计算机组成原理与汇编语言程序设计(第2版)(徐洁)习题解答

计算机组成原理与汇编语言程序设计习题及解答第第第第1111章章章章习题一习题一习题一习题一1.什么是程序存储工作方式？答：计算机的工作方式——存储程序工作方式。即事先编写程序，再由计算机把这些信息存储起来，然后连续地、快速地执行程序，从而完成各种运算过程。2.采用数字化方法表示信息有哪些优点？用数字化方法表示信息的优点：（1）抗干扰能力强,可靠性高。（2）依靠多位数字的组合，在表示数值时可获得很宽的表示范围以及很高的精度。（3）数字化的信息可以存储、信息传送也比较容易实现。（4）可表示的信息类型与范围及其广泛，几乎没有限制。（5）能用逻辑代数等数字逻辑技术进行信息处理，这就形成了计算机硬件设计的基础。3.如果有7×9点阵显示出字符A的图像，请用9个七位二进制代码表示A的点阵信息。4.数字计算机的主要特点是什么？1.（1）能在程序控制下自动连续地工作；（2|）运算速度快；（3）运算精度高；（4）具有很强的信息存储能力；（5）通用性强，应用领域及其广泛。5.衡量计算机性能的基本指标有哪些？答：衡量计算机性能的基本指标：（1）基本字长——参加一次运算的数的位数；（2）数据通路宽度——数据总线一次能并行传送的位数；（3）运算速度——可用①CPU的时钟频率与主频，②每秒平均执行指令数，③典型四则运算的时间来表示。（4）主存储器容量——可用字节数或单元数（字数）×位数来表示。（5）外存容量——常用字节数表示。（6）配备的外围设备及其性能。（7）系统软件配置。7.系统软件一般包括哪些部分？列举你所熟悉的三种系统软件。系统软件一般包括操作系统，编译程序、解释程序、各种软件平台等。例如WINDOWS98操作系统，C语言编译程序等，数据库管理系统。8.对源程序的处理有哪两种基本方式？对源程序的处理通常有两种处理方式：解释方式和编译方式。第第第第2222章章章章习题二习题二习题二习题二1.将二进制数(101010.01)2转换为十进制数及BCD码。解：(101010.01)2=(42.25)10=(01000010.00100101)BCD2.将八进制数(37.2)8转换为十进制数及BCD码.解:(37.2)8=(31.25)10=(00110001.00100101)BCD3.将十六进制数(AC.E)转换为十进制数及BCD码.解:(AC.E)16=(172.875)10=(000101110010.100001110101)BCD4.将十进制数(75.34)10转换为8位二进制数及八进制数、十六进制数。解:(75.34)10=(01001011.01010111)2=(213.256)8=(4B.57)165.将十进制数13/128转换为二进制数.解:(13/128)10=(1101/10000000)2=(0.0001101)26.分别写出下列各二进制数的原码、补码，字长（含一位数符）为8位。(1)0(2)-0(3)0.1010(4)-0.1010(5)1010(6)-1010解:原码补码00000000000000000-010000000000000000.10100.10100000.1010000-0.10101.10100001.011000010100000101000001010-101010001010111101107.若X补=0.1010,则X原、真值等于什么?解：X补=0.1010，则X原=0.1010，真值X=0.10108.若X补=1.1010,则X原、真值等于什么?解：X补=1.1010，则X原=1.0110，真值X=-0.01109.某定点小数字长16位，含1位符号，原码表示，分别写出下列典型值的二进制代码与十进制真值。(1)非0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:二进制代码十进制真值(1)非0最小正数0.0000000000000012-15(2)最大正数0.1111111111111111-2-15(3)绝对值最小负数1.000000000000001-2-15(4)绝对值最大负数1.111111111111111-(1-2-15)10.某定点小数字长16位，含1位符号，补码表示，分别写出下列典型值的二进制代码与十进制真值。(1)非0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:二进制代码十进制真值(1)非0最小正数0.0000000000000012-15(2)最大正数0.1111111111111111-2-15(3)绝对值最小负数1.111111111111111-2-15(4)绝对值最大负数1.000000000000000-111.某浮点数字长16位,其中阶码6位,含1位符号位,补码表示,以2为底;尾数10位(含1位数符),补码表示,规格化。分别写出下列各典型值的二进制代码与十进制真值。(1)非0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:二进制代码十进制真值(1)非0最小正数100000,0.100000000(2)最大正数011111,0.111111111(3)绝对值最小负数100000,1.100000000(4)绝对值最大负数011111,1.00000000014.减少指令中一个地址码位数的方法是什么?答:减少指令中一个地址码位数的方法是采用寄存器寻址方式。15.某主存单元的地址码与存储单元内容对应关系如下：地址码存储内容1000HA307H1001H0B3FH1002H1200H1003HF03CH1004HD024H(1)若采用寄存器间接寻址读取操作数，指定寄存器R0的内容为1002H，则操作数是多少？(2)若采用自增型寄存器间接寻址方式(R0)+，R0的内容为1000H，则操作数是多少？指令执行后R0的内容是什么?(3)若采用自减型寄存器间接寻址方式-(R1)+读取操作数，R1的内容为1003H，则操作数是多少？指令执行后R1的内容是什么?