝１．a１a２a３a４a５a６，

（１）若要X＞－１/２

，a１～a６要满足什么条件？

（２）若要－１/８

≥X≥－１/４

，a１～a６要满足什么条件？

解：

（１）X＞－１/２

的代码为：

１．０００００１　　－１

６４

　…

１．０１１１１１　　－３/１

６４

　　a１＝０，a２＋a３＋a４＋a５＋a６＝１。

（２）－１/８

≥X≥－１/４

的代码为：

１．００１０００　　－１/８

１．００１００１　　－９

６４

　…

１．００１１１１　　－１/５

６４

１．０１００００　　－１/４

　　a１＋a２＝０，a３＝１或a２＝１，a１＋a３＋a４＋a５＋a６＝０。

７．若上题中［X］原改为［X］补，结果如何？

解：

设［X］补＝１．a１a２a３a４a５a６，

（１）X＞－１/２

的代码为：

数据的机器层次表示

　5１．１００００１　　－３１

６４

　…

１．１１１１１１　　－１

６４

　　a１＝１，a２＋a３＋a４＋a５＋a６＝１。

（２）－１８

≥X≥－１４

的代码为：

１．１１００００　　－１/４

１．１１０００１　　－１/５

６４

　…

１．１１０１１１　　－９

６４

１．１１１０００　　－１/８

　　a１?

a２＝１，a３＝０或a１?

a２?

