习题课1-2章

习题课第一章第二章1.比较数字计算机和模拟计算机的特点模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。2.数字计算机如何分类？分类依据是什么？数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，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。第一章3.数字计算机有哪些主要应用科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。4.冯诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？包括哪些主要组成部分？主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备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？存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。6.什么是指令？什么是程序？每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。7.指令和数据军厨房在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。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。半导体存储器称为内存；存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。9.计算机系统软件包括哪几类？说明它们的用途。计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计，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用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。12为什么软件能转化为硬件？硬件能转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？因为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。第二章•1.写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示（8位二进制数）。•(1)6435100011.0643511000110]6435[原10111010]6435[补10111001]6435[反00111010]6435[移(2)(3)-35-35=-10011[-35]原=1010011[-35]反=1101100[-35]补=1101101[-35]移=0101101001011100.01282300010111]12823[原00010111]12823[补00010111]12823[反10010111]12823[移12823（4）127127=7F=1111111[127]原=01111111[127]补=01111111[127]反=01111111[127]移=11111111（5）-127-127=-7F=-1111111[-127]原=11111111[-127]补=10000001[-127]反=10000000[-127]移=00000001（6）-0[-0]原=10000000[-0]反=11111111[-0]补=00000000[-0]移=10000000（7）-1=-00000001[-1]原=10000001[-1]反=11111110[-1]补=11111111[-1]移=011111112.设[x]补=a7.a6a5…a0，其中ai取0或1，若要x-0.5，求a0，a1，a2，…a6的取值。若a7=0,则x0,也满足x-0.5此时a6→a0可任意若a7=1,则x=0,要满足x-0.5,需a6=1即a7=1,a6=1,a5→a0有一个不为0（但不是“其余取0”）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；位数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）规格化数所能表示对额数的范围。（1）最大的数的二进制E=11111111S=0,M=11…1（全1）表示为：011…111…18个23个即：（2）最小的二进制数E=11111111S=1,M=00…0（全0）表示为：111…100…08个23个即：)22(223128)1(2128(3)784标准规格化范围(绝对值)最大E=11…10，M=11…1，S=07个23个即：最小E=00…01，M=00…0，S=07个23个即：)22(22312721264.将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。（1）27/64=+0.011011=+1.1011╳2-2阶码：e=-2E=e+127=125=(01111101)2尾数：M=1011000000000000机器数：00111110110110000000000000000000（2）-27/64=-(0.011011)2=-1.1011╳2-2阶码：e=-2E=e+127=125=(01111101)2尾数：M=1011000000000000机器数：101111101101100000000000000000005.已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出是否溢出。（1）x=11011,y=000110011011+00000110011110x+y=011110无溢出（2）x=11011,y=-10101=1110101[x]补=0011011+[y]补=11010110000110x+y=000110无溢出（3）x=-10110=1110110y=-00001=1100001[x]补=1101010[y]补=11111111101010+11111111101001x+y=-0.10111无溢出6.已知x和y，用变形补码计算x-y，同时指出是否溢出。（1）x=11011y=-11111=1100001[x]补=0011011[-y]补=00111110011011+00111110111010溢出（2）x=010111y=011011[x]补=0010111[-y]补=11001010010111+11001011111100x-y=-00100无溢出（3）x=11011y=-10011[x]补=0011011[-y]补=001001100.11011+00.1001101.01110溢出7.用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算x╳y（1）原码阵列x=11011,y=-11111符号位:x0⊕y0=0⊕1=1[x]原=11011,[y]原=1111111011×1111111011110111101111011110111101000101[x╳y]原=1，1101000101带求补器的补码阵列[x]补=011011,[y]补=100001乘积符号位单独运算0⊕1＝1尾数部分算前求补输出│x│＝11011,│y│＝1111111011×1111111011110111101111011110111101000101x×y＝-1101000101(2)原码阵列x=-11111,y=-11011符号位:x0⊕y0=1⊕1=0[x]原=11111,[y]原=1101111111×1101111111111110000011111111111101000101[x×y]原=0,11010,00101带求补器的补码阵列x=-11111,y=-11011[x]补=100001,[y]补=100101乘积符号位单独运算1⊕1＝0尾数部分算前求补输出│x│＝11111，│y│＝1101111111×1101111111111110000011111111111101000101x×y＝11010001018.用原码阵列除法器计算x/y(1)x=11000,y=-11111符号位Sf=0⊕1=1去掉符号位后：y’=11111[y’]补=0011111[-y’]补=1100001[x’]补=00110000011000+[-y’]补110000111110010+[y’]补00011111→1位000100010.1+[-y’]补111100001→2位0000000110.11+[-y’]补1111100001→3位11111001110.110+[y’]补00000011111→4位111111011010.1100+[y’]补000000011111→5位1111111110010.1100052*00111.011000.0余数yx(2)x=-01011,y=-11001符号位Sf=1⊕0=1去掉符号位后：y’=11001[y’]补=00.11001[-y’]补=11.00111[x’]补=00.010110001011+[-y’]补110011111100100+[y’]补00011001→1位111111010.0+[y’]补000011001→2位0000100110.01+[-y’]补1111100111→3位00000011010.011+[-y’]补11111100111→4位000000000010.0111+[-y’]补111111100111→5位1111111010010.0111052*10111.001110.0余数yx9.设阶码3位，尾数6位，按浮点数运算方法，完成下列取值的[x+y],[x-y]运算。(1)x=2-011×0.100101,y=2-010×(-0.011110)[x]补=11101,0.011011[y]补=11110,1.100010△E=Ex-Ey=11101+00010=11111[x]补=11110,00.010010(1)[Mx]补+[My]补=00.010010(1)+11.100010=11.110100(1)∴[x+y]补=1111011.110100(1)规格化处理:1.010010阶码11100x+y=1.010010×2-4=2-4×-0.101110[Mx]补-[My]补=[Mx]补+[-My]补=00.010010(1)+00.011110=00.110000(1)∴[x-y]补=1111000.110000(1)规格化处理:0.110001阶码11110x-y=2-2×0.110001(2)x=2-101×(-0.010110),y=2-100×0.010110[x]补=11011,11.101010[y]补=11100,00.010110Ex-Ey=11011+00100=11111[x]补=11100,11.110101(0)[Mx]补+[My]补=11.110101(0)+00.010110=00.001011规格化处理:0.101100阶码11010x+y=0.101100×2-6[Mx]补-[My]补=[Mx]补+[-My]补=11.110101(0)+11.101010=11.011111规格化处理:1.011111阶码11100x-y=-0.100001×2-410.设阶码3位，尾数6位，按浮点数运算方法，计算下列各式。(1)（23×13/16）×[24×(-9/16)]解：Ex=0011,Mx=0.110100Ey=0100,My=0.100100Ez=Ex+Ey=0111Mx×My0.1101×0.10010110100000000000110100000001110101规格化：26×0.111011（2）(2-2×13/32)÷(23×15/16)解：Ex=1110,Mx=0.01