第2章运算基础——数值的机器级表示
2.1 基本内容摘要
1、数制
◆十进制数制
基数、位权、权展开式
◆二进制数制
基数、位权、权展开式
◆二进制数与十进制数之间的转换
◆十六进制数制
基数、位权、权展开式；
十六进制数和二进制数、十进制数之间的转换
◆二进制运算
加、减、乘、除运算规则
2、机器数与真值—带符号数和不带符号数的表示
◆机器数与真值
带符号数、机器数、真值的概念
◆带符号数的表示
原码的表示、反码的表示、补码的表示、移码的表示
◆机器数和真值的转换
◆无符号数的表示
3、定点表示法与浮点表示法
◆定点表示法
定点小数、定点整数
◆浮点表示法
浮点数的一般格式
IEEE754标准的浮点数格式
4、字符与字符串的表示
◆二进制信息编码
8421 BCD码的格式及其转换
◆ ASCⅡ码
数字字符的ASCⅡ码编码；
奇偶校验
5、汉字编码
◆汉字的输入编码
◆国际码和汉字机内码
◆汉字字模码
6、校验码
◆基本概念：码距、冗余、检错、纠错
◆奇偶校验码
简单奇偶检验方法及其实现电路
交叉奇偶校验方法
◆循环冗余校验码
生成多项式、循环冗余校验码的校验原理、循环冗余码的生成、循环冗余码的校验
2. 2 知识点
一、数制及其转换
1、R进制
采用R个数码：0、1、……、R-1，基数为R ；计数的方法为逢R进一；
第i个数位上的数码所具有的位权为Ri；
一个R进制数N的权展开式为：N = ∑ai×Ri
若分别取R=10、2或16 就是十进制、二进制、十六进制。
十进制数表示时在数值后用下标10或用字母D ；
二进制数表示时在数值后用下标2或用字母B ；
十六进制数表示时在数值后用下标16或用字母H ；
2、二-十进制数（BCD码）的表示
8421码的表示：4位二进制数表示1位十进制数字。
3、不同数制的数之间的转换
（1）非十进制数（包括二进制数、十六进制数）转换为十进制数
按非十进制数N的权展开式计算
（2）十进制数转换为非十进制数
整数的转换方法：除R取余，先相除所得余数为低位，后除所得余数为高位。
数的转换方法：乘R取整，先相乘所得整数为高位，后乘所得整数为低位。
（3）二进制数和十进制数的转换
采用组位转换法，即根据一位十六进制数字和4位二进制数之间的关系进行转换，在二进制数转换为数进制数时，有时需要高位或低位补0。
（4）8421码和十进制数之间的转换
采用组位转换法，即根据一位十进制数字和4位二进制数之间的关系进行转换。
4、二进制运算规则
加法运算规则： 0 + 0 = 0
0 + 1 = 1 + 0 = 1
1 + 1 = 0 进位 1
1 + 1 + 1 = 1 进位 1
减法规则：0－0= 0
1－0= 1
1－1= 0
0 – 1 = 1 借位1
乘法规则：0×0= 0
0×1= 0
1×0= 0
1×1= 1
除法规则：从被除数MSB开始检查，找出够减除数的位数，找到这位，商上1，将选定的被除数减去除数后，将被除数下一位移到余数上，若够减，商上1；若不够减，商上0‥‥‥直至被除数所有位都下移完为止。
二、机器数的表示
1、带符号数的表示
（1）原码
◆n位定点小数的原码表示：n位定点整数的原码表示：
X ，0≤X＜1 X ，0≤X＜2n-1［X］原= ［X］原=
1 – X ，-1＜X≤0 2n-1-X ，2n-1＜X≤0
◆n 位小数原码表示范围为：-1 ＜X ＜1
n 位整数原码表示范围为：－2n-1＜X ＜2n-1
◆0有两种表示方式。
（2）反码
◆n位定点小数的反码表示：n位定点整数的反码表示：
X ，0≤X＜1 X ，0≤X＜2n-1［X］反= ［X］反=
2 -2-（n-1）+X -1＜X≤0 2n-1+X ，2n-1＜X≤0
◆n 位小数反码表示范围为：-1 ＜X ＜1
n 位整数反码表示范围为：－2n-1＜X ＜2n-1
◆0有两种表示方式。
（3）补码
◆n位定点小数的补码表示：n位定点整数的补码表示：
X ，0≤X＜1 X ，0≤X＜2n-1［X］补= ［X］补=
2+X -1＜X≤0 2n+X ，2n-1＜X≤0
◆n 位小数补码表示范围为：-1 ≤X ＜1
n 位整数补码表示范围为：－2n-1 ≤X ＜2n-1
◆0只有一种表示方式。
（4）移码
◆只有整数有移码，移码就是在真值X上加一个常数（偏置值）。
◆一般n位移码时，取偏置值为2n-1，移码表示为：
[X]移= 2n-1 +X （-2n-1≤X＜2n-1）
◆n位整数移码表示范围为：－2n-1 ≤X ＜2n-1
◆0只有一种表示方式。
2、机器数的转换
（1）原码、反码、补码转换真值
根据原码、反码、补码的定义表达式进行转换。
若[X]原、[X]反、[X]补的最高位（符号位）为0，则真值X为正数，为去除[X]原、[X]反、[X]补的最高位（符号位）并标以“+”。
若[X]原、[X]反、[X]补的最高位（符号位）为1，则真值X为负数，当为整数时的关系式分别为：
X = 2n-1—[X] 原
X= -( 2n —1—[X]反）
X= -( 2n —[X]补）
（2）移码转换真值
X = [X]移- 2n-1
（3）原码、反码、补码、移码之间的转换
较简单的方法是：将某形式机器数先转换为真值，然后再将真值转换为其它形式机器数。
移码和补码之间的关系为：
当0≤X＜2n-1，[X]移= [X]补+ 2n-1
当－2n-1≤X≤0 ，[X]移= [X]补—2n-1
3、无符号数的表示
无符号数就是整个机器字长的全部二进制位均表示数值位，没有符号位，表示的是正数，
相当于数的绝对值
三、定点数的表示
◆定点数：小数点位置固定不变的数据。
◆定点整数：小数点固定在有效数字的后面的数据，格式为：
◆定点小数：小数点固定在有效数字的前面的数据，格式为：
◆定点数的数值范围
定点数可以是原码、反码或补码形式。
n位补码表示的定点整数，所表示的整数X的范围是：
-2n-1≤X≤+（2n-1-1）
用补码表示的定点小数，n位二进制数（包括符号）所表示的小数X的范围是：
-1≤X≤1-2-(n-1)
四、浮点数的表示
1、浮点数格式
◆浮点数：小数点的位置不固定，可按需要浮动的数据
◆浮点数格式
二进制数N可用表示为：N=M·R e
M 称为浮点数的尾数，M为小数，常用原码或补码表示；e 称为阶码，，e为整数，常用移码或补码表示；在二进制数中R=2 。
浮点数的一般格式可如图表示为：
2、浮点数的表示范围
若浮点数格式中，阶码k+1位（包括符号位），尾数n+1位：
若阶码和尾数均用补码表示.
