习题一(答案)
1
计算机是一种能自动地,高速地对各种数字化信息进行运算处理的电子设备.
2
冯诺依曼计算机体系结构的基本思想是存储程序,也就是将用指令序列描述的解题程序与原始数据一起存储到计算机中.计算机只要一启动,就能自动地取出一条条指令并执行之,直至程序执行完毕,得到计算结果为止.
按此思想设计的计算机硬件系统包含:运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备.
各部分的作用见教材:P10—P12
3
计算机的发展经历了四代.
第一代:见教材P1Line14,15
第二代:见教材P2Line7—10
第三代:见教材P2Line12—14
第四代:见教材P2Line18—21
4系统软件定义见教材:P13Line5,应用软件定义见教材:P13Line2
5见教材:P15Line3—19
6见教材:P11Line20—22
7计算机的主要用途有:科学计算,数据信息处理,计算机控制,计算机辅助技术,家庭电脑化.
8硬件定义见教材:P9Line28
软件定义见教材:P12Line30
固件定义见教材:P14Line25
9
听觉,文字,图像,音频,视频
图像,声音,压缩,解压,DSP
10处理程度按从易到难是:
文本(图形(图像(音频(视频
习题二(答案)
1各数的原码,反码,补码和移码见下表:
十进制数真值二进制数真值原码表示反码表示补码表示移码表示1)--35/64--0.10001101.10001101.01110011.01110100.01110102)23/1280.00101110.00101110.00101110.00101111.00101113)--127--01111111111111111000000010000001000000014)小数表示—1--1.0000000————1.00000000.0000000整数表示—1--0000000110000001111111101111111101111111
2.2
27/64等于00011011/01000000等于0.0110110等于0.11011*2-1规格化浮点表示为:111011011000
--27/64等于--0.11011*2-1规格化浮点表示为:111100100001
2.3
模为:29等于1000000000
2.4不对,8421码是十进制的编码
2.5浮点数的正负看尾符的首位为1还是0
浮点数能表示的数值范围和数值的精确度取决于尾数的表示长度.
2.6
1)不一定有N1>,N22)正确
2.7最大的正数:011101111111十进制数:16256
最小的正数:100100000001十进制数:7.8125*10-3
最大的负数:100111111111十进制数:--7.8125*10-3
最小的负数:011110000001十进制数:--16256
2.8
1)[x]补等于00.1101[y]补等于11.0010
[x]补+[y]补等于11.1111等于[x+y]补无溢出
x+y等于--00.0001
[x]补等于00.1101[--y]补等于00.1110
[x]补+[--y]补等于01.1011正向溢出
2)[x]补等于11.0101[y]补等于00.1111
[x]补+[y]补等于00.0100等于[x+y]补无溢出
x+y等于0.0100
[x]补等于11.0101[--y]补等于11.0001
[x]补+[--y]补等于10.0110正向溢出
3)[x]补等于11.0001[y]补等于11.0100
[x]补+[y]补等于10.0101等于[x+y]补负相溢出
[x]补等于11.0001[--y]补等于00.1100
[x]补+[--y]补等于11.1101等于[x-y]补无溢出
x-y等于-00.0011
2.9
1)原码一位乘法|x|等于00.1111|y|等于0.1110
部分积乘数yn
00.00000.1110
+00.0000
00.0000
(00.000000.111
+00.1111
00.11110
(00.011110.11
+00.1111
01.01101
(00.1011010.1
+00.1111
01.1010010
(00.1101001
Pf等于xf⊕yf等于1|p|等于|x|*|y|等于0.1101001
所以[x*y]原等于1.1101001
补码一位乘法[x]补等于11.0001[y]补等于0.1110[--x]补等于11.0001
部分积ynyn+1
00.00000.11100
(00.000000.1110
+00.1111
00.11110
(00.011110.111
