计算机组成原理包健版答案

11．1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？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，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）72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VonNeumann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＝VCC－ICRC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。3ABF图2－41习题2.6图（a）（b）BACDF答：（a）BAF(b)F=AD+C+DB2．7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）DEFGEFBACEFBDCAABDAADF答：EFBBDCAF2．8分析图2－42所示的逻辑电路，列出真值表，说明其逻辑功能。X0X1X2X3A0A1F图2－42习题2.8图F1F2ABC图2－43习题2.9图2.8答：4A1A0X0X1X2X3F00XXXXX001XXXXX110XXXXX211XXXXX3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：ABCF1F20000000110010100110110010101011100111111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）BCDCAABDABF（2）DECECBDCBBAACF答：（1）ABCAF（2）ACECDBBAF2．11简述组合逻辑电路的设计过程。略：52．12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）)15,8,3,0()10,7,6,5,4,2(),,,(mDCBAF。答：(1)ABCDDABCDCABDCBABCDADBCADCBADCBAF＝ABDDBADCBC=ABDDBADCBC图略。(2))(ABCDDCBACDBADCBADCBABCDADBCADCBADCBADCBAF=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？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33．1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)91.6253．2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）44．93756答：2.序号十进制十六进制二进制八进制(1)-282.75-11A.C-100011010.1100-432.6(2)123.467B.71111011.0111173.34(3)-115/512-0.388－0.001110011-0.163(4)44.93752C.F101100.111154.743．3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)000000000000000000000000010000000111111110.00000000.00000000.00000001.00000001.1111111(2)－127111111111000000110000000(3)－0.51.10000001.10000001.0111111(4)－19/1281.00100111.11011011.1101100(5)100011001000110010001100100(6)23/640.01011100.01011100.01011103．4写出下列各机器数的二进制真值X：（1）[X]补=0.1001（2）[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(11)-00000000(6)-0.0100(12)000000003．5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9CHFFH无符号整数+156255原码表示的定点整数-28-127原码表示的定点小数-(2-2-2-5)=0.21875-(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+281273．6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=0B．M0=1C．M1=0D．M1=1E．M0.M1=0.0F．M0.M1=1.1G．M0.M1=0.1或M0.M1=1.0H．M0.M1=1.0答：（1）D；（2）G3．7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,E3．8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＝1.11001×2011111[X]浮＝0,111111,11001Y=23/8=0.10111×22,[Y]浮＝0.10111×2100010[Y]浮＝1,000100,101118（2）[Z]浮=100111110100=－0.10100×2100111Z=－803．9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0~216-1(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+127-2-7×2-1272-7×2-127规格化浮点数(1-2-7)×2+127-1×2+127-0.5＋2-7)×2-1270.5×2-1273．10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*255+127=132010000100001001100000000000000003．11求下列各IEEE754单精度浮点数的十进制真值：（1）43990000H（2）00000000H答：(1)01000011100110010000000000000000X=(-1)0×(1.0011001)×2135-127=(100110010)2=(306)10(2)X=(-1)0×(1.0000000)×20-127=(2-127)103．12在汉字