当es=0，ms=0，e为全1，m为全1时，该浮点数为最大正数：
当es=0，ms=1，e为全1，m为全0时，该浮点数为最小负数（绝对值最大负数）：
3、规格化浮点数
规定规格化浮点数的尾数M必须满足：
1/2 ≤∣M∣＜ 1
即尾数真值M的最高数值位必须为1，M=±0 .1……
M用原码表示的形式为：0.1·····1/2 ≤M ＜1
1.1·····-1 ＜M ≤-1/2
M用补码表示的形式为：0.1·····1/2 ≤M ＜1
1.0·····-1 ≤M ≤-1/2
4、浮点数的溢出
上溢：数据的绝对值太大，以致大于浮点数所能表示的数据范围。当一个数的阶码大于机器所能表示的最大阶码时，会产生“上溢”。
下溢：数据的绝对值太小，以致小于浮点数所能表示的数据。当一个数的阶码小于机器所能表示的最小阶码或尾数为零时，则产生“下溢”，机器一般将此当作“机器零”来处理，
5、IEEE754标准的浮点数
IEEE 754标准的浮点数格式为：
有三种形式的浮点数, 短浮点数（单精度浮点数）、长浮点数（双精度浮点数）、临时
浮点数（扩展精度浮点数）。
短浮点数总共32位：1位数符，8位阶码、23位尾数，其表示的算式为:
N = (-1) m S×(1. m ) ×2e-127
五、非数值数据的表示
1、字符编码
按一定的规则用一组二进制编码表示1个字符。字符编码有多种编码方式，使用最广泛
的就是ASCII码。
标准的ASCII码由7位二进制代码组成。共有128种不同的字符，其中包括
10个十进制数字（0～9）；52个英文大写和小写字母（A～Z，a～z）；34个专用符号；
32个控制符号；
数字、字母的ASCⅡ码为：
数字0 —9 0110000 (30 H) —0111001 (39H)
大写字母 A B ——Z 1000001 (41H) —1011010 (5AH)
小写字母a b ——z1100001 (61H) —1111010 (7AH)
一般用8位二进制数代码表示一个ASCII码, 最高位固定为0, 除非采用校验把最高位
作校验位。
2、汉字编码
（1）汉字输入编码：用于汉字的键盘输入，有数字码、拼音码和字形码。
（2）国标码与汉字机内码
国标码：一种机器内部编码，是在两个汉字处理系统之间进行汉字交换时使用的编码；一个汉字用两个字节表示，每个字节只用前7位。
机内码：汉字在计算机内部存储、运算、处理的代码。一般采用两个字节表示，两个字节的最高位均规定为“1”，
（3）汉字字模码
用点阵表示的汉字字形代码，是汉字的输出形式，又称“字形码”。不同的输出要求有不同的点阵。
六、校验码
校验码：又称为检错纠错编码，是一种能发现错误并能自动纠正错误的数据编码。
码字：指若干位代码组成的一个字，任何编码都由一组码字组成。
码距：两个码字间变化的二进制位数称为码距。
最小码距：在一种编码中任意两个码字之间最少变化的二进制位数。最小码距为1的编无检错能力，最小码距大于等于2的数据编码就具有检错的能力。最小码距越大, 检错、纠错的能力就越强,
（1）奇偶校验码
◆在一个有效的码字(例如一个字节)上，增加上一个二进制位码（校验位）组成一个校
验码，使得编码中的1的个数为奇数或偶数。
奇校验码：加校验位后，校验码中1的个数为奇数。
偶校验码：加校验位后，校验码中1的个数为偶数。
◆奇偶校验码的原理
在一个有效的码字上增加上一位校验位，使得校验码的最小码距为2，当合法码字出1位错误时就不再是另一个合法码字。
◆奇偶校验的实现
校验位形成的关系式：
偶校验位b pe = b6 ⊕b5 ⊕b4 ⊕b3 ⊕b2⊕b1
奇校验位b po = b6 ⊕b5 ⊕b4 ⊕b3 ⊕b2⊕b1
校验位形成电路：
（2）交叉奇偶校验码
设置横向校验位，即每个字节有一奇偶校验位；设置纵向校验位，即全部字节的同一位有一奇偶校验位, 这种横、纵向同时校验的方法称为交叉校验。
（3）循环冗余校验码(CRC)
◆CRC的模2运算
模2加减：按位加减，即按位异或；
模2除法：按模2减求部分余数，每上一位商，部分余数要减少一位，上商规则是：只要余数最高位为1，则商上1，否则为0；
◆循环冗余码CRC的产生
①设要传送的N位信息——数据字块为M，表示为N-1阶的信息多项式M(X)；
②选取一个K+1位的生成多项式G(X)；
③M(X)左移k位(循环冗余码位数)得M(X)×X k ；
④对M(X)×X K做二进制除法：M(X)×X k/G(X) = Q(X)+R(X)/G(X) ；余数R(X)
即循环冗余码——校验位码；
⑤把左移K位以后的有效信息M(X)×X K与余数R(X)作模2加减，拼接为N+K
位循环冗余校验码CRC码。
◆循环冗余校验码CRC的校验
将接收到的CRC码用生成多项式G(X)去除，若余数为0，表明接收的数据无误；余数不为0表明数据有误，余数与出错位之间有唯一的对应关系，根据这一关系便可立即确定出错位的位置。
第3章数值的机器运算 3.1 基本内容摘要 1、定点数的加、减法运算和加、减法电路的实现 ◆定点数的加减运算 补码的加法公式、补码的减法公式； ◆补码的溢出判断和检测方法 溢出的产生、符号比较法、双进位法、双符号位法； ◆从半加器到算术逻辑部件ALU 半加器、全加器、并行加法器、加减法部件ASU、BCD码（十进制）加法器、算术逻辑部件ALU； 2、定点数的乘、除法运算和乘、除法电路的实现 ◆定点数的乘法运算和乘法电路的实现 原码一位乘法、原码一位乘法运算器、补码原码一位乘法、补码原码一位乘法运算器； ◆定点数的除法运算和除法电路的实现 原码除法、原码加减交替法除法运算器、补码除法； 3、逻辑运算 ◆“与”、“或”和“非”运算 逻辑与、逻辑或、逻辑非 ◆“异或”运算 4、定点运算器的基本结构与工作原理 ◆移位电路 ◆定点运算器的主要组成 5、浮点数运算和浮点数运算器的实现 ◆二进制数的浮点表示法 ◆二进制数的浮点运算 浮点数的加减法运算、浮点数的乘除法运算 ◆浮点运算器的基本结构 浮点加减运算器硬件结构及其工作原理
3. 2 知识点 一、逻辑运算 逻辑与：又称为“逻辑乘”，其逻辑表达式为： F=A×B=A·B=A∧B 逻辑或：又称“逻辑加”，其逻辑表达式为： F=A+B=A∨B 逻辑非：又称为“逻辑反”，其逻辑表达式为： B = A 异或：又称为“按位加”，其逻辑表达式： F=A⊕B=A∨B 二、定点数的加、减法运算和加、减法电路的实现 1、补码加减法 补码加法公式：[X+Y]补=[X]补+[Y]补 补码减法公式：[X－Y]补＝[X]补－[Y]补＝[X]补＋[－Y]补 当X、Y、X+Y均在一定字长补码所表示的数值范围内，公式成立； 补码运算加减运算中，符号位可一起参加运算，不考虑符号位和数值位的区别； 在补码减法运算中，有：[－ｙ]补=－[ｙ]补，[－ｙ]补＝[ [ｙ]补]求补 求补运算指对[ｙ]补包括符号位“求反且最末位加1” 2、溢出及其检测方法 定点数的运算中出现溢出，其运算结果不能表示正确结果，但可以通过一定方法修正。 加减运算中溢出的判别方法有： （1）符号比较法 溢出判断逻辑表达式： V = X s Y s (X＋Y)s＋X s Y s (X＋Y)s＋X s Y s(X－Y)s＋X s Y s(X－Y)s （2）双进位法 溢出判断逻辑表达式： V = C in⊕C out 当C out C in=0 1，结果正溢；当C out C in=1 0 结果负溢 （3）双符号位法 溢出判断逻辑表达式： V = S S1⊕S S2 当S s1S s2=01 结果正溢（或上溢）；当S s1S s2=10 结果负溢（或下溢）； 在补码运算中，最高位（符号位）产生进位并不表示溢出，该进位虽然丢弃，但运算 结果仍然正确。 3、定点加减运算器的结构 （1）半加器：只是对两个输入数据位进行加法的电路，输出一个结果位和一个向高位的进位，不考虑低位的进位。半加器采用一个异或门和一个与门实现。 （2）全加器：两个输入数据位和低位进位输入进行加法运算，输出一个结果位和一个向高位的进位。全加器采用2个异或门、2个与门和1个或门实现。
