计算机组成原理习题 第二章.docx

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计算机组成原理习题第二章

第二章

一．填空题

1.设X=-69，n=8（含符号位），则X的原码为，X的补码为，X的移码为。

2.设机器字长为8位，X=78，Y=-97，则

[X]原=B,[X]补=B

[Y]原=B,[Y]补=B

3.阶码8位（最左一位为符号位），用移码表示，尾数为24位（最左一位为符号位），用规格化补码表示，则它能表示的最大正数的阶码为，尾数为；绝对值最小的负数的阶码为，尾数为。

（以上回答用二进制书写）

4.8位补码定点整数所能表示的绝对值最大的负数（即最负的数）的值为。

5.补码定点小数所能表示的绝对值最大负数的值为。

6.当浮点数的尾数为补码时，其为规格化数应满足的条件为。

7.影响并行加法器速度的关键因素是。

8.向左规格化的规则为：

尾数，阶码。

9.运算器的基本功能是实现和运算。

10在整数定点机中，机器数位补码，字长8位（含2位符号位），则所能表示的十进制数范围为至，前者的补码形式为，后者的补码形式为。

11机器数为补码，字长16位（含1位符号位），用十六进制写出对应于整数定点机的最大正数补码是，最小负数补码是。

12机器数为补码，字长16位（含1位符号位），用十六进制写出对应于小数定点机的最大正数补码是，最小负数补码是。

13在整数定点机中，采用一位符号位，若寄存器内容为10000000，当它分别表示为原码、补码、反码及无符号数时，其对应的真值分别为、、、和。

（均用十进制表示）

14在小数定点机中，采用1位符号位，若寄存器内容为10000000，当它分别表示为原码、补码和反码时，其对应的真值分别为、和（均用十进制表示）

15机器数字长为八位（含一位符号位），当x=-128（十进制）时，其对应的二进制为，[x]原=，[x]反=，[x]补=，[x]移=。

16机器数字长为八位（含一位符号位），当x=-127（十进制）时，其对应的二进制为，[x]原=，[x]反=，[x]补=，[x]移=。

17在整数定点机中，机器数字长为八位（含一位符号位），当x=-1（十进制）时，其对应的二进制为，[x]原=，[x]反=，[x]补=，[x]移=。

18在整数定点机中，机器数字长为八位（含一位符号位），当x=-0（十进制）时，其对应的二进制为，[x]原=，[x]反=，[x]补=，[x]移=。

19机器数字长为八位（含一位符号位），当x=+100（十进制）时，其对应的二进制为，[x]原=，[x]反=，[x]补=，[x]移=。

20机器数字长为八位（含一位符号位），当x=+127（十进制）时，其对应的二进制为，[x]原=，[x]反=，[x]补=，[x]移=。

21采用浮点表示时，若尾数为规格化形式，则浮点数的表示范围取决于的位数，精度取决于的位数，确定浮点数的正负。

22一个浮点数，当其尾数右移时，欲使其值不变，阶码必须。

尾数右移一位，阶码。

23移码常用来表示浮点数的部分，移码和补码除符号位外，其他各位。

24已知寄存器位数为八位，机器数取一位符号位，设其内容为11110101当它代表无符号数时，逻辑左移一位得，逻辑右移一位后得。

当它代表补码时，算数左移一位后得，算数右移一位后得。

25已知寄存器位数为八位，机器数取一位符号位，设其内容为01101100，当它代表无符号数时，逻辑左移一位后得，逻辑右移一位后得。

当它代表补码时，算数左移一位后得，算数右移一位后得。

26已知寄存器位数为八位，机器数为补码（含两位符号位），设其内容为00101101，算数左移一位后得，此时机器数符号位；算数右移一位后得，此时机器数符号位。

27已知寄存器位数为八位，机器数为补码（含两位符号位），设其内容为11001011，算数左移一位后得，此时机器数符号位；算数右移一位后得，此时机器数符号位。

28两个n+1位（含一位符号位）的原码在机器中做一位乘运算，共需做次

操作，最多需做次操作，才能得到最后的乘积，乘积的符号位需。

29设操作数字长16位（不含符号位），机器做原码两位乘运算，共需做次

操作，最多需做次操作，才能得到最后的乘积，乘积的符号位需。

30定点原码除法和定点补码除法均可采用法，但补码除法中参与运算。

31在补码一位乘法中，设[x]补为被乘数，[y]补为乘数，若ynyn+1（yn+1为低位）=00应执行操作，若ynyn+1=01，应执行操作，若ynyn+1=11，应执行操作。

