《計算機(jī)組成原理第五版白中英詳細(xì)作業(yè)參考答案解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《計算機(jī)組成原理第五版白中英詳細(xì)作業(yè)參考答案解析（28頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、WORD格式 編輯整理 第2章作業(yè)參考答案 1、 (1) -35(=23) 16 (2)127 (3)-127 ⑷-1 [-35]原=10100011 [127]原=01111111 [-127]原=11111111 [-1] 原 =10000001 反 [-35]反=11011100 [127]反=01111111 [-127] 反=10000000 [-1] 專業(yè)知識分享 =11111110 [-35]補(bǔ)=11011101 [127]補(bǔ)=01111111 [-127]補(bǔ)=10000001 [-1]

2、=11111111 2 當(dāng)a7=0時，x_0,滿足x>-0.5的條件，即：若a7=0, a6、a0可取任意值 當(dāng)a7=1時，x<0，若要滿足x>-0.5的條件，則由補(bǔ)碼表示與其真值的關(guān)系，可 知： 6 x = T …二 佝 2口）= -1 a6 2 ? a5 2 2 a3 2“ a2 ” 2厘 a1 ? 2止 a0 2^ i =0 要使x>-0.5 ，所以要求a6=1，并且a5、ao不能全部為0 所以，要使x>-0.5，則要求a7=0；或者a7= a6=1，并且a^ a0至少有一個為1 由題目要求可知，該浮點數(shù)的格式為： 31 30 23 22 0 S

3、E（移碼表示） M（補(bǔ)碼表示） 注：由于S是數(shù)符，已表示了尾數(shù)的符號，所以為了提高表示精度， M（23位）不 必存儲符號位，只需存小數(shù)點后面的有效數(shù)值位即可。 ⑴最大數(shù)的二進(jìn)制表示為：0 11111111 1 111……111（23個1） ⑵ 最小數(shù)的二進(jìn)制表示為：1 11111111 0 000……000（2 3個0） （3）非IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)碼表示的規(guī)格化數(shù)是指其最高有效位與符號位相反 故有： 最大正數(shù)為： 0 11111111 1 111… …111(23 個 1)=+(1-2 -23) 2127 最小正數(shù)為： 0 00000000 10 0

4、0… 128 …000(2 2 個 0)=+0.5 2- 最大負(fù)數(shù)為： 1 00000000 01 11… 23 128 …111(22 個 1)=-(0.5+2 - ) 2- 最小負(fù)數(shù)為： 1 11111111 0 000… 127 …000(2 3 個 0)=-1 2 所以其表示數(shù)的范圍是：+0.5 2128、+(1-2 -23) 2127 以及-1 2127—(0.5+2 -23) 2-128 4、IEEE754標(biāo)準(zhǔn)32位浮點的規(guī)格化數(shù)為 S E-127 X=(-1)匯 1M2 (1) 27/64 27/64=27 2-6=(11011)

5、2 2-6=(1.1011) 2 2-2 所以 S=0, E=e+127=125=(01111101)，M=1011 32位的規(guī)格化浮點數(shù)為： 00111110 1 1011000 00000000 00000000，即十六進(jìn)制的(3ED80000)16 (2) -27/64 -2 -27/64=-(1.1011) 2 2 所以 S=1, E=e+127=125=(01111101》, M=1011 32位的規(guī)格化浮點數(shù)為： 10111110 1 1011000 00000000 00000000，即十六進(jìn)制的(BED80000)i6 5、［x+y］補(bǔ)=兇補(bǔ)+［y］補(bǔ) (1

6、)x=11011，y=00011 ［x+y］補(bǔ)=0011011+0000011=0011110;沒有溢出，x+y=11110 ⑵x=11011，y=-10101 ［x+y］補(bǔ)=0011011+1101011=0000110; 0 0 1 1 0 1 1 + 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 沒有溢出，x+y=00110 (3) x=-10110，y=-00001 ［x+y］補(bǔ)=1101010+1111111=1101001;沒有溢出,x+y=-10111 & ［x-y］補(bǔ)二［x］補(bǔ)+［-y］補(bǔ) (1)x=11011，y=-11111 ［-y］補(bǔ)=0