选择题 1．信息处理进入了计算机世界，实质上是进入了世界。 A、模拟数字 B、十进制数 C、二进制数 D、抽象数字 答案：C 2．计算机中使用二进制，下面叙述中不正确的是。 A、是因为计算机只能识别0和1 B、物理上容易实现，可靠性强 C、运算，通用性强 D、计算机在二进制数的0、1数码与逻辑量“真”和“假”的0与1吻合，便于表示和进行逻辑运算 答案：A 3．十进制数92转换为二进制数和十六进制数分别是。 A、01011100和5C B、01101100和61 C、和5D D、01011000和4F 答案：A 4．人们通常用十六进制而不用二进制书写计算机中的数，是因为。 A、十六进制的书写比二进制方便 B、十六进制的运算规则比二进制简单 C、十六进制数表达的范围比二进制大 D、计算机内部采用的是十六进制 答案：A 5．浮点数之所以能表示很大或很小的数，是因为使用了。 A、较多的字节 B、较长的尾数 C、阶码
D、符号位 答案：C 6．在科学计算时，经常会遇到“溢出”，这是指。 A、数值超出了内存容量 B、数值超出了机器的位所能表示的范围 C、数值超出了变量的表示范围 D、计算机出故障了 答案：B 7．下列有关二进制的说法中，是错误的。 A、二进制数只有0和1两个数码 B、二进制数只由两位数组成 C、二进制数各位上的权分别为1，2，4，…… D、二进制运算逢二进一 答案：B 8．下列关于字符之间大小关系的说法中，正确的是。 A、空格符>b>B B、空格符>B>b C、b>B>空格符 D、B>b>空格符 答案：C 9．目前在微机上最常用的字符编码是。 A、汉字字型码 B、ASCII码 C、8421码 D、EBCDIC码 答案：B 10．计算机多媒体技术是以计算机为工具，接受、处理和显示由等表示的信息技术。 A、中文、英文、日文 B、图像、动画、声音、文字和影视
哈尔滨学院2014年秋季学期单元测试试卷 课程名称：计算机组成原理 单元名称：第四章数值的机器运算 一、填空题 1．影响并行加法器速度的关键因素是。 2．A、B均为8位二进制数，A=F0H，B=E0H，则A+B= ，A-B= 。 3 ，算术右移1位后得。 4．向左规格化的规则为尾数，阶码为。 5．运算器的基本功能室实现运算和运算。 二、选择题 1．在串行进位的并行加法器中，影响加法器运算速度的关键因素是。A．门电路的级延迟B．元器件速度 C．进位传递延迟D．各位加法器速度的不同 2．并行加法器中每一位的进位产生函数Gi为。A．B．B?AB?A iiii C． D. CB?CA?B?A?iiiiii3．补码加/减法是指。 A．操作数用补码表示，两尾数相加/减，符号位单独处理 B．操作数用补码表示，符号位和尾数一起参加运算，结果的符号与加/减数相同C．操作数用补码表示，连同符号位直接相加，减某数用加某数的机器负数代替，结果的符号在运算中形成 D．操作数用补码表示，由数符决定两尾数的操作，符号位单独处理 4．两个补码数相加，采用1位符号位，当时，表示结果溢出。A．符号位有进位 B．符号位进位和最高数位进位异或结果为0 C. 符号位为1 1 ．符号位进位和最高数位进位异或结果为D． 5．在双符号位判断溢出的方案中，出现正溢时，双符号位应当为。A. 00 B. 01 D. 11 C. 10 6．在定点机中执行算术运算时会产生溢出，其原因是。 A．主存容量不够B．操作数过大
C．操作数地址过大D．运算结果无法表示 7. 当定点运算发生溢出时，应进行。 A. 向左规格化B．向右规格化 C．发出出错信息D．舍入处理 8．。 A．B． C． D 9．将用8位二进制补码表示的十进制数-121，扩展成16位二进制补码，结果用十六进制表示为。 A．0087H B．FF87H D ．FFF9H C．8079H X10．已知，计算机的机器字长为8位二进制编码，则。HC[]?6?][X补补2 A .8CH B．18H D ．C. E3H F1H 11．对于二进制数，若小数点左移1位则数值，若小数点右移1位则数值。 A．扩大一倍，扩大一倍B．扩大一倍，缩小一半 C．缩小一半，扩大一倍D．缩小一半，缩小一半 12．X、Y为定点二进制数，其格式为1位符号位，n位数值位。若采用Booth 补码一位乘法实现乘法运算，则最多需要做加法运算的次数是。A．n-1 B．n C．n+1 D. n+2 13．原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此。 ．不存在恢复余数的操作A． B．当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作 C．仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作 D．当某一步余数为负时，做恢复余数的操作 14．在加法器、寄存器的基础上增加部分控制电路实现除法时，用B寄存器存放 。 A．被乘数和被除数 B．被乘数和除数 C. 乘数和被除数 D．乘数和除数 15．若浮点数用补码表示，判断运算结果是否是规格化数的方法是。A．阶符与数符相同B．阶符与数符相异 C．数符与尾数最高有效位相同D．数符与尾数最高有效位相异
第?二章 数据的机器级表?与处理
数制与编码
“转换”的概念在数据表示中的反映 具体实现 抽象概括感觉媒体信息树、链表等结构化数据描述int, float, array, struct等类型指令指定寄存器或内存中数据ALU中运算或总线上传输的数据逻辑门位信息问题(应用) 算法程序(语言)指令集体系结构(ISA) 微体系结构 电路 器件(晶体管)
各类数据之间的转换关系 对连续信息采样，以使信息离散化对离散样本用0和1进行编码定点运算指令 浮点运算指令逻辑、位操作或字符处理指令
信息的二进制编码 ?机器级数据分两大类 –数值数据：无符号整数、带符号整数、浮点数（实数） –非数值数据：逻辑数（包括位串）、西文字符和汉字 ?计算机内部所有信息都用二进制（即：0和1）进行编码 ?用二进制编码的原因 –制造二个稳定态的物理器件容易(电位高/低，脉冲有/无，正/负极)–二进制编码、计数、运算规则简单 –正好与逻辑命题真/假对应，便于逻辑运算 –可方便地用逻辑电路实现算术运算 ?真值和机器数( 非常重要的概念！) –机器数：用0和1编码的计算机内部的0/1序列 –真值：真正的值，即：现实中带正负号的数 例：unsigned short型变量x的真值是127，其机器数是多少？ 127=27-1，其机器数为0000 0000 0111 1111