a３＝１，a４＋a５＋a６＝０。

８．一个n位字长的二进制定点整数，其中１位为符号位，分别写出在补码和反码两种情况下：

（１）模数；　　　　　　　　（２）最大的正数；

（３）最负的数；　　　　　　（４）符号位的权；

（５）－１的表示形式；　　　　（６）０的表示形式。

解：

项目补码反码模数Mod２nMod（２n－１）最大的正数２n－１－１２n－１－１最负的数－２n－１－（２n－１－１）

符号位的权２n－１２n－１

－１的表示形式１１１１１１１１１１１１１１１００的表示形式００００００００００００００００

１１１１１１１１　

　９．某机字长１６位，问在下列几种情况下所能表示数值的范围：

计算机组成原理教师用书

3　6（１）无符号整数；

（２）用原码表示定点小数；

（３）用补码表示定点小数；

（４）用原码表示定点整数；

（５）用补码表示定点整数。

解：

（１）０≤X≤（２１６－１）

（２）－（１－２－１５）≤X≤（１－２－１５）

（３）－１≤X≤（１－２－１５）

（４）－（２１５－１）≤X≤（２１５－１）

（５）－２１５≤X≤（２１５－１）

１０．某机字长３２位，试分别写出无符号整数和带符号整数（补码）的表示范围（用十

进制数表示）。

解：

无符号整数：

０≤X≤（２３２－１）。

补码：

－２３１≤X≤（２３１－１）。

１１．某浮点数字长１２位，其中阶符１位，阶码数值３位，数符１位，尾数数值７位，阶码以２为底，阶码和尾数均用补码表示。

它所能表示的最大正数是多少？

最小规格化正数是多少？

绝对值最大的负数是多少？

解：

最大正数＝（１－２－７）×２２３－１＝（１－２－７）×２７＝１２７。

最小规格化正数＝２－１×２－２３＝２－１×２－８＝２－９＝１

５１２。

绝对值最大的负数＝－１×２２３－１＝－１×２７＝－１２８。

１２．某浮点数字长１６位，其中阶码部分６位（含１位阶符），移码表示，以２为底；尾数部分１０位（含１位数符，位于尾数最高位），补码表示，规格化。

分别写出下列各题的二进制代码与十进制真值。

（１）非零最小正数；

（２）最大正数；

（３）绝对值最小负数；

（４）绝对值最大负数。

解：

（１）非零最小正数：

００００００，０，１００００００００；２－１×２－２５＝２－３３。

（２）最大正数：

１１１１１１，０，１１１１１１１１１；（１－２－９）×２２５－１＝（１－２－９）×２３１。

（３）绝对值最小负数：

００００００，１，０１１１１１１１１；－（２－１＋２－９）×２－２５。

（４）绝对值最大负数：

１１１１１１，１，０００００００００；－１×２２５－１＝－２３１。

１３．一浮点数，其阶码部分为p位，尾数部分为q位，各包含１位符号位，均用补码表示；尾数基数r＝２，该浮点数格式所能表示数的上限、下限及非零的最小正数是多少？

写

数据的机器层次表示出表达式。

解：

上限（最大正数）＝（１－２－（q－１））×２２（p－１）－１。

下限（绝对值最大负数）＝－１×２２（p－１）－１。

最小正数＝２－（q－１）×２－２（p－１）。

最小规格化正数＝２－１×２－２（p－１）。

１４．若上题尾数基数r＝１６，按上述要求写出表达式。

解：

上限（最大正数）＝（１－２－（q－１））×１６２（p－１）－１。

下限（绝对值最大负数）＝－１×１６２（p－１）－１。

最小正数＝２－（q－１）×１６－２（p－１）。

最小规格化正数＝１６－１×１６－２（p－１）。

１５．某浮点数字长３２位，格式如下。

其中阶码部分８位，以２为底，移码表示；尾数

部分一共２４位（含１位数符），补码表示。

现有一浮点代码为（８C５A３E００）__________１６，试写出它所表示的十进制真值。

　　　　　　　　０　　　　　７　　８　　９　　　　　　　３

阶码数符尾数

　　解：

（８C５A３E００）１６＝１０００１１０００１０１１０１０００１１１１１０００００００００B，

０．１０１１０１０００１１１１１×２１２＝（１０１１０１０００１１１．１１）２＝（２８８７．７５）１０。

１６．试将（－０．１１０１）２用IEEE短浮点数格式表示出来。

解：

０．１１０１＝１．１０１×２－１。

符号位＝１。

阶码＝１２７－１＝１２６。

１，０１１１１１１０，１０１００００００００００００００００００００。

结果＝BF５０００００H。

１７．将下列十进制数转换为IEEE短浮点数：

（１）２８．７５；

（２）６２４；

（３）－０．６２５；

（４）＋０．０；

（５）－１０００．５。

解：

（１）２８．７５＝１１１００．１１＝１．１１００１１×２４。

符号位＝０。

阶码＝１２７＋４＝１３１。

０，１０００００１１，１１００１１０００００００００００００００００。

计算机组成原理教师用书

3　8结果＝４１E６００００H。

（２）６２４＝１００１１１００００＝１．００１１１００００×２９。

符号位＝０。

阶码＝１２７＋９＝１３６。

０，１０００１０００，００１１１００００００００００００００００００。

结果＝４４１C００００H。

（３）－０．６２５＝－０．１０１＝－１．０１×２－１。

符号位＝１。

阶码＝１２７－１＝１２６。

１，０１１１１１１０，０１０００００００００００００００００００００。

结果＝BF２０００００H。

（４）＋０．０。

结果＝００００００００H。

（５）－１０００．５＝１１１１１０１０００．１＝１．１１１１０１０００１×２９。

符号位＝１。

阶码＝１２７＋９＝１３６。

１，１０００１０００，１１１１０１０００１０００００００００００００。

结果＝C４７A２０００H。

１８．将下列IEEE短浮点数转换为十进制数：

（１）１１００００００１１１１００００００００００００００００００００；

（２）００１１１１１１０００１００００００００００００００００００００；

（３）０１００００１１１００１１００１００００００００００００００００；

（４）０１００００００００００００００００００００００００００００００；

（５）０１０００００１００１０００００００００００００００００００００；

（６）００００００００００００００００００００００００００００００００。

解：

（１）１，１００００００１，１１１００００００００００００００００００００

符号位＝１。

阶码＝１２９－１２７＝２。

１．１１１×２２＝１１１．１B＝７．５。

所以结果＝－７．５。