若机器字长为16位（不包括符号位），则补码乘法需要做次操作吗，最多做次操作。

32在补码除法中，设[x]补为被除数，[y]补为除数。

除法开始时，若[x]补和[y]补同号，需做操作，得余数[R]补，若[R]补和[y]补异号，上商，再做操作。

若机器数为八位（含一位符号位），共需上商次，且最后一次上商。

33在补码除法中，设[x]补为被除数，[y]补为除数。

除法开始时，若[x]补和[y]补异号，需做次操作，得余数[R]补，若[R]补和[y]补同号，上商，再做操作。

若机器数为十五位（不包括符号位），共需上商次，且最后一次上商。

34在浮点加减运算中，对阶时需阶向阶看齐，即小阶的尾数向移位，每移一位，阶码，直到两数的阶码相等为止。

35存放在两个寄存器中的n位长补码，欲实现串行加减运算，最基本的电路应有和，前者用来，后者用作次。

若t1和t2分别代表它们的延迟，则执行n位加法所需的时间为，随着n的增加，不变。

36假设机器数字长为32位（不包括符号位），若一次加法需要1us，一次移位需要1us，则完成原码一位乘，原码两位乘，补码一位乘，补码加减交替法（不考虑上商时间）各需、、、时间。

37浮点运算器由和组成，它们都是运算器。

前者只要求能执行

运算，后者要求能运行运算。

38为提高运算器的速度，通常可采用、、和三中方法。

39算术/逻辑运算单元74181ALU可以对位信息完成种运算和种运算。

40进位的逻辑表达式中有和部分，影响速度的是。

41进位链是。

42先行进位是指。

43图2.1所示的定点运算器结构，能完成加、减、乘、除四种算术运算。

设累加器用AC表示，乘商寄存器用MQ表示，数据寄存器用DR表示。

（1）试在三个寄存器中用英文符号标其名称，其中a为，b为，c为。

（2）同时具有左移、右移功能的寄存器为。

（3）用规定的英文符号写出加、减、乘、除四种运算中三个寄存器的配置及操作表达式，加法：

，减法：

，乘法：

，除法：

。

图2.1定点运算器结构

4474181可进行运算，74182称作部件、它可实现之间的先行进位。

一个具有二级先行进位的32位ALU电路需有片74181和片74182。

45当浮点数的尾数部分为0，不论其阶码为何值，机器都把该浮点数当中处理。

二．选择题

1.定点8位字长的字，采用2的补码表示时，一个字所表示的整数范围是。

A.-128~127B．-129~128

C．-127~127D．-128~128

2.一个8位二进制整数，若采用补码表示，且由4个1和4个0组成，则最小值为。

A.-120B．-7

C．-112D．-121

3.在定点机中，下列说法错误的是。

A.除补码外，原码和反码不能表示-1

B．+0的原码不等于-0的原码

C．+0的反码不等于-0的反码

D．对于相同的机器字长，补码比原码和反码能多表示一个负数

4.在浮点数中，当数据的绝对值太小，以至于小于所能表示的数据时，称为浮点数的。

A.下溢B．负下溢

C．负溢D．正下溢

5.设浮点数阶码的基数是8，下列浮点数尾数中规格化数是。

A.11.111000B．00.000111

C．11.101010D．11.111101

6.目前在小型和微型计算机里最有普遍采用的字符编码是。

A.BCD码B．十六进制代码

C．ASCII码D．海明码

7.在串行进位的并行加法器中，影响加法器运算速度的关键因素。

A.门电路的级延迟B．元器件速度

C．进位传递延迟D．各位加法器速度的不同

8.在双符号位判断溢出的方案中，出现正溢出时，双符号位应当为。

A.00B．01

C．10D．11

9.在定点机中执行算术运算时会产生溢出，其原因是。

A.主存容量不够B．操作数过大

C．操作数地址过大D．运算结果无法表示

10.当定点运算发生溢出时，应进行。

A.向左规格化B．向右规格化

C．发出出错信息D．舍入处理

11.X、Y为定点二进制数，其格式为1位符号位，n位数值位。

若采用Booth补码一位乘法实现乘法运算，则最多需要做加法运算的次数是。

A.n-1B．n

C．n+1D．n+2

12.原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此。

A.不存在恢复余数的操作