数值数据的表示 ?数值数据表示的三要素 –进位计数制 –定、浮点表示 –如何用二进制编码 即：要确定一个数值数据的值必须先确定这三个要素。例如，20137564的值是多少？ 答案是：不知道！?进位计数制 –十进制、二进制、十六进制、八进制数及其相互转换?定/浮点表示（解决小数点问题） –定点整数、定点小数 –浮点数（可用一个定点小数和一个定点整数来表示）?定点数的编码（解决正负号问题） –原码、补码、反码、移码（反码很少用）
第 3 章数值的机器运算 3.1基本内容摘要 1、定点数的加、减法运算和加、减法电路的实现 ◆定点数的加减运算 补码的加法公式、补码的减法公式； ◆补码的溢出判断和检测方法 溢出的产生、符号比较法、双进位法、双符号位法； ◆从半加器到算术逻辑部件ALU 半加器、全加器、并行加法器、加减法部件ASU、 BCD码（十进制）加法器、算术逻辑部件 ALU； 2、定点数的乘、除法运算和乘、除法电路的实现 ◆定点数的乘法运算和乘法电路的实现 原码一位乘法、原码一位乘法运算器、补码原码一位乘法、补码原码一位乘法运算器； ◆定点数的除法运算和除法电路的实现 原码除法、原码加减交替法除法运算器、补码除法； 3、逻辑运算 ◆“与”、“或”和“非”运算 逻辑与、逻辑或、逻辑非 ◆“异或”运算 4、定点运算器的基本结构与工作原理 ◆移位电路 ◆定点运算器的主要组成 5、浮点数运算和浮点数运算器的实现 ◆ 二进制数的浮点表示法 ◆ 二进制数的浮点运算 浮点数的加减法运算、浮点数的乘除法运算 ◆ 浮点运算器的基本结构 浮点加减运算器硬件结构及其工作原理
3. 2知识点 一、逻辑运算 逻辑与：又称为“逻辑乘”，其逻辑表达式为： F=A × B=A·B=A ∧ B 逻辑或：又称“逻辑加”，其逻辑表达式为： F=A+B=A ∨ B 逻辑非：又称为“逻辑反”，其逻辑表达式为： B = A 异或：又称为“按位加”，其逻辑表达式： F=A ⊕ B=A ∨B 二、定点数的加、减法运算和加、减法电路的实现 1、补码加减法 补码加法公式：[X+Y] 补=[X] 补+[Y] 补 补码减法公式：[X－Y]补＝[X] 补－[Y] 补＝[X]补＋[－Y] 补 当 X 、Y 、X+Y 均在一定字长补码所表示的数值范围内，公式成立； 补码运算加减运算中，符号位可一起参加运算，不考虑符号位和数值位的区别； 在补码减法运算中，有： [－ｙ ]补 =－ [ｙ ]补， [－ｙ]补＝ [ [ｙ ]补 ]求补 求补运算指对[ ｙ]补包括符号位“求反且最末位加1” 2、溢出及其检测方法 定点数的运算中出现溢出，其运算结果不能表示正确结果，但可以通过一定方法修正。 加减运算中溢出的判别方法有： （1）符号比较法 溢出判断逻辑表达式： V = X s Y s (X ＋ Y) s＋ X s Y s (X ＋ Y) s＋ X s Y s(X － Y) s＋ X s Y s(X － Y) s （2）双进位法 溢出判断逻辑表达式： V = C in⊕ C out 当 C out C in=0 1，结果正溢；当 C out C in=1 0结果负溢 （3）双符号位法 溢出判断逻辑表达式： V=S S1⊕ S S2 当 S s1S s2=01结果正溢（或上溢）；当S s1S s2=10结果负溢（或下溢）； 在补码运算中，最高位（符号位）产生进位并不表示溢出，该进位虽然丢弃，但运 算结果仍然正确。 3、定点加减运算器的结构 （1）半加器：只是对两个输入数据位进行加法的电路，输出一个结果位和一个向高位的进位，不考虑低位的进位。半加器采用一个异或门和一个与门实现。 （2）全加器：两个输入数据位和低位进位输入进行加法运算，输出一个结果位和一个向高 位的进位。全加器采用 2 个异或门、 2 个与门和 1 个或门实现。
作业三数据的机器级表示与处理一. 选择题 1.108对应的十六进制形式是（）。 A.63H B. 6CH C. B4H D. 5CH 2.–1029的16位补码用十六进制表示为（）。 A.7BFBH B. 8405H C. 0405H D. FBFBH 3.考虑以下C语言代码： short si=–8196; unsigned short usi=si; 执行上述程序段后，usi的值是（）。 A.57339 B. 8196 C. 34572 D. 57340 4.考虑以下C语言代码： short si=–32768; unsigned short usi=si; 执行上述程序段后，usi的值是（）。 A.65535 B. 32768 C. –32768 D. 65536 5.考虑以下C语言代码： unsigned short usi=65535;
short si=usi; 执行上述程序段后，si的值是（）。 A.–1 B. 1 C. –65535 D. 65535 6.假定变量i、f的数据类型分别是int、float。已知i=12345，f=1.2345e3，则在一个 32位机器中执行下列表达式时，结果为“假”的是（）。 A.i==(int)(float)i B. i==(int)(double)i C. f==(float)(double)f D. f==(float)(int)f 二、问答题 P75:3．实现下列各数的转换。(涉及8421码的不做) （1）(25.8125)10= (?)2= (?) 8= (?) 16 （2）(101101.011)2 = (?)10= (?) 8= (?) 16= (?) 8421 （3）(0101 1001 0110.0011)8421 = (?)10= (?) 2= (?) 16 P75:4．假定机器数为8位（1位符号，7位数值），写出下列各二进制数的原码和补码表示。（如果无法完整表示，则写溢出）
机械功和功率的计算 专题
功和功率的计算专题 34、工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，求： （1）物体由井底升至井口工人所做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）物体上升过程中工人做功的功率。 36、一块水田面积为1800m2要灌平均0.1m深的水.不计水渗透的损失，求：（1）所灌水的质量为多少kg？（ρ水＝1.0×103kg/m3） （2）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的(提示：抽水实际上就是利用水泵将水提升一定高度)，水泵对水做了多少J的功？ （3）若水泵的功率为 2kW，抽这些水要用多长时间？ 37、如图所示，利用滑轮组吊运建筑材料．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F做功的功率为 1250W．求在此过程中：
（1）拉力F做功多少？ （2）拉力F的大小为多少？ （3）滑轮组的机械效率为多少？ 38、有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，它的体积为8×10﹣3m3，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体．（ g=10N/kg） （1）该物体的密度是多大？ （2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？ （3）该定滑轮的机械效率是多大？ 40、（4分）五一假期，小明全家驾车从高淳到南京游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．