（２）０，０１１１１１１０，００１００００００００００００００００００００

符号位＝０。

阶码＝１２６－１２７＝－１。

１．００１×２－１＝０．１００１B＝０．５６２５。

数据的机器层次表示

所以，结果＝０．５６２５。

（３）０，１００００１１１，００１１００１００００００００００００００００

符号位＝０。

阶码＝１３５－１２７＝８。

１．００１１００１×２８＝１００１１００１０B＝３０６。

所以，结果＝３０６。

（４）０，１０００００００，０００００００００００００００００００００００

符号位＝０。

阶码＝１２８－１２７＝１。

１．０×２１＝１０B＝２。

所以，结果＝２。

（５）０，１０００００１０，０１０００００００００００００００００００００

符号位＝０。

阶码＝１３０－１２７＝３。

１．０１×２３＝１０１０B＝１０。

所以，结果＝１０。

（６）０，００００００００，０００００００００００００００００００００００

阶码和尾数都等于全０，结果＝０。

１９．对下列ASCII码进行译码：

１００１００１，０１００００１，１１００００１，１１１０１１１

１０００１０１，１０１００００，１０１０１１１，０１００１００

解：

以上ASCII码分别为I，！

，a，w，E，P，W，＄。

２０．以下列形式表示（５３８２）１０。

（１）８４２１码；　　　　　（２）余３码；

（３）２４２１码；　　　　　（４）二进制数。

解：

（１）０１０１００１１１０００００１０。

（２）１００００１１０１０１１０１０１。

（３）１０１１００１１１１１０００１０。

（４）１０１０１０００００１１０。

２１．填写下列代码的奇偶校验位，现设为奇校验：

１０１００００１

０００１１００１

０１００１１１０

解：

３个代码的校验位分别是０，０，１。

计算机组成原理教师用书

4　0２２．已知下面数据块约定：

横向校验、纵向校验均为奇校验，请指出至少有多少位

出错。

a７a６a５a４a３a２a１a０校验位

１００１１０１１→０

００１１０１０１→１

１１０１００００→０

１１１０００００→０

０１００１１１１→０

↓↓↓↓↓↓↓↓

校验位１０１０１１１１

解：

经检测a７和a０列出错，所以至少有两位出错。

２３．求有效信息位为０１１０１１１０的海明校验码。

解：

P5　D８　D７　D６　D５　P4　D４　D３　D２　P3　D１　P2　P1

P１＝D１⊕D２⊕D４⊕D５⊕D７＝０⊕１⊕１⊕０⊕１＝１

P２＝D１⊕D３⊕D４⊕D６⊕D７＝０⊕１⊕１⊕１⊕１＝０

P３＝D２⊕D３⊕D４⊕D８＝１⊕１⊕１⊕０＝１

P４＝D５⊕D６⊕D７⊕D８＝０⊕１⊕１⊕０＝０

P５＝D１⊕D２⊕D３⊕D５⊕D６⊕D８＝０⊕１⊕１⊕０⊕１⊕０＝１

所以，海明校验码＝1０１１０0１１１1０01。

２４．设计算机准备传送的信息是：

１０１０１１００１０００１１１１，生成多项式是X５＋X２＋１，计

算校验位，写出CRC码。

解：

生成多项式X５＋X２＋１＝１００１０１。

首先将准备传送的信息左移５位：

１０１０１１００１０００１１１１０００００。

然后１０１０１１００１０００１１１１０００００÷１００１０１，余数＝１００１１。

所以，CRC码＝１０１０１１００１０００１１１１10011。

__、第五次写作指导

【命题回放】

1一次班级表演，我发现自己竟拥有如此美妙的歌喉；一番书海徜徉，我发现思绪驰骋原来是这样的自由；一回亲友送别，我发现从此多了一份牵挂；一轮朝阳初升，那片辉煌居然洒满我的心头；也可能，一场误会摩擦，我还发现自己并不那么高尚，理智，成熟……行走在这迷惘而美丽的青春路上，我们是否步履匆匆，来不及发现别样的自我？

　请你以“刹那间，我发现了自我”为题，写一篇不少于800字记叙类文章。

2请你以“那一刻，我心如潮水”为题，写一篇不少于800字记叙类文章。

【审题指导】

解读提示语。

本题至少提示我们两方面的信息：

一是文体。

“刹那间”提示要写事件或片断，主要表达方式应该是叙事和描写。

“发现”又要求在叙事中有简短的议论或抒情。

因此这个题目适合写记叙文或叙事散文。

二是题材。

你可以写班级表演、书海徜徉、亲友送别、朝阳初升、误会磨擦……当然，最好还是顺着作文的提示语打开自己的题材库，避免在题材上与其它同学撞车，如看到提示语中的“班级表演”，你是否想到了一次竞选，一个发言，一场辩论，值日的风波，做弊的误会，师生的对话？

写好顿悟。

因为是“刹那间”的发现，所以，能否把你的“顿悟”表现出来，就成了本文成功的一个关键点。

而顿悟，需要一个契机，一个理由。

它可以是一句话，一件事，一个细节，一段回忆，一个联想等。

有了这些触发点，顿悟才会使人信服，不会让人觉得假。

在叙事中，就要有意识地选择好角度，为后面的“顿悟”埋下伏笔。

而后直接表现“顿悟”的议论或抒情部分，宜简短，不能拖泥带水；宜明确，不能含蓄晦涩。

在写作之前，我们可以在草稿纸或在头脑中对题目进行一下改装：

在“自我”前加上一个词，这样会让题目要求更明确，主题更清晰，内容更具体。

可以这样填充：

发现了进取的自我，发现了娇气的自我，发现了勇敢的自我，发现了懦弱的自我，发现了细心的自我，发现了出众的自我……因为是根据自己的生活来填充的，这样写起来可能会更有感觉。

发现自我，就是要写成长过程中自我意识的觉醒与发现。

【例文展示】

刹那间，我发现了自我

望着远处的马路，来来往往的人群，川流不息的车流。

这些，流露出多么繁华的气息。

唯有那幽暗的路灯略显现出“悄怆幽邃”。

独自一人坐在窗边埋头写着作业，想想离中考的日子越来越近了。

笔在手中来回的摇曳。

独处一室的我略显有孤独之感，陪伴我的只有那腰背弯曲的黑影。

初三了，三年来，我到底学会了什么？

懂得了什么？

我不停的问自己。

一声“叮咚”打破了黑夜的宁静。

我一开门竟然发现是爸爸。

爸爸是一位货车司机，由于妈妈患有严重风湿，所以全家都靠爸爸那点微薄的工资来维持生计。

爸爸平时早出晚归，从未这么早的回过家。

厨房传来了妈妈的声音，要吃饭了。

今天的饭菜并没有因为爸爸的早归而改变，仍然是那凉拌青瓜和白粥。

不同的是，那凉拌的青瓜略带有一丝“热意”。

客厅的那根日光灯亮着，可今天格外的亮。

饭后，我和爸爸一同在沙发上看电视，那浅灰的背心已湿透，电视里的人影不停的闪动。

姐姐在收已干的衣服，妈妈则在一旁叠衣服。

不一会儿，在一旁收衣服的姐姐对妈妈说：

“妈，把针线拿过来一下，这衣服有些破了。

”只见妈妈转身走向抽屉。