7、011111 ［x-y］補(bǔ)=0011011+0011111=0111010; WORD格式 編輯整理 0 0 1 1 0 1 1 + 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 正溢出，x-y=+111O1O ⑵x=10111 , y=11011 [-y]補(bǔ)=1100101 [x-y]補(bǔ)=0010111+1100101=1111100; 0 0 1 0 1 1 1 + 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 沒有溢出，x-y=-00100 ⑶x=11011 , y=-10011 [-y]補(bǔ)=0010011 x-y=+ 101110

8、 [x-y]補(bǔ)=0011011+0010011=0101110;正溢出, 7、 (1)x=11011 , y=-11111 用原碼陣列乘法器 1 1 0 1 1 漢 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 ［x y］符號=0 二 1=1 所以［x y］原=1 1101000101 用直接補(bǔ)碼陣列乘法器：［x］補(bǔ)=011011, ［y］補(bǔ)=100001 (0) 1 1 0 1 1 漢 (1) 0 0 0 0 1 (0) 1 1 0 1 1 (0) 0 0 0

9、0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 0 (1) (1) (0) (1) (1) ［x y］補(bǔ)=1 0 (1) (1) 0 (1) (1) 1 1 0 1 1 將乘積中的 符號位 用負(fù)權(quán)表示， 其他的負(fù)權(quán)位化為正 權(quán)，得： 0010111011 ⑵ x=-11111 ，y=-11011 用原碼陣列乘法器 1 1 3 1 1 專業(yè)知識分享 WORD格式 編輯整理 漢 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

10、 1 0 0 0 1 0 1 ［x y］符號=1 二 1=0 所以［x y］原=0 1101000101 用直接補(bǔ)碼陣列乘法器：［x］補(bǔ)=100001, ［y］補(bǔ)=100101 (1) 0 0 0 0 1 戰(zhàn) ⑴0 0 1 0 1 (1) 0 0 0 0 1 (0) 0 0 0 0 0 (1) 0 0 0 0 1 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 1 (0) (0) (0) (0) (1) ［x y］補(bǔ)=0 1 0 0 (1) (1) 0 0 0 1 0 1 將乘積中的 符號位 用負(fù)權(quán)表示， 其他的負(fù)權(quán)位化為正 權(quán)，得： 1101000101

11、 8、 ⑴ x=11000 , y=-11111 用原碼陣列除法器計算，符號位單獨處理，商的符號位 =0二1=1 設(shè)a=(|x| 2-5)，b=(|y| 2-5)，貝U a，b均為正的純小數(shù)，且 x*y的數(shù)值=(a寧b); 余數(shù)等于(a寧b)的余數(shù)乘以25 下面用不恢復(fù)余數(shù)法的原碼陣列除法器計算 a-b 5 5 ［a］補(bǔ)=［兇 2］補(bǔ)=0.11000，［b］補(bǔ)=［|y| 2］補(bǔ)=0.11111，［-b］補(bǔ)=1.00001 過程如下： 0. 1 1 0 0 0 +［-b］補(bǔ) 1. 0 0 0 0 1 1. 1 1 0 0 1 余數(shù)為負(fù)，商為0 1. 1 0 0 1 0

12、——余數(shù)和商左移一位(0) +［b］補(bǔ) 0. 1 1 1 1 1 0. 1 0 0 0 1 ――余數(shù)為正，商為1 1. 0 0 0 1 0 ——余數(shù)和商左移一位(01) +［-b］補(bǔ) 1. 0 0 0 0 1 0. 0 0 0 1 1 ——商為1 0. 0 0 1 1 0 ——(011) +［-b］補(bǔ) 1. 0 0 0 0 1 1. 0 0 1 1 1 ——商為0 0. 0 1 1 1 0 ——(0110) +［b］補(bǔ) 0. 1 1 1 1 1 專業(yè)知識分享 WORD格式 編輯整理 1. 0 1 1 0 1 ——商為0 0. 1 1 0 1 0 ——(011