轿车质量（kg）1050 车轮与地面接触总面积 0.15 （m2） 高淳到南京距离（km）100 预设行车速度（km/h）90 行驶l km耗油量（g）50 匀速行驶时受到的阻力（N）2000 （1）（2分）匀速行驶lkm牵引力所做的功． （2）（2分）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q汽油=4.6×107/kg）． 41、今年国庆期间，小佳坐着他家的小汽车匀速行驶了144km，用时2h，消耗汽油9kg，发动机的牵引力为1000N。求： （1）小汽车的速度和发动机的功率。 （2）汽车匀速行驶时牵引力做的功。 （3）汽车发动机的效率。（=4.6×107J/kg） 42、一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km，若轿车行驶过程中所受到的阻力为1600N，轿车上的速度表如图所示.求：
习题 1.证明：在全加器里进位传递函数P＝Ai+Bi=Ai①Bi， 2.某加法器采用组内并行、组间并行的进位链，4位一组，写出进位信号C6的逻辑表达式。 3.设计一个9位先行进位加法器，每3位为一组，采用两级先行进位线路。 4.已知X和Y，试用它们的变形补码计算出X+Y，并指出结果是否溢出。 (1)X=0.11011，Y=0.11111 (2)X＝0.11011，Y=-0.10101 (3)X＝-0.10110，Y=-0.00001 (4)X=-0.11011，Y＝0.11110 5.已知X和Y，试用它们的变形补码计算出X-Y，并指出结果是否溢出。 (1)X=0.11011，Y=-0.11111 (2)X=0.10111，Y＝0.11011 (3)X=0.11011，Y＝-0.10011 (4)X＝-0.10110，Y＝-0.00001 6．已知：X＝0.1011，Y=-0.0101。 求[1/2x]补，[1/4x]补，[-x]补，[1/2Y]补，[1/4Y]补，[-Y]补 7.设下列数据长8位，包括一位符号位，采用补码表示，分别写出每个数据右移或左移两位之后结果。 (1)0.1100100 (2)1.0011001 (3)1.1100110 (4)1.0000111 8.分别用原码乘法和补码乘法计算X×Y。 (1)X＝0.11011，Y＝-0.11111 (2)X＝-0.11010，Y＝-0.01110 9.根据补码两位乘法规则推导出补码3位乘法的规则。 10.分别用原码和补码加减交替法计算X÷y。 (1)X＝0.10101，Y＝0.11011 (2)X＝-0.10101，Y＝0.11011 (3)X＝0.10001，Y＝-0.10110 (4)X＝-0.10llO，Y＝-0.11011 11.设浮点数的阶码和尾数部分均用补码表示，按照浮点数的运算规则，计算下列各题： (1)X＝2101×(-0.1000l0)，Y＝2100×(-0.111110) (2)X＝2-101×0.101100，Y＝2-100×(-0.101000) (3)X＝2-011×0.101100，Y＝2-001×(-0.111100) 求X+Y，X—Y。 12.设浮点数的阶码和尾数部分均用补码表示，按照浮点数的运算规则，计算下列各题： (1)x＝23×13/16，Y＝24×(-9/16) 求X×Y。 (2)x＝23×(-13/16)，Y＝25×(15/16) 求X÷Y。 13．用流程图描述浮点除法运算的算法步骤。 14．设计一个一位5421码加法器。 15．某机利用二进制的加法器进行8421码的十进制运算，采用的方法是： (1)对某一操作数预加6后，与另一操作数一起进入二进制加法器。 (2)有进位产生时，直接得到和的8421码。
4.2 机械功 一、功 1、定义：一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离，物理学上称这个力对物体做了机械功，简 称做了功。 2、机械功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离。 必要！一个都不能少！ 3、认识几种不做功的情况： （1）有力，但是在力的方向上通过的距离为零——劳而无功； （2）有距离，但是在运动方向上物理没有力的作用-惯性——不劳无功； （3）有力，也有距离，但是力和运动方向是相互垂直的——垂直无功； 例：判断下列情况中，人有没有对所带的皮箱做功： a)人用力提放在地上的皮箱，但是没有提起。 b)人再次用力，把皮箱提起 c)人用力提着皮箱站在原地不动 d)人把箱子放在电梯上，一起随电梯上升 e)人提着箱子在水平路面上匀速前进了50m f)人提着箱子上楼 4、功的大小计算 功的计算公式W=Fs （s必须是在力F的方向上移动的距离）；单位：焦耳 应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； ②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 例1：关于功的概念，下列说法中正确的是 （） A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大 B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小 C．力对物体不做功，说明物体一定无位移 D．功的大小是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的 例2：一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关 系说法正确的是（） A． W1＜W2＜W3 B． W1＜W2=W3 C． W1=W2=W3 D． W1=W2＜W3 例3：放学后，某同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约每层高3m的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为多少
