2021年计算机组成原理课后作业章讲义.ppt

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4. 冯诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？
冯诺依曼计算机的主要设计思想
存储程序并按地址顺序执行
冯诺依曼计算机主要包括
存储器、运算器、控制器、输入和输出五部分组成
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5. 什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？
存储容量
存储器所能保存二进制数据的总数;
常用单位为KB、MB等。
单元地址
用于识别存储器中每个存储单元的编号，即单元地址。
数据字
表示计算机所要处理数据的计算机字，称为数据字。
指令字
表示一条指令的计算机字，称为指令字。
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6. 什么是指令？什么是程序？
指令
由操作码和操作数两部分构成
能够表示计算机中的一个基本操作的代码或二进制串。
程序
用于求解某一问题的一串指令序列，称为该问题的计算程序，简称为程序。
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7. 指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？
计算机对指令和数据的区分是依靠指令的执行阶段来决定的；
在取指阶段，从存储器中读取的均是CPU要执行的指令；
在执行阶段，从存储器中读取的一定是指令执行所需要的操作数；
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8. 什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。
内存：
用于存放系统当前运行所需要的程序和数据的半导体存储器，称为内存储器，简称内存；
外存
用于存放程序和数据，但不能被CPU直接访问的大容量存储器，称为外存储器，简称为外存；
外存一般包括磁盘存储器和光盘存储器。
CPU
运算器和控制器合称为中央处理器，简称CPU。
适配器
主机和不同速度的外设之间的一种部件，用于主机和外设之间的信息转换。
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第2章 运算方法和运算器
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1. 用8位编码表示下列各整数的原码、反码、补码。
真值
原码
反码
补码
-35
- 010 0011
1010 0011
1101 1100
1101 1101
127
+111 1111
0111 1111
0111 1111
0111 1111
-127
-111 1111
1111 1111
1000 0000
1000 0001
-1
-000 0001
1000 0001
1111 1110
1111 1111
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若a7 ＝0，则X为正数，显然a0··· a6取任何值均可。
若a7 ＝1，则X为负数，[X]移＝0. a6 a5 ··· a0
∵ － = －，则[－ ]移＝
∴ 若要X>－，即等价于[X]移> [－ ]移
即0. a6 a5··· a0>，因此必须是a5··· a0不全为0。
结论：
如果a7 ＝0， a6··· a0取任何值均可；
如果a7 ＝1 ，必须满足a6 =1 且a5··· a0不全为0。
2. 设[X]补＝ a5··· a0 ，其中ai 取0或1， 若要X>-，求a0 a1 a2 ··· a7 的取值。
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3. 有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：(1)最大数的二进制表示，(2)最小数的二进制表示，(3)规格化数所能表示的数的范围。
设移码采用移128码，且机器数格式如右：
最大值（最大正数）
0 1111 1111 111 1111 1111 1111 1111 1111
即 x = (1-2-23) * 2127
二进制表示： x = (1- 0000 0000 0000 0000 001) * 2111 1111
最小值（最小负数）
1 1111 1111 000 0000 0000 0000 0000 0000
即 x = －1 * 2127
二进制表示： x = -1* 2111 1111
符号位S(1位)
阶码E(8位)
尾数M(23位)
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3. 有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：(1)最大数的二进制表示，(2)最小数的二进制表示，(3)规格化数所能表示的数的范围。
设移码采用移128码，且机器数格式如右：
规格