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第一章1 比较数字计算机和模拟计算机的特点。解:模拟计算机的特点:数值由连续量来表示,运算过程是连续的;数字计算机的特点:数值由数字量(离散量)来表示,运算按位进行。两者主要区别见P1 表1.1。2 数字计算机如何分类?分类的依据是什么?解:分类:数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。分类依据:专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。3 数字计算机有那些主要应用?(略)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?解:冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是:存储程序和程序控制。存储程序:将解题的程序(指令序列)存放到存储器中;程序控制:控制器顺序执行存储的程序,按指令功能控制全机协调地完成运算任务。主要组成部分有:控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。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?解:存储容量:指存储器可以容纳的二进制信息的数量,通常用单位KB、MB、GB来度量,存储容量越大,表示计算机所能存储的信息量越多,反映了计算机存储空间的大小。单元地址:单元地址简称地址,在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号,称为单元地址。数据字: 若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据,则称数据字。指令字: 若某计算机字代表一条指令或指令的一部分,则称指令字。 6 什么是指令?什么是程序?解:指令:计算机所执行的每一个基本的操作。程序:解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序,简称程序。 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?解:一般来讲,在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息;而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。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。解:内存:一般由半导体存储器构成,装在底版上,可直接和CPU交换信息的存储器称为内存储器,简称内存。用来存放经常使用的程序和数据。外存:为了扩大存储容量,又不使成本有很大的提高,在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存储器,简称外存。外存可存储大量的信息,计算机需要使用时,再调入内存。 CPU:包括运算器和控制器。基本功能为:指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。适配器:连接主机和外设的部件,起一个转换器的作用,以使主机和外设协调工作。 9 计算机的系统软件包括哪几类?说明它们的用途。解:系统软件包括:(1)服务程序:诊断、排错等(2)语言程序:汇编、编译、解释等(3)操作系统(4)数据库管理系统用途:用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率,发挥和扩大计算机的功能及用途。 10 说明软件发展的演变过程。(略)11 现代计算机系统如何进行多级划分?这种分级观点对计算机设计会产生什么影响?解:多级划分图见P16图1.6。可分为:微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级和高级语言级。用这种分级的观点来设计计算机,对保证产生一个良好的系统结构是有很大帮助的。12 为什么软件能够转化为硬件?硬件能够转化为软件?实现这种转化的媒介是什么?(略)13 计算机应用与应用计算机在概念上等价吗?用学科角度和计算机系统的层次结构来寿命你的观点。 (略)第二章1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示(用8位二进制数)。其中MSB是最高位(又是符号位)LSB是最低位。如果是小数,小数点在MSB之后;如果是整数,小数点在LSB之后。(1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1解:(1)先把十进制数-35/64写成二进制小数:(-35/64)10=(-100011/1000000)2=(-1000112-110)2=(-0.100011)2令x=-0.100011B x原=1.1000110 (注意位数为8位) x反=1.0111001 x补=1.0111010 x移=0.0111010(2) 先把十进制数23/128写成二进制小数:(23/128)10=(10111/10000000)2=(101112-111)2=(0.0001011)2令x=0.0001011B x原=0.0001011 x反=0.0001011 x补=0.0001011 x移=1.0001011(3) 先把十进制数-127写成二进制小数:(-127)10=(-1111111)2令x= -1111111B x原=1.1111111 x反=1.0000000 x补=1.0000001 x移=1.0000001(4) 令x=-1.000000B 原码、反码无法表示x补=1.0000000 x移=0.0000000(5) 令Y=-1=-0000001B Y原=10000001 Y反=11111110 Y补=11111111 Y移=011111112. 设X补= a0,a1,a2a6 , 其中ai取0或1,若要x0.5,求a0,a1,a2,a6 的取值。解:a0= 1,a1= 0, a2,a6=11。3. 有一个字长为32位的浮点数,阶码10位(包括1位阶符),用移码表示;尾数22位(包括1位尾符)用补码表示,基数R=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;(4) 最接近于零的正规格化数与负规格化数。解:(1)1111111111 0111111111111111111111(2)1111111111 1000000000000000000000(3)1111111111 01111111111111111111110111111111 1000000000000000000000(4)0000000000 00000000000000000000010000000000 11111111111111111111114. 将下列十进制数表示成浮点规格化数,阶码3位,用补码表示;尾数9位,用补码表示。(1) 27/64(2) -27/64解:(1)27/64=11011B=0.011011B=0.11011B浮点规格化数 : 1111 0110110000(2) -27/64= -11011B= -0.011011B= -0.11011B浮点规格化数 : 1111 10010100005. 已知X和Y, 用变形补码计算X+Y, 同时指出运算结果是否溢出。(1)X=0.11011 Y=0.00011(2)X= 0.11011 Y= -0.10101(3)X=-0.10110 Y=-0.00001解:(1)先写出x和y的变形补码再计算它们的和x补=00.11011 y补=00.00011x+y补=x补+y补=00.11011+00.00011=0.11110 x+y=0.1111B 无溢出。(2)先写出x和y的变形补码再计算它们的和x补=00.11011 y补=11.01011x+y补=x补+y补=00.11011+11.01011=00.00110 x+y=0.0011B 无溢出。(3)先写出x和y的变形补码再计算它们的和 x补=11.01010 y补=11.11111x+y补=x补+y补=11.01010+11.11111=11.01001 x+y= -0.10111B 无溢出6. 已知X和Y, 用变形补码计算X-Y, 同时指出运算结果是否溢出。(1) X=0.11011 Y= -0.11111(2) X=0.10111 Y=0.11011(3) X=0.11011 Y=-0.10011解:(1)先写出x和y的变形补码,再计算它们的差x补=00.11011 y补=11.00001 -y补=00.11111x-y补=x补+-y补=00.11011+00.11111=01.11010运算结果双符号不相等 为正溢出X-Y=+1.1101B(2)先写出x和y的变形补码,再计算它们的差x补=00.10111 y补=00.11011 -y补=11.00101x-y补=00.10111+11.00101=11.11100 x-y= -0.001B 无溢出(3)先写出x和y的变形补码,再计算它们的差x补=00.11011 y补=11.01101 -y补=00.10011x-y补=x补+-y补=00.11011+00.10011=01.01110运算结果双符号不相等 为正溢出X-Y=+1.0111B7. 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算XY。(1)X=0.11011 Y= -0.11111(2)X=-0.11111 Y=-0.11011 解:(1)用原码阵列乘法器计算:x补=0.11011 y补=1.00001(0)1 1 0 1 1 ) (1)0 0 0 0 1 -(0)1 1 0 1 1(0)0 0 0 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)-(1)0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 xy补=1.0010111011 xy= -0.11010001018 用
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