功 功率 机械效率的综合计算 1．(2015，考感)如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12 m ，物体重G ＝6×103 N ，汽车重G 车＝3×104 N ，汽车匀速拉绳子时的拉力F ＝2.2×103 N ，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求： (1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ (2)滑轮组的机械效率为多少？(保留一位小数) (3)若汽车运动的速度为3 m/s ，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？ (4)汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？ 解：(1)n ＝3，s ＝3h ＝3×12 m ＝36 m ，W ＝Fs ＝2.2×103 N×36 m ＝7.92×104 J (2)η＝W 有W 总＝Gh Fs ＝6×103 N 3×2.2×103 N ≈90.9% (3)v 物＝13v 车＝13×3 m/s ＝1 m/s ，t ＝h v 物＝12 m 1 m/s ＝12 s (4)F 牵＝F ＋f ＝F ＋0.1G 车＝2.2×103 N ＋0.1×3×104 N ＝5.2×103 N ，P ＝ F 牵·v 车＝5.2×103 N×3 m/s ＝1.56×104 W 2．(2015，陕西)如图所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离s 与时间t 的关系如图所示。在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594 N 。此斜面的长为5 m ，高为1 m ，这箱货物重为1500 N 。
(1)0～5 s 内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J 。 (2)5～30 s 内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？ (3)该斜面的机械效率是多少？ 解：(1)静止 0 (2)这箱货物运动的速度v ＝s t ＝5 m 25 s ＝0.2 m/s ，拉力做的功W ＝Fs ＝594 N×5 m ＝2970 J ，拉力做功的功率P ＝W t ＝2970 J 25 s ＝118.8 W (3)对这箱货物做的有用功W 有＝Gh ＝1500 N×1 m ＝1500 J ，拉力做的总功W 总＝W ＝2970 J ，斜面的机械效率η＝W 有W 总＝1500 J 2970 J ≈50.5% 3．(2015，遂宁)某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子a 连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从200 N 开始逐渐增加， 直到组装滑轮组的绳子b 被拉断，每次物体拉动的距离均为2 m 。 通过实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大小变化 的关系图象如图乙。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求： (1)动滑轮重力； (2)当滑轮组的机械效率为80%，物体以0.2 m/s 的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率； (3)一个重500 N 的同学利用该滑轮组，想独自用竖直向下的力拉断绳子b ，请你通过计算分析他能否实现。 解：(1)由图乙可知，当f 1＝200 N 时，η1＝50%，W 总1＝W 有＋W 额＝f 1s ＋G 动s ，η＝W 有W 总＝f 1s f 1s ＋G 动s ＝200N 200N ＋G 动＝50%，G 动＝200 N (2)当η 2＝80%时，η 2＝f 2s f 2s ＋G 动s ＝80%，f 2＝ 800 N ，W 有2＝f 2s ＝800 N×2
浙江大学城市学院实验报告 课程名称计算机系统原理实验 实验项目名称实验十一程序的机器级表示——过程 学生姓名专业班级学号 实验成绩指导老师（签名）日期 注意： ●务请保存好各自的源代码，已备后用。 ●请把作业同时上传到BB平台和FTP。 ●文件名为：学号_姓名_日期_实验几，如30801001_姓名_20100305_实验01 ●ftp://10.66.28.222:2007huommupload 123456 一、实验目的： 了解IA32指令系统的常用指令，了解Linux汇编语言的基本语法、汇编语言的编写、调试技巧。 二、实验内容： 1、阅读给出test11_1.c以及对应的反汇编代码，为汇编代码添加注释，并画出函数调用前后的栈帧结构图。 2、阅读给出test11_2.c以及对应的汇编代码，为汇编代码添加注释，并补充完整c程序源码。 三、实验步骤： 1、阅读给出test11_1.c以及对应的反汇编代码，为汇编代码添加注释，并画出函数调用前后的栈帧结构图。 指令注释： 08048354
8048358: 8b 55 08 mov 0x8(%ebp),%edx # 804835b: 8b 4d 0c mov 0xc(%ebp),%ecx # 804835e: 8b 1a mov (%edx),%ebx # 8048360: 8b 01 mov (%ecx),%eax # 8048362: 89 02 mov %eax,(%edx) # 8048364: 89 19 mov %ebx,(%ecx) # 8048366: 01 d8 add %ebx,%eax # 8048368: 5b pop %ebx # 8048369: 5d pop %ebp # 804836a: c3 r et 0804836b
第1章 计算机系统基础 1.1 计算机中数据的表示和计算 1.1.1 目标与要求 通过本节学习掌握如下内容： ? 掌握计算机中的常用数制，掌握十进制、二进制、八进制和十六进制之间相互转换的方法。 ? 理解数据的机内表示方法，掌握原码、反码、补码、移码等码制及其特点。 ? 掌握基本的算术和逻辑运算。 ? 理解常用校验码的原理和特点，了解海明码、循环冗余码的编码方法和校验方法，掌握奇偶校验的原理和方法。 本节为基础内容，但是在历次考试中也是必考内容。题目集中在上午的选择题部分。考生对这一部分的复习应该达到熟练程度。对于进制转换、几种码制的表示方式、其优缺点和不同码制的计算应熟练掌握，切忌在考场上为计算基本的转换而浪费宝贵的时间。 计算机中的数据是采用二进制表示的。计算机中的数据按照基本用途可以分为两类：数值型数据和非数值数据。数值型数据表示具体的数量，有正负大小之分。非数值数据主要包括字符、声音、图像等，这类数据在计算机中存储和处理前需要以特定的编码方式转换为二进制表示形式。 1.1.2 数制及其转换 1．数制 r 进制即r 进位制，r 进制数N 写为按权展开的多项式之和为： 1 k i r i i m N D r -=-= ?∑ 其中，i D 是该数制采用的基本数符号，r i 是权，r 是基数。 例如：十进制数123456.7可以表示为： 123456.7=1?105+2?104+3?103+4?102+5?101+6?100+7?10–1 计算机中常用的记数制是二进制、八进制、十六进制。 2．数制转换 数制间转换是计算机从业人员必须具备的最基本的技能之一，也是每次《计算机技术
