计算机组成原理都给对方版答案完整版Word格式.docx
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?
说明它们的用途。
12
简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层的功能。
13
通过计算机系统的层次结构学习,你对计算机系统有了怎样的了解?
第二章
2.1数字信号和模拟信号的主要区别是什么?
与模拟电路相比,数字电路有何特
点?
2.2二极管两端需要加多大的电压才使二极管导通?
大于二极管的正向特性存在死区电压Vr(硅二极管约为0.7V,锗二极管约为
0.2V)
2.3三极管何时处于截止状态,何时处于饱和状态?
答:
当输入电压Vi>
0,且Vi<
死区电压Vr'
三极管处于截止状态。
当输入电压V增大,基极电流Ib、集电极电流Ic随之增大,输入电压Vce=Vcc-IcRc不断下降,当Vce降到0.7V以下时,发射结仍正向偏置,集电结则由反向偏置转为正向偏置,此时三极管进入饱和状态。
2.4双极型逻辑门和单极型逻辑分别是怎样形成的?
它们各有何特点?
略.
2.5实现逻辑代数的基本运算有哪几种逻辑门?
与,或,非。
2.6分析图2-41所示的逻辑电路图,写出表达式并进行化简。
(a)F=AB
(b)F=AD+C+BD
2.7请用代数化简法将下列各逻辑表达式化成最简式。
(1)F=aBBCBCAB
f二AbacBe
(2)F=ADADABAcBDACEFBEFDEFG
F=AeBDBEF
2.8分析图2-42所示的逻辑电路,列出真值表,说明其逻辑功能
2.8答:
Ao
Xo
X1
X2
X3
F
X
X0
1
图2-42是一个四选一电路
2.9分析图2-43所示的逻辑电路图,列出真值表,说明其逻辑功能
ABCF
F2
000
00
001
10
010
011
01
100
101
110
111
11
图2—43是一个一位全加器,A,B为加数和被加数,C为低位进位,F1为和,F2为产生的进位。
(图中有错误,第4个与门的输入少了A)
2.10请用卡诺图法将下列各逻辑表达式化成最简式。
(1)F=ABABDACBCD
(2)F=ACABBCDBCECDE
(1)F二AcAB
(2)F=ABBDCEAC
2.11简述组合逻辑电路的设计过程。
略:
2.12用与非门设计实现下列函数的组合逻辑电路。
(1)F(A,B,C,D)八m(0,2,6,7,10,13,14,15);
(2)F(A,B,C,D)八m(2,4,5,6,7,10)、(0,3,8,15)。
(1)
F=ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD
=BCCDABDABD=BCCDABDABD
图略。
(2)
F=ABCD"
ABCD"
ABCDABCDABCD■ABCD^'
(AbCDABCDABCD:
n'
ABCD)
=ACABBCD=ACABBCD
2.13用一位全加器组成4位并行进位加法器,其并行进位电路应该如何实现?
2.14请画出74LS273的典型用法的接线图。
2.15什么是三态门?
一般应用在什么场合?
略
2.16计算机中常用的寄存器有哪些?
请说明如何使用?
2.17请说明74LS299的功能及使用方法。
2.18请说明74LS161的功能及使用方法。
习题3
3.1求下列各数的十进制数值:
(1)(267.3)8
(2)(BD.C)16(3)(1011011.101)2
.
(1)183.375,
(2)189.75,(3)91.625
3.2将下列十进制数转化为二进制、八进制和十六进制数据(小数取四位二进制有
效数据):
(1)-282.75
(2)123.46(3)-115/512(4)44.9375
2.
序号
十进制-
卜六进制
二进制
八进制
-282.75
-11A.C
-1(
)0011010.1100
-43
26
123.46
7B.7
11011.0111
17:
L34
(3)-
115/512
-0.388
-0
.001110011
-0.1
63
(4)-
14.9375
2C.F
1100.1111
54.7
4
3.3写出下列各数的原码、反码和补码,机器数长度为8位:
(1)0
(2)-127(3)-0.5(4)-19/128(5)100(6)23/64
真值
原码
补码
反码
00000000
0(
)000000
00
000000
10000000
11111
111
0.0000000
0.
0000000
0.0
1.0000000
1.111
1111
-127
11111111
10000001
*
(3)-
-0.5
1.1000000
1000000
0111111
(4)
-19/128
1.0010011
1.1101101
1.1101100
(5)
100
01100100
01
100100
(6)
23/64
0.0101110
.0101110
3.4写岀下列各机器数的二进制真值X:
(1)[X]补=0.1001
(2)[X]补=1.1001(3)[X]原=0.1101(4)[X]原=1.1101
(5)[X]反=0.1011(6)[X]反=1.1011(7)[X]移=0,1001(8)[X]移=1,1001
(9)[X]补=1,0000000(10)[X]反=1,0000000(11)[X]原=1,0000000
(12)[X]移=1,0000000
+0.1001
(7)
-0111
⑵
-0.0111
(8)
+1001
+0.1101
(9)
-10000000
⑷
-0.1101
(10)
-01111111
+0.1011
(11)
-00000000
-0.0100
(12)
3.5设某机器数字长为8位,有两个数的16进制表示形式为9CH和FFH,问:
若它们分别表示为下列格式的机器数时,其对应的十进制真值是多少?