13、00) +［b］補(bǔ) 0. 1 1 1 1 1 1. 1 1 0 0 1 ——商為 0——(011000) 即：a十b勺商為0.11000; 余數(shù)為1.11001 2-5，因為1.11001為負(fù)數(shù)，加b處理為正數(shù)， 1.11001+b=1.11001+0.11111 =0.11000，所以 a-b的余數(shù)為 0.11000 2-5 所以，(x - y)的商=-0.11000，原碼為：1.11000 ;余數(shù)為 0.11000 ⑵ x=-01011 ，y=11001 商的符號位=仁0=1 設(shè)a=|x| 2-5，b=|y| 2-5，則a，b均為正的純小數(shù)，且 x — y的數(shù)值=a- b

14、;余數(shù)等 于(a — b)的余數(shù)乘以25 下面用不恢復(fù)余數(shù)法的原碼陣列除法器計算 a—b 5 5 ［a］補(bǔ)=［兇 2-］補(bǔ)=0.01011，［b］補(bǔ)=［|y| 2］補(bǔ)=0.11001，［-b］補(bǔ)=1.00111 過程如下： 0. 0 1 0 1 1 +［-b］補(bǔ) 1. 0 0 1 1 1 1. 1 0 0 1 0 余數(shù)為負(fù)，商為0 1. 0 0 1 0 0 ——余數(shù)和商左移一位(0) +［b］補(bǔ) 0. 1 1 0 0 1 1. 1 1 0 1 0 ——余數(shù)和商左移一位(00) +［b］補(bǔ) 0. 1 1 0 0 1 0. 1 0 0 1 1 商為1

15、 1. 0 0 1 1 0 ——(001) +［-b］ 補(bǔ) 1 0 0 1 1 1 0. 0 1 1 0 1 商為1 0. 1 1 0 1 0 ——(0011) +［-b］ 補(bǔ) 1 0 0 1 1 1 0. 0 0 0 0 1 商為1 0. 0 0 0 1 0 ——(00111) +［-b］ 補(bǔ) 1 0 0 1 1 1 1. 0 1 0 0 1 ——商為 0——(001110) 即：a*b勺商為0.01110; 余數(shù)為1.01001 2-5，因

16、為1.01001為負(fù)數(shù)，加b處理為正數(shù)， 1.01001+b=1.01001+0.11001 =0.00010，所以 a-b的余數(shù)為 0.00010 2-5 所以，(x - y)的商=-0.01110，原碼為：1.01110 ;余數(shù)為 0.00010 9、 011 010 (1)x=2 - 0.100101，y=2- (-0.011110) Ex=-011，日=-010，所以［EX 補(bǔ)=1101, ［Ey］補(bǔ)=1110 MX=0.100101，M=-0.011110，所以［Mx］補(bǔ)=0.100101，［My］補(bǔ)=1.100010 ［x］浮=1101 0.100101 ，［y］浮=

17、1110 1.100010 ExVEy, Ey-Ex = E y+(-Ex)=111O+OO11=OOO1 對階后［x］浮=1110 O.O1OO1O (1) , ［y］浮=1110 1.1OOO1O 對階后的尾數(shù)相加： M+M=O.O1OO1O(1) +1.1OOO1O O. O 1 O O 1 O (1) + 1. 1 O OO 1 O 1. 1 1 O 1 O O (1) x+y=1.11O1OO(1) 20. 1 1 0 0 0 0 (1) x-y=0.110000(1) 21110，已經(jīng)是規(guī)格化數(shù)，采用0舍1入法進(jìn)行舍入處理： x-y=0.110001 2