功和功率的计算专题 34、工人用如图所示装置从6m深的井中匀速吊起一个重量是800N的物体，所用拉力为500N，2min后物体由井底升至井口，求： （1）物体由井底升至井口工人所做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）物体上升过程中工人做功的功率。 36、一块水田面积为1800m2要灌平均深的水.不计水渗透的损失，求： （1）所灌水的质量为多少kg（ρ水＝×103kg/m3） （2）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的(提示：抽水实际上就是利用水泵将水提升一定高度)，水泵对水做了多少J的功？ （3）若水泵的功率为 2kW，抽这些水要用多长时间 | 37、如图所示，利用滑轮组吊运建筑材料．某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F做功的功率为1250W．求在此过程中：
（1）拉力F做功多少？ （2）拉力F的大小为多少？ （3）滑轮组的机械效率为多少 38、有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，它的体积为8×10﹣3m3，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体．（ g=10N/kg） （1）该物体的密度是多大？ （2）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？ （3）该定滑轮的机械效率是多大 40、（4分）五一假期，小明全家驾车从高淳到南京游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．
（1）（2分）匀速行驶lkm牵引力所做的功． （2）（2分）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q汽油=×107/kg）． · 41、今年国庆期间，小佳坐着他家的小汽车匀速行驶了144km，用时2h，消耗汽油9kg，发动机的牵引力为1000N。求： （1）小汽车的速度和发动机的功率。 （2）汽车匀速行驶时牵引力做的功。 （3）汽车发动机的效率。（=×107J/kg） @
填空题 1、计算机中的所有信息都以二进制表示的原因是()。D A、信息处理方便 B、运算速度快 C、节约元器件 D、物理器件特性所致 2、引入八进制和十六进制的目的是()。D A、节约元件 B、实现简单 C、可以表示更大范围的数 D、用于等价地表示二进制，便于阅读和书写 3、负零的补码表示是()。B A、1 000...0 B、0 000...0 C、0 111...1 D、1 111 (1) 4、［X］补=X0.X1…Xn(n为整数)，它的模为()。D A、2n-1 B、2n C、1 D、2 5、［X］补=X0X1…Xn(n为整数)，它的模为()。A A、2n+1 B、2n C、2n +1 D、2n-1 6、考虑下列C语言代码：D Short si=-8196; Unsigned short usi=si; 执行上述程序段后，usi的值是()。 A、8196 B、34572 C、57339 D、57340 7、设［X］原=1.X1X2X3X4，当满足( )时，X>-1/2成立。D A、X1必须为1，X2X3X4至少有一个为1 B、X1必须为1，X2X3X4任意 C、X1必须为0，X2X3X4至少有一个为1 D、X1必须为0，X2X3X4任意 8、若浮点数尾数用补码表示，则下列数中为规格化尾数形式的是()。D A、1.110 0000B B、0.011 1000B C、0.010 1000B D、1.000 1000B 9、若浮点数尾数用原码表示，则下列数中为规格化尾数形式的是()。A A、1.110 0000B B、0.011 1000B C、0.010 1000B D、1.000 1000B 10、用于表示浮点数的阶码的编码通常是( )。D A、原码 B、补码 C、反码 D、移码 11、若某数采用IEEE754单精度浮点数格式表示为4510 0000H，则其值为()。B A、(1.125)10*210 B、(1.125)10*210 C、(0.125)10*211 D、(0.125)10*210 12、假定变量i、f的数据类型分别是int、float.。已知i=12345,f=1.2345e3，则在一个32位机器中执行下列表达式时，结果为“假”的是()。C A、i==(int)(float)i B、i==(int)(double)i C、f==(float) (int)f D、f==(float) (double)f 13、在一般的计算机系统中，西文字符编码普通采用()。B A、BCD码 B、ASCII码 C、格雷码 D、CRC码 14、假定某计算机按字节编址，采用小端方式，有一个float型变量x的地址为FFFF C000H，x=1234 5678H，则在内存单元FFFF C001H中存放的内容是( )。C A、1234H B、34H C、56H D、5678H 15、下面有关机器字长的叙述中，错误的是( )。D A、机器字长是指CPU中定点运算数据通路的宽度 B、机器字长一般与CPU中寄存器的位数相关 C、机器字长决定了数的表示范围和表示精度 D、机器字长对计算机硬件的造价没有影响。 16、假定下列字符编码中含有奇偶检验位，但没有发生数据错误，那么采用奇校验的字符编
功、功率和机械效率的计算 （g=10N/kg） 1．某泵房每天需将1000m3的水送到18m高的蓄水池里，若由一台离心式水泵来完成，水泵每天工作5小时。这台水泵的功率至少是多少千瓦？ 2．在某工地上，工人师傅用滑轮组起吊重为600N的重物，他用200N的力拉绳，使物体上升3m，滑轮组工作时的效率为75%。求： （1）有用功、总功；（2）此滑轮组至少由几定几动组成？ 3．如图，物体的重量为24000N，物体在匀速运动时受到的阻力是物重的1/10，且滑轮组的机械效率是80%，拉力的功率为150W，要把物体匀速拉动1m。求： （1）F的大小；（2）物体移动的速度；（3）需要多长时间？ 4．工人用类似图中的滑轮组提起重为2000N的物体。求： （1）若不计摩擦和动滑轮重，工人提起这个重物至少需要用多大的力？ （2）若工人匀速提起这个物体时所用的拉力是800N，滑轮组的机械效率是多大？ （3）若工人用800N的拉力在1分钟内将这个物体提高了3m，他做功的功率是多少？ 5．如图，用滑轮组拉着重为600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40s内使物体移动了8m，拉力F做的功为1280J。求： （1）拉力F的大小及拉力的功率； （2）若动滑轮重12N（不计摩擦及绳重）滑轮组的机械效率为多少？ 6．天津在支援四川德阳地区抗震救灾活动中，一辆满载物资的总重为 G的运输车，将物资沿ABCD路线运至D处，AB段海拔高度为h 米，CD段 1 海拔高度为h2米，如图6甲所示。在整个运输过程中，汽车以恒定速度v运动，汽车t=0时经过A处，