B．当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作

C．仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作

D．当某一步余数为负时，做恢复余数的操作

13.下列叙述中，错误的是。

A.运算器中通常都有一个状态标志寄存器，为计算机提供判断条件，以实现程序转移

B．补码乘法器中，被乘数和乘数的符号都不参加运算

C．并行加法器中高位的进位依赖于低位

D．在小数除法中，为了避免溢出，要求被除数的绝对值小于除数的绝对值

14用n+1位表示定点数（其中一位为符号位），它所能表示的整数范围是，它所能表示的小数范围是。

A.0<=|N|<=2n-1B.0<=|N|<=2n+1-1

C.0<=|N|<=1-2-（n+1）D0<=|N|<=1-2-n

1532位字长的浮点数，其中阶码8位（含1位阶符），尾数24位（含1位数符），则其对应的最大整数为，最小负数为，最小绝对值为；若机器数采用补码表示，且尾数为规格化形式，则对应的最大正数为，最小正数为，最小负数为。

A.2127（1－2-23）B.-2127（1－2-23）

C.2-129）D.-2+127E.2-128×2-23

F.2-127×2-23

16计算机所有信息以二进制表示，其主要理由是。

A.节省器材B.运算速度快C.物理器件性能所致

17设寄存器内容为10000000，若它等于-128，则为。

A.原码B.补码C.反码D移码

18设寄存器内容为10000000，若它等于-127，则为。

A.原码B.补码C.反码D移码

19补码加减法是指。

A.操作数用补码表示，两数相加减，符号位单独处理，减法用加法代替

B操作数用补码表示，符号位与数值位一起参加运算，结果的符号与加减相同。

C.操作数用补码表示，连同符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，结果的符号在运算中形成。

D操作数用补码表示，由数符决定两数的操作，符号位单独处理。

20在原码两位乘中，符号位单独处理，参加操作的数是。

A.原码B.补码C.绝对值D绝对值的补码

21在补码加减交替除法中，参加操作的数是，商符是。

A.绝对值的补码在形成商值中自动形成

B.补码在形成商值的过程中自动形成

C.补码由两数符号位异或形成

D.绝对值的补码由两数符号位异或形成

22两补码相加，采用一位符号位，则当时，表示结果溢出。

A.最高位有进位

B.最高位进位和次高位进位异或结果为0

C.最高位为1

D最高位进位和次高位进位异或结果为1

23在浮点机中，判断补码规格化形式的原则是。

A.尾数的第一数位为1，数符为1

B.尾数的符号位与第一数位相同

C.尾数的符号位与第一数位不同

D.阶符与数符不同

24设机器数字长8位（含2位符号位），若机器数DAH为补码，则算术左移一位得，算术右移一位得。

A.B4HEDHB.F4H6DH

C.B5HEDHD.B4H6DH

25运算器的主要功能是进行。

A.算术运算B.逻辑运算

C.算术逻辑运算D.初等函数运算

26运算器由许多部件组成，其核心部分是。

A.数据总线B.算术逻辑运算单元

C.累加寄存器D.多路开关

27串行运算器结构简单，其运算规律是。

A.由低位到高位先行进行进位运算

B.由低位到高位先行进行借位运算

C.由低位到高位逐位运算

D.由高位到低位逐位运算

28四片74181和一片74182相配合，具有如下种进位传递功能。

A.行波进位

B.组（小组）内并行进位，组（小组）间并行进位

C.组（小组）内并行进位，组（小组）间并波进位

D.组内行波进位，组间并行进位

29下面有关浮点运算器的描述中，正确的是。

（多项选择）

A.浮点运算器可用两个松散连接的定点运算部件（阶码部件和尾数部件）来实现

B.阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算

C.阶码部件只进行加、减和比较操作

D.尾数部件只进行乘、除操作

30下面有关定点补码乘法器的描述中，正确的句子是。

（多项选择）

A.被乘数的符号和乘数的符号都参加运算

B.乘数寄存器必须具有右移功能，并增设一位附加位，其初态为“1”