18、，即： -2 x-y=0.110001 2 101 100 ⑵x=2 - (-0.010110) ，y=2- (0.010110) Ex=-1O1，Ey=-100，所以［EX 補(bǔ)=1011，［Ey］補(bǔ)=1100 M=-0.010110，M=0.010110，所以［Mx］補(bǔ)=1.101010，［My］補(bǔ)=0.010110 ［x］浮=1011 1.101010，［y］浮=1100 0.010110 Ex

19、11O 2 對階后的位數(shù)相減：MX-My=M+(-My)=O.O1OO1O (1) +O.O1111O O. 0 1 0 0 1 0 (1) + 0. 0 1 1 1 1 0 對階后的尾數(shù)相加：MX+M=1.11O1O1+O.O1O11O 1. 1 1 O 1 O 1 + 0. 0 1 0 1 1 0 O. 0 0 1 0 1 1 x+y=0.001011 21100,化為規(guī)格化數(shù)(左移 2 位)為：x+y=0.101100 21010，即: -6 x+y=0.101100 2 對階后的位數(shù)相減： WMv=M+(-My)=1.110101+1.101010 1. 1 1

20、 0 1 0 1 + 1. 1 0 1 0 1 0 專業(yè)知識分享 WORD格式 編輯整理 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 ⑵ 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 所以，x y =-0.01110101 20111，規(guī)格化處理(左移一位)，并采用0舍1入法進(jìn)行 舍入： x y =-0.111011 20110 即：23 漢13〔2鐵―？ 丫=-0.111011 煜 16丿］i 16丿」 專業(yè)知識分享 將x、y化為規(guī)格化數(shù): 13 上 Ex=1110 Ey=0011 M= 1101 2

21、=0.011010， 32 15 M= 1111 2^ =0.111100， 16 Ex-Ey=Ex+(-Ey)=1110+1101=1011 [x :y]符=0二0=0,下面用加減交替法計算尾數(shù) MT M: ［Mx］補(bǔ)=0.011010，［My］補(bǔ)=0.111100，［-My］補(bǔ)=1.000100 0. 0 1 1 0 1 0 +［-My］補(bǔ) 1. 0 0 0 1 0 0 0. 1 1 1 1 0 0 ——余數(shù)和商左移一位(0) +[My]補(bǔ) 0. 1 1 1 1 0 0 1. 1 1 1 0 0 0 余數(shù)為負(fù)，商為0 1. 1 1 0 0 0 0 ——余數(shù)和商左移一

22、位(00) +[My]補(bǔ) 0. 1 1 1 1 0 0 0. 1 0 1 1 0 0 余數(shù)為正，商為1 1. 0 1 1 0 0 0 ——余數(shù)和商左移一位(001) +[-My]補(bǔ) 1. 0 0 0 1 0 0 0. 0 1 1 1 0 0 ——商為1 0. 1 1 1 0 0 0 ——(0011) +[-My]補(bǔ) 1. 0 0 0 1 0 0 1. 1 1 1 1 0 0 ——商為0 1. 1 1 1 0 0 0 ——(00110) +[My]補(bǔ) 0. 1 1 1 1 0 0 0. 1 1 0 1 0 0 ——商為1 1. 1 0 1 0 0 0 ——(001101

23、) +[-My]補(bǔ) 1. 0 0 0 1 0 0 0. 1 0 1 1 0 0 ——商為1 1. 0 1 1 0 0 0 ——(0011011) +[-My]補(bǔ) 1. 0 0 0 1 0 0 0. 0 1 1 1 0 0 ——商為 1 ——(00110111) Mx My的商為0.0110111，余數(shù)為0.011100 2-7,由于x化為0.01101(Mx)是尾數(shù) 右移2位才得到，所以 x y真正的余數(shù)是0.011100 2-7再尾數(shù)左移2位，即 ■9 ?10 0.011100 2 =0.111000 2 所以，x y 的商為：0.0110111 21011 ，規(guī)格化處理后