t l 时经过B 处，t 2时经过C 处，在此过程中汽车牵引力功率P 随时间，变化的图象可简化为图6乙所示(P 1、P 2、t l 和t 2也为已知量)。求： (1)请分析说明汽车在AB 段和BC 段运动时牵引力的大小关系； (2)请用已知量求汽车沿斜坡BC 段运动时所受总阻力的表达式(总阻力包括摩擦力和空气阻力)？ 7．小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用下图所示的滑轮，组装成滑轮组，用此滑轮组将重为 3.6N 的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W ，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求： （1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重； （2）若用此滑轮组提起小于3.6N 的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。 8．如图8a 所示,是2008北京残奥会开幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己双手的力量，攀爬到火炬台底部并最终点燃圣火的照片，该点火仪式充分体现了残疾人自强自立、拼搏向上的勇气和精神。已知他和轮椅总质量为80kg ，攀爬高度39m ，历时约3min20s 。求： （1）如果不计机械装置的额外功，求他的平均功率多大？ （2）小明同学看到火炬手攀爬很费劲，想到物理课上学过利用滑轮组可以省力。小明同学如果站在地面上,用如图8b 所示的哪个滑轮组拉起火炬手侯斌最合适,理由是什么?如果该滑轮组机械效率为80 ％，求小明同学的拉力至少要多大？（g 取 10N/kg ） 9．上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N 的水平牵引力，5min 内匀速直线行驶了9000m 。求： （ 1）汽车受到水平方向的阻力是多少？ （2）汽车牵引力所做的功和功率是多少？ 10 ．如图 10所示，拉力F =80N ，物体重G =120N ， 若绳子自由端匀速拉动的距离s =4m ， 物体被提高的距离h =2m ，然后在水平方向匀速平移5m ，求： （1）拉力所做的有用功、重力在水平方向做的功； （2）拉力所做的总功W 总； （3）该滑轮组的机械效率η？ 图8a 图8b A B C F F F F 图10 F G
专 设备功率确定 负荷计算公式 一、计算 设备功率的确定 进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。 用电设备的额定功率r P 或额定容量r S 是指铭牌上的数据。对于不同负载持续率下的额定功率或额定容量，应换算为统一负载持续率下的有功功率，即设备功率 N P 。 （1）连续工作制电动机的设备功率等于额定功率。 （2）短时或周期工作制电动机（如起重机用电动机等）的设备功率是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。 当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为25%下的有功功率。 ,225 .0r r r r N P P P εε==kW （5-2-1） 当采用利用系数法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为100%下的有功功率。 r r N P P ε= （5-2-2） 式中 r P ——电动机额定功率，kW ； r ε——电动机额定负载持续率。 （3）电焊机的设备功率是将额定容量换算到负载持续率ε为100%时的有功功率。 ,cos ?εr r N S P = kW （5-2-3） 式中 r S ——电焊机的额定容量，kV A ； ?cos ——功率因数。 （4）电炉变压器的设备功率是指额定功率因数时的有功功率。 ,cos ?r N S P = kW （5-2-4） 式中 r S ——电炉变压器的额定容量，kV A 。 （5）整流器的设备功率是指额定直流功率。 （6）成组用电设备的设备功率是指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率之和。 （7）白炽灯的设备功率为灯泡额定功率。气体放电灯的设备功率为灯管额定功
功与功率得计算专题 34、工人用如图所示装置从6m深得井中匀速吊起一个重量就是800N得物体,所用拉力为500N,2min后物体由井底升至井口,求: (1)物体由井底升至井口工人所做得有用功; (2)滑轮组得机械效率; (3)物体上升过程中工人做功得功率。 36、一块水田面积为1800m2要灌平均0、1m深得水、不计水渗透得损失,求: (1)所灌水得质量为多少kg？(ρ水＝1、0×103kg/m3) (2)若这些水就是用水泵(抽水机)从距水田2m深得水渠中抽上来得(提示:抽水实际上就就是利用水泵将水提升一定高度),水泵对水做了多少J得功？ (3)若水泵得功率为2kW,抽这些水要用多长时间？ 37、如图所示,利用滑轮组吊运建筑材料.某次将总重G为4000N得砖块匀速吊运到高为10m 得楼上,用时40s,卷扬机提供得拉力F做功得功率为1250W.求在此过程中: (1)拉力F做功多少？ (2)拉力F得大小为多少？ (3)滑轮组得机械效率为多少？ 38、有一质量为20kg得正方体物体放在水平地面上,它得体积为8×10﹣3m3,某人想通过如图所示得滑轮来竖直提起这个物体.( g=10N/kg) (1)该物体得密度就是多大？ (2)当人用250N得力向下拉绳子时,物体恰好能匀速上升,物体上升3m后恰好到达目标位置,求此过程中人所做得功？ (3)该定滑轮得机械效率就是多大？ 40、(4分)五一假期,小明全家驾车从高淳到南京游玩,出发前,爱学习得小明收集了相关数据,整理成下表,请您根据表中数据完成相关计算.
(1)(2分)匀速行驶lkm牵引力所做得功. (2)(2分)全程消耗得汽油在完全燃烧时放出得热量(q汽油=4、6×107/kg). 41、今年国庆期间,小佳坐着她家得小汽车匀速行驶了144km,用时2h,消耗汽油9kg,发动机得牵引力为1000N。求: (1)小汽车得速度与发动机得功率。 (2)汽车匀速行驶时牵引力做得功。 (3)汽车发动机得效率。(=4、6×107J/kg) 42、一辆轿车在平直得高速公路上匀速行驶1、8km,若轿车行驶过程中所受到得阻力为1600N,轿车上得速度表如图所示、求: (1)在此过程中汽车得牵引力所做得功就是多少J？ (2)该车行驶过程中得功率就是多少W ？ 43、工人利用如图所示得滑轮组将重900N得物体竖直向上匀速提升0、5m,工人所用得拉力F为600N,(不计摩擦与绳重) (1)人得拉力做得功为多少J？ (2)此滑轮组得机械效率为多少？ (3)若用此滑轮组提升重为1500N得物体,绳上拉力就是多少N？ 47、如图,质量为10kg得物体放在水平桌面上,求: (1)物体所受重力大小; (2)物体底面积为0、1m2,物体对桌面得压强大小; (3)用20N得水平推力,使物体在桌面上移动0、5m,推力对物体做得功. 48、图就是某建筑工地提升建材所用得升降机示意图。建材得重力就是6300N,建材与货箱水平底面得接触面积就是1、2m2。升降机在1min内将建材匀速提升了12m,钢丝绳自由端拉力F得功率就是1800W。试求: