计算机习题问答(二)

计算机习题问答(二)

习题解答:
1、把下面给出的几个十进制的数化成二进制的数(无法精确表示时,小数点后取3位)、八进制的数、十六进制的数:
   7+3/4,    -23/64,  27.5,  -125.9375,  5.43
        
答案解  1、17+3/4=(111)2+(11)2/(100)2=(111.11)2=(7.6)8=(7.C)16
      提示:　3/4不必转化成小数再用乘2取整法转换为二进制小数,直接将11的小数点左移两位即得0.11;           
2、-23/64=(-10111)226=(-0.010111)2=(-0.27)8=(-0.5C)16;
3、27.5=(11011.1)2=(33.4)8=(1B.8)16;
4、-125.9375=(-1111101.1111)2=(-175.74)8＝(-7B.F)16;
5、5.43=(101.011)2=(5.3)8=(5.6)16;
        

2. 把下面给出的几种不同进制(以下标形式给出在右括号之后)的数化成十进制的数:
(1010.0101)2,     -(101101111.101)2,   (23.47)8,  -(1A3C.D)16
答案
1、(1010.0101)2=10.3125;
2、-(101101111.101)2=-367.625;
3、(23.47)8=2×8+3+4×8-1+7×8-2=19+0.5+0.1094=19.6094;
4、-(1A3C)16=-(1×163+10×162+3×16+12+13×16-1)=-6716.8125;
        

3.完成下面几个二进制的数的算术运算:
  1010.111+0101.101,     1010.111-0101.101,
  1110*0101,            10111101/1101 
        
答案
1、1010.111+0101.101=10000.100
2、1010.111-0101.101=101.010
3、1110*0101=1000110
4、10111101/1101=1110.100
        

4.回答奇偶校验码的用途是什么?写出下面几个二进制数的奇,偶校验码的值:
　　　　　　　　　01010111          11010100
答案
奇偶校验码是一种能发现数据编码中一位错或奇数个位出错的一种编码,常用于存储器读写检查或ASCII字符及其它类型信息传送过程中的出错检查.
1 数据01010111的奇校验码为001010111,偶校验码为101010111;
2 数据11010100的奇校验码为111010100,偶校验码为011010100.
        

5、写出下面2组数的原、反、补码表示，并用补码计算每组数的和、差。双符号位的作用是什么？它只出现在什么电路之处？

1、　　x=0.1101  y=-0.0111  设符号位为双符号位
        
答案
 则   [x]原=[x]补=[x]反=00 1101=00 1101=00 1101
    [y]原=11 0111   [y]反=11 1000
     [y]补=11 1001   [-y]补=00 0111    
  [x]补+[y]补=00 1101+11 1001=00 0110
    故x+y=0.0110
   [x-y]补=[x]补+[-y]补=00 1101+00 0111=01 0100 结果错误，正溢出
        

2、 x=10111101 y=-00101011 设符号位为双符号位

        
答案
 则   [x]原=[x]补=[x]反=00 10111101
    [y]原=11 00101011    [y]反=11 11010100
     [y]补=11 11010101  [-y]补=00 00101011    
  [x]补+[y]补=00 10111101+11 11010101=00 10010010
   故x+y= 10010010
[x-y]补=[x]补+[-y]补=00 10111101+00 00101011 =00 11101000
故x-y= 11101000
双符号位用于简化补码加减运算时的判别溢出，它只出现在ALU的符号运算之处。

6、写出[X]移=10111101和[Y]移=00101011所代表的实际值。说明移码的使用场合；计算二移码数的和、差。

[x]移=10111101=27+x  \ x=(0111101) 2=(61)10

             [y]移=00101011=27+y  \ [y]补=10101011

 \y=(-1010101) 2=(-85)10

      移码只用于浮点数中的阶码表示。

           [x]移+[y]移=10111101+00101011=11101000 

                 对运算结果要加27进行修正得01101000，即十进制-24

           [x]移+[-y]移=10111101+11010101=10010010

对运算结果要加27进行修正得00010010  发生了溢出

７、仿照计算机的计算过程，用原码计算在11题的第（1）小题给出的2个定点小数和乘积。
答案
x=0.1101  y=-0.0111计算过程请看Flash动画例题解析，
X*Y最终结果为 -0.01011011 ；
        

８、依照计算机的计算过程，用原码计算在11题的第（1）小题给出的2个小数Y/X的商和正确的余数。
        
解：计算过程参照教材89页，Y/X 最终结果为 -0.1000, 余 0.1000*2-4 ；
        

 　　 
．一条指令通常由哪两部分组成？指令的操作码一般有哪几种组织方式？各自应用在什么场合？各自的优缺点是什么？

答案
  一条指令由操作码和操作数地址码两部分组成。对操作码的组织与编码有以下三种： （1）定长的操作码的组织方案 优点：计算机的硬件设计简单，指令译码和执行速度快。 缺点：当指令数量增多、指令字单独为操作码划分出固定的多位后，留给表示操作数 地址的位数就会严重不足。 适用于字长较长的计算机系统，如32位或32位以上。 （2）变长的操作码的组织方案 优点：在比较短的指令字中，既能表示出比较多的指令条数又能尽量满足操作数地址 的要求。 缺点：计算机的硬件设计复杂，指令译码和执行速度较慢。 适用于字长较短的计算机系统，如16位或16位以下。 （3）操作码字段与操作数地址有所交叉的方案 优点：在比较短的指令字中，既能表示出比较多的指令条数又能尽量满足操作数地址 的要求。操作码不再集中在指令字的最高位，而是与表示操作数地址的字段有所交叉。 缺点：计算机的硬件设计复杂，指令译码和执行速度较慢。 这种方案不很常用。

 　　 
2．什么是形式地址？简述对变址寻址、相对寻址、基地址寻址应在指令中给出些什么信息？如何得到相应的实际（有效）地址？各自有什么样的主要用法？

答案
  表示在指令中的操作数地址称为形式地址。 （1）变址寻址：应在指令中给出一个数值（称为变址偏移量）及一个寄存器（称为 变址寄存器）的编号。 实际地址（又称有效地址）=变址寄存器的内容+变址偏移量 主要用于处理数组型数据。 （2）相对寻址：应在指令中给出一个数值（称为相对寻址偏移量） 实际地址（又称有效地址）=程序计数器PC的内容+相对寻址偏移量 主要用于相对转移指令。 （3）基地址寻址：应在指令中给出一个寄存器（称为基址寄存器）的编号。 实际地址（又称有效地址）=程序中的地址+基址寄存器 主要用于多道程序或浮动地址程序定位存储器空间。

 　　 
3．简述计算机的控制器的功能和基本组成，微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成和运行原理方面的相同、不同之处表现在哪里？

答案
  控制器的功能是自动连续地执行指令序列，并依据当前正在执行的指令和它所处的 执行步骤，提供出在这一时刻整机各部件要用到的控制信号。 控制器的基本组成包括 （1）程序计数器（PC） （2）指令寄存器（IR） （3）脉冲源、启停控制逻辑、指令执行的步骤标记线路 （4）全部时序控制信号产生部件 微程序的控制器和组合逻辑的控制器在组成同类型的控制器,其共同点是： 基本功能都是提供计算机各个部件协同运行所需要的控制信号，组成部分都有程 序计数器PC，指令寄存器IR，都分成几个执行步骤完成每一条指令的具体功能； 不同点主要表现在：处理指令执行步骤的办法，提供控制信号的方案不一样，组 合逻辑控制器是用节拍发生器指明指令执行步骤，用组合逻辑电路直接给出应提 供的控制信号，其优点是运行速度明显地快，缺点是设计与实现复杂些，但随着 大规模现场可编程集成电路的出现，该缺点已得到很大缓解；微程序的控制器是 通过微指令地址的衔接区分指令执行步骤，应提供的控制信号是从控制存储器中 读出来的，并经过一个微指令寄存器送到被控制部件的,其缺点是运行速度要慢 一些,优点是设计与实现简单些,易于用于实现系列产品的控制器,理论上可实现 动态微程序设计.

 　　 
4．在16位的教学计算机上有选择地扩展出如下几条指令，包括确定指令格式和具体内容，指令执行步骤，每一步的操作功能和控制信号等，最后再在教学计算机上真正实现出来，调试正确并应用在程序中，要求不能破坏无关的通用寄存器的内容。 （1）两个内存单元的内容相加，结果写回其中一个内存单元的指令； （2）对一个通用寄存器完成高、低位字节内容交换的指令； （3）一个内存单元的内容与一个通用寄存器的内容异或，结果写回该通用寄存器。

答案 请在实验中实现。

 　　 
5．在8位的教学计算机上有选择地扩展出如下几条指令，包括确定指令格式和具体内容，指令执行步骤，第一步的操作功能和控制信号等，最后再在教学计算机上真正实现出来，调试正确并应用在程序中。 （1）ADC指令 （2）OR指令 （3）TEST指令 （4）DEC指令 （5）正常的IN，OUT指令 （6）中断隐指令、中断返回指令（IRET）

答案 请在实验中实现。