24、為： 0.110111 21010=0.110111 2-6，余數(shù)為 0.111000 2-10 11、 不考慮181ALU的函數(shù)發(fā)生器，而是從簡單的全加器出發(fā)，貝 若設(shè)4位的二進(jìn)制數(shù)為 A=AAAAp, B=BBB1Bq,并設(shè)G=AB，R=A二B，由全加器 進(jìn)位輸出的邏輯函數(shù) C+1=AB+C（Ai二B）可知： （由于進(jìn)位輸出函數(shù)還可以寫成 C+1=AB+G（Ai+B），故R=A+B也可） （1） 串行進(jìn)位方式： Ci=A3B0+O（A好 B）=Go+RO C=A B1+C（A1十 B1）=G+PQ C3=A2B2+C（A好 B）=G+PO G=ABs+C（A好 b）=

25、G3+P3O （2） 并行進(jìn)位方式： C1=G+PO G=G+PC =G+P （Go+RC）=G1+PG+PRC> G=G+PO=G+P2（G1+PG+P RC0）=G2+F2G+F2P1G+PPi PO G=G+F3C3=G+F3G+F3P2G+F3P2PG+F3F2PF0C0 12、 WORD格式 編輯整理 ⑴-5 2 -5=-(101) 2=-(1.01) 2 2 所以 S=1 E=e+127=2+127=129=(81)6=(10000001) 2 M=(010 0000 0000 0000 0000 0000) 2 故浮點格式為： 1 100000

26、01 010 0000 0000 0000 0000 0000，用十六進(jìn)制表示為: ⑵-1.5 -1.5=-(1.1) 2=-(1.1) 2 20 所以 S=1 E=e+127=0+127= (7F)16=(01111111) 2 M=(100 0000 0000 0000 0000 0000) 2 故浮點格式為： 1 01111111 100 0000 0000 0000 0000 0000，用十六進(jìn)制表示為: ⑶384 8 384=(180) 16=(1 1000 0000) 2=(1.1) 2 2 所以 S=0 (C0A00000)16 (BFC00000)

27、16 E=e+127=8+127=135= (87)16=(10000111)2 M=(100 0000 0000 0000 0000 0000) 2 專業(yè)知識分享 WORD格式 編輯整理 (43C00000) 16 (3D800000)16 (BD000000)16 故浮點格式為： 0 10000111 100 0000 0000 0000 0000 0000，用十六進(jìn)制表示為: ⑷ 1/16 -4 1/16= (1.0) 2 2 所以 S=0 E=e+127=-4+127= (7B) 16=(01111011)2 M=(000 0000 0000

28、 0000 0000 0000) 2 故浮點格式為： 0 01111011 000 0000 0000 0000 0000 0000，用十六進(jìn)制表示為: (5) -1/32 5 -1/32=-(1.0) 2 2- 所以 S=1 E=e+127=-5+127= (7A) 16=(01111010)2 M=(000 0000 0000 0000 0000 0000) 2 故浮點格式為： 1 01111010 000 0000 0000 0000 0000 0000，用十六進(jìn)制表示為: 13、 S=1 (1) 1 10000011 110 0000 0000 0000 0

29、000 0000 專業(yè)知識分享 WORD格式 編輯整理 E=(83) 16=131 e=E-127=131-127=4 1.M=(1.11) 2 所以，該浮點數(shù)為-(1.11) 2 24=-(11100) 2=-28 ⑵ 0 01111110 101 0000 0000 0000 0000 0000 S=0 E=(7E) 16=126 e=E-127=126-127=-1 1.M=(1.101) 2 1 所以，該浮點數(shù)為(1.101) 2 2=(0.1101) 2=0.8125 14、 IEEE754標(biāo)準(zhǔn)中，32位二進(jìn)制數(shù)仍然有232種不同的組合，但是由于在IEE

