作业解答

第一章作业解答

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。 1.8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技术指标主要有： 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 还有可靠性、可用性、可维护性、以及安全性、兼容性等性能指标。 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.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.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.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.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。×含义不清 （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 2.2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9999，2＝8192＜9999＜2＝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99999，2＝65536＜9999＜2＝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，2＝＜＜2＝ ∴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。

2.6已知x的二进制真值，试求[x]、[－x]、[x/2]、[x/4]、[2x]、[4x]、[－2x]、[－x/4]。（设机器采用定点小数，字长为8位，若结果不存在或出错，请注明） （1）x＝＋0.0101101（2）x＝－0.1001011 （3）x＝－1（4）x＝－0.0001010

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。

2.8设十进制数x＝

(＋124.625)×210 （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： 其中阶码和尾数的基数均为2。 ①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。 解：（1）x对应的二进制定点小数表示形式为：1111100.101×210＝×23＝ （2）①阶码和尾数均采用原码表示时的机器数形式： 010011＝010011111110010100000＝09FCA0H ②阶码和尾数均采用补码表示时的机器数形式： 011101＝011101111110010100000＝0EFCA0H 2.9设某机字长为16位，数据表示格式为： 分别写出该机在下列的数据表示形式中所能表示的最小正数、最大正数、最大负数、最小负数（绝对值最大的负数）和浮点规格化最小正数、最大负数在机器中的表示形式和所对应的十进制真值。 （1）原码表示的定点整数；（2）补码表示的定点整数； （3）阶码与尾数均用原码表示的浮点数；（4）阶码与尾数均用补码表示的浮点数； （5）阶码为移码、尾数用补码表示的浮点数。

解：

2.11用十六进制写出下列十进制数的IEEE754标准32位单精度浮点数的机器数的表示形式。 （1）0.15625（2）－0.15625（3）16（4）－5 解：

（1）(0.15625)10＝(0.00101)2＝1.01×23 阶码E＝127＋(－3)＝124＝(1111100)2＝01111100 机器数形式：001111100 十六进制形式：3E200000H （2）(－0.15625)10＝(－0.00101)2＝－1.01×23 阶码E＝127＋(－3)＝124＝(1111100)2＝01111100 机器数形式：101111100 十六进制形式：BE200000H （3）(16)10＝(10000)2＝－1.0000×24 阶码E＝127＋4＝131＝2 机器数形式：000000000000000000000000 十六进制形式： （4）(－5)10＝(－101)2＝－1.01×22 阶码E＝127＋2＝129＝2 机器数形式：101000000000000000000000 十六进制形式：C0A00000H 2.13写出下列十六进制的IEEE单精度浮点数代码所代表的十进制数值。 （1）42E48000（2）3F880000（3）00800000（4）C7F00000 解：

（1）42E48000＝0

指数＝2－127＝133－127＝6

M＝＝1＋(1/2＋1/4＋1/32＋1/256)

十进制数值N＝[1＋(1/2＋1/4＋1/32＋1/256)]×26＝114.25 （2）3F880000＝001111111

指数＝(01111111)2－127＝127－127＝0 M＝＝1＋1/16＝1.0625

十进制数值N＝1.0625×20＝1.0625

（3）00800000＝00000000100000000000000000000000 指数＝(00000001)2－127＝1－127＝－126 M＝1.00000000000000000000000