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计算机组成原理作业解答第一章作业解答1.1 基本的软件系统包括哪些内容？答：基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？答：计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出存储器的主要功能是存储信息，用于存放程序和数据运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答：冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面：1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成2) 采用二进制形式表示数据和指令3) 采用存储程序方式。

存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中在解题过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止1.4 早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心1.5 什么叫总线？总线的主要特点是什么？采用总线有哪些好处？答：总线是一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路总线的主要特点是共享总线的各个部件可同时接收总线上的信息，但必须分时使用总线发送信息，以保证总线上信息每时每刻都是唯一的、不至于冲突使用总线实现部件互连的好处：①可以减少各个部件之间的连线数量，降低成本；②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。

1.6 按其任务分，总线有哪几种类型？它们的主要作用是什么？答：按总线完成的任务，可把总线分为：CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线1.7 计算机的主要特点是什么？答：计算机的主要特点有：①能自动连续地工作；②运算速度快；③运算精度高；④具有很强的存储能力和逻辑判断能力；⑤通用性强1.8 衡量计算机性能有哪些基本的技术指标？以你所熟悉的计算机系统为例，说明它的型号、主频、字长、主存容量、所接的I/O 设备的名称及主要规格答：衡量计算机性能的基本的技术指标有：① 基本字长；②主存容量；③运算速度；④所配置的外部设备及其性能指标；⑤系统软件的配置1.9 单选题（1） 1946 年，美国推出了世界上第一台电子数字计算机，名为__A__A. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC （2）在计算机系统中，硬件在功能实现上比软件强的是__C__A. 灵活性强 B. 实现容易 C. 速度快 D. 成本低（3）完整的计算机系统包括两大部分，它们是__ C ____ A. 运算器与控制器 B. 主机与外设C. 硬件与软件 D. 硬件与操作系统（4）在下列的描述中，最能准确反映计算机主要功能的是___ D ___。

A. 计算机可以代替人的脑力劳动B. 计算机可以存储大量的信息C. 计算机是一种信息处理机D. 计算机可以实现高速运算（5）存储程序概念是由美国数学家冯·诺依曼在研究__ D ___ 时首先提出来的A. ENIAC B. UNIVAC-I C. ILLIAC-IV D. EDVAC （6）现代计算机组织结构是以__ B ___为中心，其基本结构遵循冯·诺依曼思想A. 寄存器 B. 存储器 C. 运算器 D. 控制器（7）冯?诺依曼存储程序的思想是指__ C ___A. 只有数据存储在存储器B. 只有程序存储在存储器C. 数据和程序都存储在存储器D. 数据和程序都不存储在存储器1.10 填空题（1）计算机CPU主要包括①和 __ ②____两个部件答： ①运算器②控制器（2）计算机的硬件包括①、__ ②____、__ ③____、__ ④____和__ ⑤____等 5 大部分答： ①运算器②控制器③存储器④输入设备⑤输出设备（3） 计算机的运算精度与机器的①有关，为解决精度与硬件成本的矛盾，大多数计算机使用__ ②____答： ①字长②变字长运算（4）从软、硬件交界面看，计算机层次结构包括①和__ ②____两大部分。

答： ①实机器②虚机器（5）计算机硬件直接能执行的程序是①程序，高级语言编写的源程序必须经过__ ②____翻译，计算机才能执行答： ①机器语言②语言处理程序（6）从计算机诞生起，科学计算一直是计算机最主要的①答： ①应用领域（7）银河 I （YH-I ）巨型计算机是我国研制的①答： ①第一台巨型计算机1.11 是非题（1）微处理器可以用来做微型计算机的CPU ×（2）ENIAC计算机的主要工作原理是存储程序和多道程序控制×（3）决定计算机运算精度的主要技术指标是计算机的字长√（4）计算机总线用于传输控制信息、数据信息和地址信息的设施√（5）计算机系统软件是计算机系统的核心软件√（6）计算机运算速度是指每秒钟能执行操作系统的命令个数×（7）计算机主机由CPU 、存储器和硬盘组成×（8）计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的√第二章作业解答2.1 完成下列不同进制数之间的转换1） (246.625)D＝(11110110.101)B＝(366.5)Q＝( F6. A )H（2） (AB.D)H＝(10101011.1101 )B＝(253. 64 )Q＝(171.8125 )D（3） (1110101)B＝( 117 )D＝(000100010111 )8421BCD2.2 分别计算用二进制表示4 位、 5 位、 8 位十进制数时所需要的最小二进制位的长度。