(1)无符号整数;
原码表示的定点整数;
(3)
原码表示的定点小数;
补码表示的定点整数;
补码表示的定点小数;
反码表示的定点整数;
移码表示的定点整数。
数9
CH
FFH
无符号整数
+
156
255
原码表示的定点整数
28
原码表示的定点小数
-
(2-2-2-5)=0.21875
-(1-2-7)
补码表示的定点整数
-1
补码表示的定点小数
(2-1+2-2+2-5)=0.78125
-2-7
反码表示的定点整数
99
移码表示的定点整数
127
3.6假设某规格化浮点数的尾数表示形式为Mo.Mi……Mn,选择正确的答案写在横
线上:
(1)若尾数用原码表示,则尾数必须满足
(2)若尾数用补码表示
,则尾数必须满足
A.M0=0
B.Mo=1
C.M1=0
D.M1=1
E.Mo.M1=0.0
F.Mo.M1=1.1
G.Mo.M1=0.1或
Mo.M1=1.0
H.M0.M1=1.0
(1)D;
(2)G
3.7浮点数的表示范围取决于的位数,浮点数的表示精度取决于
的位数,浮点数的正负取决于,在浮点数的表示中是隐含规
定的。
A.数符B.阶符C.尾数D.阶码
E.阶码的底
D,C,A,E
3.8设一浮点数格式为:
字长12位,阶码6位,用移码表示,尾数6位,用原码表示,阶码在前,尾数(包括数符)在后,则按照该格式:
(1)已知X=-25/64,Y=2.875,求数据X、Y的规格化的浮点数形式。
(2)已知Z的浮点数以十六进制表示为9F4H,则求Z的十进制真值。
0.875=7/8
(1)X=-0.11001X2-1,[X]浮=1.11001X2011111
[X]浮=0,111111,11001
Y=23/8=0.10111X22,[Y]浮=0.10111X2100010
[Y]浮=1,000100,10111
(2)[Z]浮=100111110100
=-0.10100X2100111
Z=-80
3.9设一机器数字长16位,求下列各机器数的表示范围:
(2)原码表示的定点整数;
(3)补码表示的定点整数;
(4)补码表示的定点小数;
(5)非规格化浮点表示,格式为:
阶码8位,用移码表示,尾数8位,用补码表示(要
求写出最大数、最小数、最大负数、最小正数);
上述浮点格式的规格化浮点表示范围(要求写岀最大数、最小数、最大负
数、最小正数)。
6答:
机器字长16位,
下列各术的表示范围
0~216-1
原码定点整数
-(215-1)〜+215-1
补码定点整数
-215〜+215-1
补码定点小数
-1〜+1-2-15
(5)、(6)
阶码八位,移码表示,尾数8位,补码表示
最大数
最
小数
最大负
数
最小正数
非规格化
浮点数
(1-2-7)X2+127
-1:
<
2+127
-2-7X
2-127
2-7X2-1
27
观格化
(
I-2-7)X2+127
X2+127
-0.54
2-7)X2-127
0.5X2
3.10将下列十进制数转换为IEEE754单精度浮点数格式
(1)+36.75
(2)-35/256
+36.75=100100.11=1.0010011*255+127=132
01000010000100110000000000000000
3.11求下列各IEEE754单精度浮点数的十进制真值:
(1)43990000H
(2)00000000H
(1)01000011100110010000000000000000
X=(-1)°
X(1.0011001)X2135-127=(100110010)2=(306)10
(2)X=(-1)0X(1.0000000)X20-127=(2-127)1o
3.12在汉字系统中,有哪几种编码?
它们各自有什么作用?
3.13汉字库中存放的是汉字的哪一种编码?
汉字库的容量如何计算?
汉字库中存放的是汉字字模码。
汉字库的容量可按下列:
存储每个汉字字模点阵所需的字节数x汉字数x点阵方法数。
3.14在一个应用系统中,需要构造一个包含了100个汉字的汉字库,假设采用16X
16的汉字字形,问:
该汉字库所占存储容量是多少字节的短文,需要占用多少字节的存储容量来存储其纯文本
16X2X100=3200字节;
2X50=100字节。
?
一篇由50个汉字构成
惟一的。
3.15汉字系统的几种编码中,对于某个汉字来说,是
Co
3.16若下面的奇偶校验码均正确,请指岀哪些是奇校验码,哪些是偶校验码
(1)10110110
(2)01111110(3)11011000(4)10100001
奇校验码:
(1)、(4);
偶校验码:
(2),(3)o
3.17在7位的ASCII码的最高位前面添加一位奇(偶)校验位后,即可构成8位的
ASCII码的奇(偶)校验码。
假设字符“
的这样的奇
(偶)校验码为41H,则它
是
(1)
;
字符
C”的这样的
(1)是
(2)
(1):
A.