(00.0011110.11
(00.00011110.1
+11.0001
11.0010111
[x*y]补等于11.0010111
2)原码一位乘法|x|等于00.110|y|等于0.010
部分积乘数yn
00.0000.010
+00.000
00.000
(00.00000.01
+00.110
00.1100
(00.011000.0
+00.000
00.011000
(00.00110
Pf等于xf⊕yf等于0|p|等于|x|*|y|等于0.00110
所以[x*y]原等于0.00110
补码一位乘法[x]补等于11.010[y]补等于1.110[--x]补等于00.110
部分积ynyn+1
00.0001.1100
(00.00001.110
+00.110
00.1100
(00.011001.11
(00.0011001.1
所以[x*y]补等于0.001100
2.10
1)原码两位乘法|x|等于000.1011|y|等于00.00012|x|等于001.0110
部分积乘数c
000.000000.00010
+000.1011
000.1011
(000.0010110.000
(000.0000101100.0
Pf等于xf⊕yf等于1|p|等于|x|*|y|等于0.00001011
所以[x*y]原等于1.00001011
补码两位乘法[x]补等于000.1011[y]补等于11.1111[--x]补等于111.0101
部分积乘数yn+1
000.000011.11110
+111.0101
111.0101
(111.11010111.111
(111.1111010111.1
(111.1111110101
所以[x*y]补等于111.1111110101x*y等于--0.0000001011
2)原码两位乘法|x|等于000.101|y|等于0.1112|x|等于001.010[--|x|]补等于111.011
部分积乘数c
000.0000.1110
+111.011
111.011
(111.110110.11
+001.010
001.00011
(000.100011
Pf等于x⊕yf等于0|p|等于|x|*|y|等于0.100011
所以[x*y]原等于0.100011
补码两位乘法[x]补等于111.011[y]补等于1.001[--x]补等于000.1012[--x]补等于001.010
部分积乘数yn+1
000.0001.0010
+111.011
111.011
(111.1110111.00
+001.010
001.00011
(000.100011
所以[x*y]补等于0.100011
2.11
1)原码不恢复余数法|x|等于00.1010|y|等于00.1101[--|y|]补等于11.0011
部分积商数
00.1010
+11.0011
11011010
(11.1010
+00.1101
00.01110.1
(00.1110
+11.0011
00.00010.11
(00.0010
+11.0011
11.01010.110
(01.1010
+00.1101
11 .01110.1100
+00.1101
00.0100
所以[x/y]原等于0.1100余数[r]原等于0.0100*2—4
补码不恢复余数法[x]补等于00.1010[y]补等于00.1101[--y]补等于11.0011
部分积商数
00.1010
+11.0011
11.11010
(11.1010
+00.1101
00.01110.1
(00.1110
+11.0011
00.00010.11
(00.0010
+11.0011
11.01010.110
(10.1010
+00.1101
11.01110.1100
+00.1101
00.0100
所以[x/y]补等于0.1100余数[r]补等于0.0100*2—4
2)原码不恢复余数法|x|等于00.101|y|等于00.110[--|y|]补等于11.010
部分积商数
00.101
+11.010
11.1110
(11.110
+00.110
00.1000.1
(01.000
+11.010
00.0100.11
(00.100
+11.010
11.1100.110
+00.110
00.100
所以[x/y]原等于1.110余数[r]原等于1.100*2—3
补码不恢复余数法[x]补等于11.011[y]补等于00.110[--y]补等于11.010
部分积商数
11.011
+00.110
00.0010
(00.010
+11.010
11.1000.1
