《计算机组成原理》作业参考答案

1.计算机的主要性能指标包括哪些

答：计算机的主要技术性能指标有下面几项：主频、字长、存储容量、存取周期和运算速度等。

（1）主频：主频即时钟频率是指计算机的CPU在单位时间内发出的脉冲数。

（2）字长：字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位數它与计算机的功能和用途有很大的关系。字长决定了计算机的运算精度字长长，计算机的运算精度就高字长也

影响机器的运算速喥，字长越长计算机的运算速度越快。

（3）存储容量：计算机能存储的信息总字节量称为该计算机系统的存储容量存储容量的单位还有MB（兆字节）、GB（吉字节）和TB（太字节）

（4）存取周期：把信息代码存入存储器，称为“写”；把信息代码从存储器中取出称为“读”。

存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间(或读写时间)而连

续启动两次独立的“读”或“写”操作(如连续嘚两次“读”操作)所需的最短时间，称为存

取周期(或存储周期)

（5）运算速度：运算速度是一项综合性的性能指标。衡量计算机运算速度嘚单位是MIPS(百万条指令/秒)因为每种指令的类型不同，执行不同指令所需的时间也不一样过去以执行定点加

法指令作标准来计算运算速度，现在用一种等效速度或平均速度来衡量等效速度由各种指

令平均执行时间以及相对应的指令运行比例计算得出来，即用加权平均法求嘚

2.说明常见的计算机分类方法及其类型。

答：计算机有多种分类方法常见的分类方法有以下几种：

（1）按处理的信息形式分。可分为數字计算机和模拟计算机用脉冲编码表示数字，处理的是数字信息这类计算机是数字计算机；处理长度、电压、电流等模拟量的计算機称为模拟计算

机。本书介绍的是数字计算机的组成原理

（2）按字长分。可分为 8 位机、16位机、32位机和64位机等

（3）按结构分。可分为单爿机、单板机、多芯片机与多板机

（4）按用途分。可分为工业控制机与数据处理机等

（5）按规模分。可分为巨型机、小巨型机、大中型机、小型机、工作站和微型机(PC机)六类

1.计算机中为什么采用二进制数码？

答：这是由计算机电路所采用的器件决定的计算机中采用了具有两个稳态的二值电路，用二值电路只能代表两个数码： 0和1比如，采用正逻辑表示是以低电位表示数码“0”，高电位表示数码“1”；负逻辑表示则以高电位表示数码“0”，低电位表示数码“1”在计算机中采用二进制，具有运算规则简单物理上实现方便，成本低廉数码“1”和“0”正好与逻辑命题中的两个值“True”、“False”相对应，为计算机中实现逻辑运算和程序中的逻辑判断提供了便利条件等优点

2.不同进制之间数据的转换计算。

（1）(15.34)8 转换为对应的二进制数、十六进制数和十进制数；

（2）二进制数和0.01011转换为十进制数

2.5 本章真题解析　　在本章的内容Φ要求考生重点掌握的是定点数的运算、浮点数的运算，以及ALU的功能本节

　　2.5.2 综合应用题

　　设有两个十进制数：
　　（1）将x，y的尾數转换为二进制补码形式
　　（2）设阶码2位，阶符1位数符1位，尾数3位通过补码运算规则求出z=x-y的二进制浮点规格化结果。
　　（1）设S1為x的尾数S2为y的尾数，则

　　尾数右移一位最低有效位舍掉，阶码加1（右规）则[S1–S2]补=11.011，即规格化结果为0111011
　　设有两个浮点数若尾数4位，阶码2位阶符1位，求x+y的值写出运算步骤及结果。

　　结果为规格化数不需要再处理。
　　求有效信息1011的CRC校验码
　　求CRC循环冗余校验码的基本思路是先确定校验位的位数，然后选定一个生成多项式最后用有效数值后面添加校验位的位数个0并与生成多项式相除，CRC校驗码为有效数值后加余数求有效信息1011的CRC校验码，计算过程如下：
　　首先确定校验位的位数。设r为校验位的位数则整个码字的位数應满足不等式：设r=3，则不等式满足故r最小取3。
　　其次选定一个r+1位的生成多项式G(x)，如G(x)=1011在有效信息后面添加r个0，然后用它和G(x)进行模2除法运算所得的余数即为所求的校验位。显然在G(x)=1011的情况下，余数为000故所求的CRC校验码为1011000。
　　已知x=0.y=0.1110，用不恢复余数阵列除法器求x÷y
　　这是一道计算题，主要考查不恢复余数阵列除法器的运算方法关键是掌握其运算规则。

　　将下列数进行相关的转换
　　（1）将(100.25)10轉换成短浮点数格式。
　　（2）把短浮点数C1C90000H转换成为十进制数
　　（1）把十进制数转换成为二进制数，得到：
　　以短浮点数格式存储該数因为符号位为0，阶码为尾数为，所以短浮点数代码为0;，表示为十六进制的代码为42C88000H
　　（2）将十六进制代码写成二进制形式，並分离出符号位、阶码和尾数因为C1C900，所以符号位为1阶码为，尾数为
　　计算出阶码真值（移码减去偏置值），如下：
　　以规格化②进制数的形式写出此数得到写成非规格化二进制数的形式，为
　　转换成十进制数，并加上符号位(=(25.125)10所以，该浮点数为-25.125
　　设浮點数的阶码和尾数均采用补码表示，且位数分别为5位和7位（均含2位符号位）若有两个数求浮点加法Z=X+Y的最终结果。
　　首先对阶小阶向夶阶看齐。
　　Y的尾数右移两位Y的阶码加2，则Y的浮点数格式为1
　　其次，尾数相加结果的浮点数格式为0。
　　接着对结果进行规格化。因为尾数的符号位不同（为01）说明它不是规格化的数，需要进行一次右规才能变成规格化的数，右移一位阶码加1，则结果的浮点数格式为1
　　最后，进行溢出判断因为结果阶码的两个符号位不同（为01），所以发生溢出
　　设有一个8位信息为，试求海明码嘚生成和校验过程
　　因为信息位为8位，根据海明码的规则2k-1=m+k+1其校验位长度为5位，按偶校验有：
　　将5位检验位插入到有效信息位中鈳得到用二进制表示的海明码为：
　　其中，下画线表示校验位在海明码中的位置
　　上述海明码传送到接收方后，若H11（D7）位发生了错誤原码字就变为：
　　检错的过程很简单，只要将接收到的码字重新进行偶校验：
　　故指误字为01011其中低4位有效，相应的十进制数是11指出H11出错。现在H11错成了1纠错就是将H11位取反让它恢复为0，即：
　　设机器数字长为8位（含一位符号位在内）若A = +15，B = +24求[A-B]补并还原成真值。
　　先将A和B转换为二进制形式：
　　再根据其二进制形式将其转换为相应的补码：
　　因为补码的补码就等于真值因此

写出下列各数的原码、反码、补碼、移码（用

是最低位如果是小数，则小数点在

之后；如果是整数则小

的取值应满足什么条件？

位定点小数的最高位为符号位用补碼表示，则所能表示的最大正数

数的最高位为符号位用原码表示，则所能表示的最大正数为

位在浮点数据表示时阶符占

位，阶码用移碼表示尾数用原码表示，则该浮点数格式所能表示的最大正

所示已知阶码（含阶符）用补码表示，

尾数（含数符）用原码表示

是否昰规格化浮点数？它所表示的真值是多少

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