C.被乘数寄存器也必须具有右移功能

D.用计数器控制乘法次数

31用八片74181和两片74182可组成。

A.组内并行进位、组间串行进位的32位ALU

B.二级先行进位结构的32位ALU

C.组内先行进位、组间先行进位的16位ALU

D.三级先行进位结构的32位ALU

32浮点数的表示范围和精度取决于。

A.阶码的位数和尾数的机器数形式

B.阶码的机器数形式和尾数的位数

C.阶码的位数和尾数的位数

D.阶码的机器数形式和尾数的机器数形式

33在规格化得浮点表示中，若只将移码表示的阶码改为补码表示，其余部分保持不变，则将会使浮点数的表示范围。

A.增大B.减小C.不变D.以上都不对

34在浮点数加减法的对阶过程中，。

A.将被加（减）数的阶码向加（减）数的阶码看齐

B.将加（减）数的阶码向被加（减）数的阶码看齐

C.将较大的阶码向较小的阶码看齐

D.将较小的阶码向较大的阶码看齐

三问答题

1设浮点数字长16位，其中阶码4位（含1位阶码），尾数12位（含1位数符），将（51/128）+转换成二进制规格化浮点数及机器数（其中阶码采用移码，基值为2，尾数采用补码），并回答此浮点数格式的规格化数表示范围。

2设浮点数字长16位，其中阶码8位（含1位阶符），尾数8位（含1位数符），阶码采用移码表示，基值为2，尾数用补码表示，计算：

（1）机器数为81D0H的十进制数值；

（2）此浮点格式的规格化表示范围。

3设浮点数字长16位，其中阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符），当阶码的基值分别为2和8时：

（1）说明2和8在浮点数中如何表示；

（2）当阶码的尾数均用补码表示，且尾数采用规格化表示时，给出两种情况下所能表示的最大正数真值和非零最小正数真值；

（3）数的表示范围有什么不同？

4简述算术移位和逻辑移位的区别，举例说明。

5讨论三种机器数在算术左移或右移时，对结果的影响（指出何时正确，何时有误）。

6在定点机中采用单符号位，如何判断补码加减运算是否溢出，有几种方案？

7在浮点机中如何判断溢出？

8已知二级制数x=0.1010，y=-0.0110，用原码一位乘法计算[x·y]原，并还原成真值。

9已知二级制数x=-0.1011，y=-0.1101，用补码一位乘法计算[x·y]补。

10已知二级制数x=0.10110，y=-0.11111，用加减交替法计算x÷y，机器数形式自定。

11已知二级制数x=-0.1001，y=-0.1101，用补码加减交替法计算[x÷y]补，并给出商与余数的真值。

12下列叙述中哪些是正确的？

（1）定点补码一位乘法中被乘数也要右移。

（2）n位小数的补码一位乘法（Booth算法），需做n+1次运算，第n+1次不移动。

（3）在定点小数补码一位除法中，为了避免溢出，被除数的绝对值一定要小于除数的绝对值。

（4）被除数和除数在做补码除法时，其符号不参加运算。

（5）补码加减交替法是一种不恢复余数法。

（6）原码两位乘法中的乘积符号由原码的符号位异或操作获得，乘积的数值部分由两补码相乘获得。

（7）浮点运算可由阶码运算和尾数运算两个部分联合实现。

（8）阶码部分只进行阶码的加、减操作。

（9）尾数部分只进行乘法和除法运算。

（10）浮点数的正负由阶码的正负符号决定。

13影响加减运算速度的关键问题是什么？

可采取哪些改进措施？

举例说明。

14试用74181和74182器件设计以下两种方案的32位ALU（只需画出进位之间的联系），并比较两种方案的速度及集成电路片数。

（1）采用单重分组（组内并行进位，组间串行进位）进位结果；

（2）采用双重分钟（二级先行进位）进位结构。