奇校验码
B.偶校验码
(2):
43H
B.87H
C.C3H
D.86H
(1
)B;
(2)Co
3.18对于
3.6.2
节所介绍的
k=8,r=4
的能纠错-
-位的海明码,若编码为
100110111100,试判断该海明码是否有误,若有,请纠正,并写出其8位正确的有效信息。
10000111
3.19试设计有效信息为10位的能纠错一位的海明码的编码和译码方案,并写岀有
效信息0110111001的海明码。
k=10,r=4的海明码的排列如下:
编码:
H14
H13卜
121
H11H
0H9
H8
H7
H6
H5
H4卜
3H
^21
■11
-'
D9D8
D7
'
D6
D5
P4D
4D
3匸
2F
>
3D1
P2
P
P4=D10二D9二D8二D7二D6二D5
P3=D10二D9二D8二D4二D3二D2
卩2=D10D7D6:
lD4D3'
-D1
P1=D9二D7二D5二D4二D2二D1
译码:
S4=P4二D10二D9二D8二D7二D6二D5
S3=P3二D10二D9二D8二D4二D3二D2
S2=P2二D10二D7二D6二D4二D3二D1
S1=P1二D9二D7二D5二D4二D2二D1
指误字:
S4S3S2S1
效信息0110111001的海明码:
01101101001110
3.20在3.6.2节所介绍有效信息为8位的能纠错一位的海明码基础上,思考如何改
进,使其能够达到检错两位并能纠错一位的校验能力。
设生成多项式为X3+X+1(即1011B),请计算有效数据10101的CRC编码。
101010101
3.21试分析3.3节介绍的三种奇偶校验、海明校验和CRC校验三种校验码的检错纠错能力,它们的码距各为多少?
奇偶校验码只能检错,可检单个、奇数个错,码距=2;
海明校验可以纠一位错。
CRC校验可以纠一位错。
3.22在Motorola系列的微处理器中,数据存放在内存的规则是高位字节存放在低地址单元的,对照图3.10写出各数据在这种情况下的存储方式。
习题4
4.1
设X=0.1101,Y=-0.0110,求:
(1)[X]补
(2)[-X]补
(3)[2X]补
(4)[-2X]补
(5)[X/2]补
(6)[-X/2]补
(7)[Y]补
(8)[-Y]补
(9)[2Y]补
(10)[-2Y]补
(11)[Y/2]补
(12)[-Y/2]补
(13)[-Y/4]补
[X]补=
0.1101
(10)[-2Y]补=0.1100
(11)[Y/2]补=1.1101
(12)[-Y/2]补=0.0010
(13)[-Y/4]补=0.0001
4.2已知X和Y,用变形补码计算X+Y和X-Y,并指出运算结果是否溢出
(1)X=0.11011,Y=0.11111
(2)X=-0.1101,Y=0.0110
.
[X]补=00.11011[Y]补=00.11111[-Y]补=11.00001
Sf1与Sf2相同,无溢出
[X]补00.11011
+[-Y]补11.00001
[X-Y]补11.11100
所以:
[X+Y]补:
发生溢出
[X-Y]补=1.11100
注意:
参见P107中的双符号位判溢方法原理。
(2)[X+Y]补=1.1001
[X-Y]补:
溢出
4.3试使用两个4位二进制加法器和若干逻辑门电路,设计一位余3码编码的十进制加
法器。
(提示:
余3码加法的校正规则为:
当余3码编码的两个数直接相加后,若结果有进位,则和数加3校正;
否则和数减3校正)
图在word下不好画:
4.4使用原码一位乘法计算X*Y:
(1)X=0.11101,Y=0.01111
(2)X=-0.10011,Y=0.11010
参见P114中例4.6。
[X]原=0.11101[丫]原=0.01111
R=Xs二论=0二0=0
部分积
0.00000
乘数|Y|
01111
0.11101
0.01110
1.01011
0.10101
1.10010
0.11001
1.10110
0.11011
10111
11)11
01101
00110
0.01101
10011
操作说明
丫5=1,+|X|
右移一位
Y4=1,+|X|
Y3=1,+|X|
Y2=1,+|X|
Y1=0,+0
■[P]原=0.0110110011
■X丫=〔0.0110110011
(2)[X*Y]原=1.0111101110
4.5使用补码Booth乘法计算X*Y:
(1)X=0.01111,Y=-0.11101
(2)X=-0.10011,Y=-0.11010
参见P118中例4.8
乘数Y(YnYn+1)
00.00000
.000110
+11.10001
丫5丫6=10,+[-X]补
11.10001
11.11000
1.00011
+00.00000
丫4丫5=11,+0
11.11100
.0001_
+00.01111
丫3丫4=01,+[X]补
00.01011
00.00101
.000_
丫2丫3=00,+0
00.00010
1101
1.00_
_右移一位
丫1丫2=00,+0
00.00001
01101
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