(4)若采用变址寻址方式X(R2),指令中给出形式地址d=3H,变址寄存器R2的内容为1000H，则操作数是多少？解:(1)操作数为1200H。(2)操作数为A307H,指令执行后R0的内容1001H。(3)操作数为F03CHH,指令执行后R0的内容1002H。(4)操作数为F03CHH。16.对I/O设备的编址方法有哪几种？请稍作解释。答：对I/O设备的编址方法有两种：外围设备单独编址和外围设备与主存统一编址。外围设备单独编址：为I/O接口中的有关寄存器分配I/O端口地址，一般由地址总线若干低位提供I/O端口地址，从而选择某个寄存器进行读/写。外围设备与主存统一编址。将I/O接口中的有关寄存器与主存单元统一编址,一般由地址码中高端（地址值大）的一段区域分配给I/O端口。17.I/O的设置方法有哪几种？请稍作解释。答：I/O指令的设置方法有三种：（1）设置专用的I/O指令：指令中的操作码明确规定某种输入/输出操作，CPU寄存器号，I/O端口地址。应用于外围设备单独编址方式。（2）用通用的数据传送指令实现I/O操作：应用于外围设备与主存单元统一编址方式。（3）通过I/O处理器或处理机控制I/O操作：应用于采用协处理器或多处理机的系统。第第第第3333章章章章习题三习题三习题三习题三1.试说明串行进位和并行进位的不同之处。答：采用串行进位的加法器，是将n个加法器串接起来。其中的进位是逐级形成的，每一级的进位直接依赖前一级的近位。由于串行进位的延时时间较长，所以速度很慢。采用并行进位的加法器中，各加法器的进位信号仅由进位产生函数Gi与进位传递函数Pi及最低位进位C0决定，而Gi和Pi之与本位的Ai和Bi有关，即Gi与Pi的形成是同时的，因此各级的进位输出Ci也是同时形成的。并行进位有效地减少进位延时时间。3.用变形补码计算[X]补+[Y]补，并指出是否溢出，说明是正溢还是负溢。(1)[X]补=00110011[Y]补=0010110100110011+)0010110101100000[X]补+[Y]补=01100000,符号位为01,为正溢。(2)[X]补=00010110[Y]补=0010010100110110+)0010010101011011[X]补+[Y]补=01011011,符号位为01,为正溢。(3)[X]补=11110011[Y]补=1110110111110011+)1110110111100000[X]补+[Y]补=11100000,符号位为11,结果正确。(4)[X]补=11001101[Y]补=1101001111001101+)1101001110100000[X]补+[Y]补=10100000,符号位为10,为负溢。3.用变形补码计算[X]补-[Y]补，并指出是否溢出，说明是正溢还是负溢。(1)[X]补=00110011[Y]补=00101101解：[-Y]补=1101001100110011+)1101001100000110[X]补-[Y]补=00000110,符号位为00,结果正确。(2)[X]补=00110011[Y]补=11010011解：[-Y]补=0010110100110011+)0010110101000000[X]补-[Y]补=01000000,符号位为01,为正溢。(3)[X]补=00100011[Y]补=00110100解：[-Y]补=1100110000110011+)1100110011111111[X]补-[Y]补=11111111,符号位为11,结果正确。(4)[X]补=00101010[Y]补=11110111解：[-Y]补=0000100100101010+)0000100100110011[X]补-[Y]补=00110011,符号位为00,结果正确。6.用无符号数一位乘法计算X×Y，写出规范的运算过程。（1）X=1001Y=1101（2）X=1101Y=1111(3)X=1010Y=10017.用无符号数不恢复余数法求X÷Y，写出运算过程，分别给出求得的商和余数。(1)X=00101001Y=1011(2)X=00110110Y=1111(3)X=01011010Y=10018.简要解释下列名词术语：微命令，同步控制方式，指令周期，机器周期，时钟周期，时钟脉冲，指令流程，微指令，微程序，微周期，直接控制编码，分段直接译码法，分段间接译码法，增量方式，断定方式，垂直型微指令，水平型微指令。答：微命令——构成控制信号序列的最小单位。例如打开或关闭某个控制门的电位信号，某个寄存器的打入脉冲等。同步控制方式——同步控制方式是这样一种时序控制方式：各种操作都由统一的时序信号同步定时，它的主要特征是有固定的时钟周期划分。这意味着什么时间执行什么操作是事先安排好的。一个基本操作占用一个时钟周期（节拍），某个操作发生的时刻由相应的脉冲边沿定时。指令周期——指令周期是从取指令、分析指令到执行完该指令所需的时间。不同的指令，其指令周期长短可以不同。机器周期——在组合逻辑机控制器中，通常将指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段所需的时间，称为机器周期。例如，取指令周期、存储器读周期、存储器写周期等。时钟周期——一个机器周期的操作一般需分为几步完成。因此，将一个机器周期划分为若干相等的时间段，每个时间段内完成一步基本操作，这个时间段用一个电平信号宽度对应，称为节拍或时钟周期。指令流程——指令流程体现了计算机工作原理中一个核心内容：CPU究竟怎样执行指令流程？一般是给出一条特定的指令，以模型机CPU内部组成为背景，用寄存器传送级语句描述其读取与执行流程。微指令——若干微命令的组合，以编码形式存放在控制存储器的一个单元中，控制实现一步操作。一条微指令的功能就是给出完成指令某步操作所需的微操作控制信号和后继微指令地址。微程序——一条微指令包含的微命令控制实现一步（一个时钟周期）机器操作；若干条微指令组成一小段微程序，解释实现一条机器指令；控制存储器中的微程序能解释实现全部指令系统。微周期——通常指从控制存储器读取一条微命令并执行