30、E754 標(biāo)準(zhǔn)中，階碼為全1并且尾數(shù)為非0的情況不表示一個數(shù)。尾數(shù) 23位，尾數(shù)非 0有223-1種組合，再配合符號位，共有 2 (2 23-1)種組合不表示一個數(shù) 所以，該格式最多能表示不同的數(shù)的個數(shù)為： 232-2 (223-1) 15、該運算器電路由3部分組成：ALU完成定點加減法運算和邏輯運算；專用陣 列乘法器完成乘法運算；專用陣列除法器完成除法運算。具體邏輯電路略。 16、 運算器中含有: 該ALU能完成8種運算，故使用3個控制參數(shù)9$ 專業(yè)知識分享 WORD格式 編輯整理 (1) 一個4位的加法器：完成加法、減法、加1和傳送4種操作，其中加1操作 是把加數(shù)固

31、定為1,利用4位的加法器實現(xiàn)；傳送是把加數(shù)固定為 0,利用4位 加法器實現(xiàn)。 (2) —個4位的求補(bǔ)器：完成求補(bǔ)操作。 (3) 求反、邏輯乘和邏輯加分別設(shè)計專門的邏輯電路實現(xiàn)。 具體電路略 17、 181ALU中的有些操作是冗余的或可由其他操作替代的， 現(xiàn)要求簡化為8種運算， 故對181的運算種類進(jìn)行簡化，得到4種邏輯運算和4種算術(shù)運算，具體功能表 如下： 控制參數(shù) 運算 S2 S 1 S o 0 0 0 邏輯0 0 0 1 AB 0 1 0 A+B 0 1 1 臉B 1 0 0 A加B 1 0 1 A減B減1 1 1 0 A+A 1 1

32、 1 A 而181其他的邏輯運算和算術(shù)運算都可以由以上的運算間接得到，例如: 邏輯運算中：A通過對“A”求反得到；A B通過對“ A+B求反得到；AB通 過對“A B”與“ A ”進(jìn)行邏輯與實現(xiàn)；AB通過對“ AB取反得到；B通過“ A二B” 并讓A固定為全1得到；AB通過對“ A二B”與“A”進(jìn)行邏輯與實現(xiàn)；A B通 過對前面得到的AB再取反得到；A二B通過對“ A二B”取反得到；B通過“ A二B” 并讓A固定為全0得到；邏輯1通過對“邏輯0”取反得到；A B通過對前面 得到的AB再取反得到 算術(shù)運算中：減1操作可通過“ A減B減1”并令B固定為0來實現(xiàn)； 1& 余3碼編碼的十

33、進(jìn)制加法規(guī)則是：兩個1位十進(jìn)制數(shù)的余3碼相加，如結(jié)果無進(jìn) 位，則從和數(shù)中減去3 （即加上1101）；如結(jié)果有進(jìn)位，則和數(shù)中加上 3 （加上 0011），即得和數(shù)的余3碼。 設(shè)參加運算的兩個一位的十進(jìn)制數(shù)分別為 A和B，它們的余3碼分別為A。* 和B0、B3，其二進(jìn)制加法的和的編碼為 S0、S3，進(jìn)位為0+1，修正之后，和對應(yīng)的 余3碼為F0 Fa，進(jìn)位為CY1，則根據(jù)余3碼的運算規(guī)則，有： 當(dāng) C+1 =0 時，F(xiàn)i3Fi2Fi1Fio=S3S2S1So+1101;當(dāng) 0+1=1 時，F(xiàn) F2 F F2S3S2S1 So+0011, 由此可畫出邏輯電路圖如下： 專業(yè)知識分享

34、 Bio Aio Bi3 Ai3 Bi2 Ai2 Bii Aii 來自于低位 輸出的進(jìn)位 1. 0 1 1 1 1 1 x-y=1.011111 2110 ,已經(jīng)是規(guī)格化數(shù)，所以 -4 x-y=-0.100001 2 10、 (1) 23 工* 13 * * 16} |24 ? i1 I 16丿］i 16丿」 13 M= 1101 2, =0.110100，Ex=0011 16 M=-2 = -1001 2* =-0.100100，Ey=0100 16 Ex+Ey=0011+0100=0111 ［x y］符=0二 1=1，乘積的數(shù)值=|Mx| |My| : 0. 1 1 0 1