答：∵ 4 位十进制数的最大数为9999，213＝8192＜9999＜ 214＝16384 ∴表示 4 位十进制数所需的最小二进制位的长度为14 位∵ 5 位十进制数的最大数为99999，216＝65536＜9999＜217＝131072 ∴表示 5 位十进制数所需的最小二进制位的长度为17 位∵ 8 位十进制数的最大数为99999999，226＝67108864＜99999999＜227＝134217728 ∴表示 8 位十进制数所需的最小二进制位的长度为27 位根据当 i 位十进制数与j 位二进制数比较时的等式，10i= 2j，得 j ≈3.3i ，亦可得到上述结果2.3 写出判断一个7 位二进制正整数K＝K7K6K5K4K3K2K1是否为 4 的倍数的判断条件答：判断一个7 位二进制正整数K＝K7K6K5K4K3K2K1是否为 4 的倍数的判断条件是：K2K1是否为全0当 K2K1＝00 时， K＝K7K6K5K4K3K2K1为 4 的倍数，否则就不是2.4 设机器字长为8 位（含一位符号位） ，已知十进制整数x，分别求出 [x]原、[x]反、 [x]移、[x]补、[ －x]补、[x 21]补。

1） x ＝＋ 79 （2） x ＝－ 56 （3） x ＝－ 0 （4） x ＝－ 1 答： （1） x ＝＋ 79＝(01001111)2（2）x＝－ 56＝－ (00111000)2（3） x＝－ 0＝－ (00000000)2（4）x＝－ 1＝－ (00000001)2x [x]原[x]反[x]移[x]补[ －x]补[x 21]补＋79 01001111 01001111 11001111 01001111 10110001 00100111 ( 截断法 ) 00101000 (0舍 1 入) －56 10111000 11000111 01001000 11001000 00111000 11100100 －0 10000000 11111111 10000000 00000000 00000000 00000000 －1 10000001 111111110 011111111 111111111 00000001 （溢出）机器零2.5 已知 [x]补，求 x 的真值1） [x]补＝0.1110 （2） [x]补＝1.1110 （3） [x]补＝0.0001 （4） [x]补＝1.1111 答： （1） [x]补＝0.1110 ， x＝0.1110 （2） [x]补＝ 1.1110 ，x＝－ 0.0010 （ 3） [x]补＝0.0001 ，x＝0.0001 （4） [x]补＝ 1.1111 ，x＝－ 0.0001 2.6 已知 x 的二进制真值，试求 [x]补、[ －x]补、[x 21]补、[x 41]补、[2x]补、[4x]补、 [ －2x]补、[ －x 41]补。

1） x ＝＋ 0.0101101 （2） x ＝－ 0.1001011 （3） x ＝－ 1 （4） x ＝－ 0.0001010 x [x]补[ － x]补[x 21]补[x 41]补[2x]补[4x]补[ －2x]补[ －x 41]补＋0.0101101 0.0101101 1.1010011 0.0010110 0.0010111 0.0001011 0.1011010 溢出1.0100110 1.1110101 －0.1001011 1.0110101 0.1001011 1.1011010 1.1011011 1.1101110 1.1101101 溢出溢出溢出0.0010010 0.0010011 －1 1.0000000 无表示1.1000000 1.1100000 溢出溢出溢出0.0100000 －0.0001010 1.1110110 0.0001010 1.1111011 1.1111110 1.1111101 1.1101100 1.1011000 0.0010100 0.000010 0.000011 2.7 根据题 2.7 表中给定的机器数（整数），分别写出把它们看作原码、反码、补码、移码表示形式时所对应的十进制真值。

题 2.7 表表示形式机器数原码表示反码表示补码表示移码表示01011100 +92 +92 +92 -36 11011001 -89 -38 -39 +89 10000000 -0 -127 -128 0 2.8 设十进制数x＝( ＋124.625) ×2－10（1） 写出 x 对应的二进制定点小数表示形式2） 若机器的浮点数表示格式为：20 19 18 15 14 0 数符阶符阶码尾数其中阶码和尾数的基数均为2① 写出阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式② 写出阶码和尾数均采用补码表示时的机器数形式答： （1）x 对应的二进制定点小数表示形式为：1111100.101 × 2－10＝ 0.1111100101 ×2－3＝0.0001111100101 （2） ① 阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式：0 10011 111110010100000 ＝0 1001 111。