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白中英第五版计算机组成原理课后习题参考答案

第一章 计算机系统概述

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？ 答：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，其中存储程序是指将程序和数据事先存放到存储器中，而程序控制是指控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算任务。总体来讲，存储程序并按地址顺序执行，这就是冯?诺依曼型计算机的主要设计思想。

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？ 答：见教材P8和P10。

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？ 答：见教材P10。

第二章 运算方法和运算器

1、写出下列各整数的原码、反码、补码表示（用8位二进制数）。 -35 -128 -127 -1 真值 -0010 0011 -1000 0000 -0111 1111 -0000 0001 原码 1010 0011 无法表示 1111 1111 1000 0001 反码 1101 1100 无法表示 1000 0000 1111 1110 补码 1101 1101 1000 0000 1000 0001 1111 1111 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，尾数23位，用补码表示，基数为2，请写出： （1）最大数的二进制表示

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阶码用移码表示，题中并未说明具体偏移量，故此处按照移码的定义，即采用偏移量为27=128，则此时阶码E的表示范围为0000 0000~1111 1111，即0~255，则在上述条件下，浮点数为最大数的条件如下：

符号S为正（1） 0 阶码E最大（8） 1111 1111 尾数M最大正数（23） 1111 1111 1111 1111 1111 111 所以最大数的二进制表示为：0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111 对应十进制真值为：+（1-2-23）×2127 （2）最小数的二进制表示 浮点数为最小数的条件如下：

符号S为负（1） 1 阶码E最大（8） 1111 1111 尾数M最小负数（23） 0000 0000 0000 0000 0000 000 所以最小数的二进制表示为：1 1111 1111 0000 0000 0000 0000 0000 000 对应十进制真值为：-1×2127 （3）规格化数所表示数的范围

规格化要求尾数若为补码表示，则符号位和最高有效位符号必须不同。 （A）浮点数为最大正数的条件如下： 符号S为正（1） 0 阶码E最大（8） 1111 1111 尾数M最大正数（23） 1111 1111 1111 1111 1111 111 所以最大正数的二进制表示为：0 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 111 对应十进制真值为：+（1-2）×2

（B）浮点数为最小正数的条件如下： 符号S为正（1） 阶码E最小（8） 尾数M最小正数（23） -23

127

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0 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 000 所以最小正数的二进制表示为：0 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 000 对应十进制真值为：+2-1×2-128=+2-129

（C）浮点数为最大负数的条件如下： 符号S为负（1） 1 阶码E最小（8） 0000 0000 尾数M最大负数（23） 0111 1111 1111 1111 1111 111 所以最大负数的二进制表示为：0 0000 0000 0111 1111 1111 1111 1111 111 对应十进制真值为：-（2-1+2-23）×2-128

（D）浮点数为最小负数的条件如下： 符号S为负（1） 1 阶码E最大（8） 1111 1111 尾数M最小负数（23） 0000 0000 0000 0000 0000 000 所以最小负数的二进制表示为：0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 000 对应十进制真值为：-1×2127

所以，规格化数所表示数的范围如下：

正数 +2-129~+（1-2-23）×2127 负数 -2127 ~-（2-1+2-23）×2-128

4、将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。（2）-27/64 解：-27/64D=-0.011011B=-1.1011×2-2，则阶码E=-2+127=125，则浮点数为：

符号S（1） 1 阶码E（8） 0111 1101 尾数M（23） 1011 0000 0000 0000 0000 000 5、已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。 （2）x=11011，y=-10101

解：[x]变补=00,11011，[y]变补=11,01011，则

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[x]变补 00,11011

+

[y]变补 11,01011

100,00110

最高进位1丢掉，则[x+y]变补=00,00110，符号位为00，表示结果为正数，且无溢出，即：x+y=+00110 （3）x=-10110，y=-00001

解：[x]变补=11,01010，[y]变补=11,11111，则

[x]变补 11,01010

+

[y]变补 11,11111

111,01001

最高进位1丢掉，则[x+y]变补=11,01001，符号位为11，表示结果为负数，且无溢出，即：x+y=-10111

6、已知x和y，用变形补码计算x-y，同时指出结果是否溢出。 （1）x=11011，y=-11111

解：[x]变补=00,11011，[y]变补=11,00001，[-y]变补=00,11111，则

[x]变补 00,11011

+

[- y]变补 00,11111

01,11010

则[x-y]变补=01,11010，符号位为01，表示结果为正数，且发生正溢。 （2）x=10111，y=11011

解：[x]变补=00,10111，[y]变补=00,11011，[-y]变补=11,00101，则

[x]变补 00,10111

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