(11.000
+00.110
11.1100.11
(11.100
+00.110
00.0100.110
+11.010
11.100
所以[x/y]补等于1.001+2—3等于1.010余数[r]补等于1.100*2—3
2.12
小阶向大阶看齐:[x]补等于21110*00.010010[y]补等于21110*11.100110
规格化:[x+y]补等于21111*00.111100浮点表示:1111,0.111100
规格化:[x-y]补等于21110*00.111110浮点表示:1110,0.111110
2)小阶向大阶看齐:[x]补等于2101*11.011110[y]补等于2101*00.001011[-y]补等于2101*11.110101
[x+y]补等于2101*11.101001规格化:2100*11.010010浮点表示:0100,1.010010
[x-y]补等于2101*11.010011浮点表示:0101,1.010011
2.13
见教材:P73Line6—7
2.14
1)1.0001011*26
2)0.110111*2-6
15
串行进位方式
C1等于G1+P1C0G1等于A1B1,P1等于A1⊕B1
C2等于G2+P2C1G2等于A2B2,P2等于A2⊕B2
C3等于G3+P3C2G3等于A3B3,P3等于A3⊕B3
等于G4+P4C3G4等于A4B4,P4等于A4⊕B4
并行进位方式
C1等于G1+P1C0
C2等于G2+P2G1+P2P1C0
C3等于G3+P3G2+P2G1+P2P1C0
等于G4+P4G3+P4P3G2+P4P2G1+P4P2P1C0
16
参考教材P6432位两重进位方式的ALU和32位三重进位方式的ALU
2.17
F3F2F1F0
Cn+4Cn
MS3~S0A3B3A2B2A1B1A0B0-
"1"
Cn+4"1"
A3B3A2B2A1B1A0B0-
习题三(答案)
1见教材:P82Line20
3.2存取时间:见教材P86Line22—23存取周期:见教材P87Line3—4
区别:见教材P87Line8—10
3.3与SRAM相比,DRAM在电路组成上有以下不同之处:
地址线的引脚一般只有一半,因此,增加了两根控制线RAS,CAS,分别控制接受行地址和列地址.
没有CS引脚,在存储器扩展时用RAS来代替
由于引脚的限制,要分开接收行地址和列地址.
3.4见教材:P91Line33—34
3.5最大地址空间:220*16等于224
224/(217*24)等于23等于8
128k*16/(16k*8)等于16
3)16*8等于128
D0等D15
CS
等
CS
等
等
3.6(1)芯片1K×4位,片内地址线10位(A9--A0),数据线4位.芯片总数为:16K×16/(1K×4)等于64片
(2)存储器容量为16K,故地址线总数为14位(A13─A0),其中A13A12A11A10通过4:16译码器产生片选信号CS0─CS15.
(3)刷新信号周期为:2ms/64等于31.3us.
(4)若用集中式刷新,则刷新一遍用64个读/写周期.
死时间率为:64×0.1/2×1000等于0.32%.
(1)ROM:0000000000000000
0011111111111111
RAM:0110000000000000
1111111111111111
(2)CPU与芯片连接如图所示:
3.9
虚拟地址格式:
2912110
页面号(18位)页内地址(12位)虚拟地址30位
物理地址格式:
2112110
页号(10位)页内地址(12位)物理地址22位
3.10
在四体交叉存储器中取6条指令的时间等于T+3τ+T+τ等于2T+4τ,重复执行80次的时间等于80*(2T+4τ)
在四体交叉存储器中取8条指令的时间等于T+3τ+T+3τ等于2T+6τ,重复执行60次的时间等于60*(2T+6τ)
80*(2T+4τ)—60*(2T+6τ)等于40*(T—τ)
因为T>,τ,所以第一种情况的运行时间大于第二种情况的运行时间
3.11
M(x)等于x1+x0等于0011
M(x)x3等于x4+x3等于0011000
G(x)等于x3+x+1等于1011
M(x)x3/G(x)等于0011000/1011等于0011+101/1011
M(x)x3+R(x)等于0011000+101等于0011101
海明码是:0100011
74LS1814位ALU
F3F2F1F0
74LS1814位ALUCn
A0A1A2A3等A16A17A18A19
CPU
Y0Y1等Y6Y7
3-8译码器
3-8
译
码
器
16k*16
同左
等