计算机组成原理第6章作业答案
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1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码(用8位二进制表示),其中MSB是最高位(符号位),LSB是最低位。
如果是小数,则小数点在MSB之后;如果是整数,则小数点在LSB之后。
(1)-59/64 (2)27/128 (3)-127/128 (4)用小数表示-1(5)用整数表示-1 (6)-127 (7)35 (8)-1282. 设[x]补=x0.x1x2x3x4,其中x i取0或1,若要使x>-0.5,则x0、x1、x2、x3、x4的取值应满足什么条件?3. 若32位定点小数的最高位为符号位,用补码表示,则所能表示的最大正数为,最小正数为,最大负数为,最小负数为;若32位定点整数的最高位为符号位,用原码表示,则所能表示的最大正数为,最小正数为,最大负数为,最小负数为。
4. 若机器字长为32位,在浮点数据表示时阶符占1位,阶码值占7位,数符占1位,尾数值占23位,阶码用移码表示,尾数用原码表示,则该浮点数格式所能表示的最大正数为,最小正数为,最大负数为,最小负数为。
5. 某机浮点数字长为18位,格式如图2.35所示,已知阶码(含阶符)用补码表示,尾数(含数符)用原码表示。
(1)将(-1027)10表示成规格化浮点数;(2)浮点数(0EF43)16是否是规格化浮点数?它所表示的真值是多少?图2.35 浮点数的表示格式6. 有一个字长为32位的浮点数,格式如图2.36所示,已知数符占1位;阶码占8位,用移码表示;尾数值占23位,尾数用补码表示。
图2.36 浮点数的表示格式请写出:(1)所能表示的最大正数;(2)所能表示的最小负数;(3)规格化数所能表示的数的围。
7. 若浮点数x的IEEE754标准的32位存储格式为(8FEFC000)16,求其浮点数的十进制数值。
8. 将数(-7.28125)10转换成IEEE754标准的32位浮点数的二进制存储格式。
9. 已知x=-0.x1x2…x n,求证:[x]补=+0.00…01。
欢迎共阅1.写出下列各数的原码、反码、补码、移码(用8位二进制表示),其中MSB是最高位(符号位),LSB 是最低位。
如果是小数,则小数点在MSB之后;如果是整数,则小数点在LSB之后。
???(1)-59/64???????(2)27/128???????(3)-127/128?????(4)用小数表示-1???(5)用整数表示-1?(6)-127?????????(7)35???????????(8)-128???2.设[x]补=x0.x1x2x3x4,其中x i取0或1,若要使x>-0.5,则x0、x1、x2、x3、x4的取值应满足什么条件????3.若32位定点小数的最高位为符号位,用补码表示,则所能表示的最大正数为?????,最小正数为?????,最大负数为?????,最小负数为?????;若32位定点整数的最高位为符号位,用原码表示,???4.23位,最小正数为?????,???5.???(1)将???(2)???6.尾数值占??????(1)???(2)???(3)???7.???8.???9.=+0.00 (01)???10.123456???11.已知x和y,用变形补码计算x+y,同时指出运算结果是否发生溢出。
???(1)x=0.11011?????y=-0.10101???(2)x=-10110??????y=-00011???12.已知x和y,用变形补码计算x-y,同时指出运算结果是否发生溢出。
???(1)x=0.10111?????y=0.11011???(2)x=11011???????y=-10011???13.已知[x]补=1.1011000,[y]补=1.0100110,用变形补码计算2[x]补+1/2[y]补=?,同时指出结果是否发生溢出。
???14.已知x和y,用原码运算规则计算x+y,同时指出运算结果是否发生溢出。
???(1)x=0.1011,y=-0.1110???(2)x=-1101,y=-1010???15.已知x和y,用原码运算规则计算x-y,同时指出运算结果是否发生溢出。
第六章12. 设浮点数格式为:阶码5位(含1位阶符),尾数11位(含1位数符)。
写出51/128、-27/1024所对应的机器数。
要求如下:(1)阶码和尾数均为原码。
(2)阶码和尾数均为补码。
(3)阶码为移码,尾数为补码。
解:据题意画出该浮点数的格式:阶符1位阶码4位数符1位尾数10位将十进制数转换为二进制:x1= 51/128= 0.0110011B= 2-1 * 0.110 011Bx2= -27/1024= -0.0000011011B = 2-5*(-0.11011B)则以上各数的浮点规格化数为:(1)[x1]浮=1,0001;0.110 011 000 0[x2]浮=1,0101;1.110 110 000 0(2)[x1]浮=1,1111;0.110 011 000 0[x2]浮=1,1011;1.001 010 000 0(3)[x1]浮=0,1111;0.110 011 000 0[x2]浮=0,1011;1.001 010 000 016.设机器数字长为16位,写出下列各种情况下它能表示的数的范围。
设机器数采用一位符号位,答案均用十进制表示。
(1)无符号数;(2)原码表示的定点小数。
(3)补码表示的定点小数。
(4)补码表示的定点整数。
(5)原码表示的定点整数。
(6)浮点数的格式为:阶码6位(含1位阶符),尾数10位(含1位数符)。
分别写出其正数和负数的表示范围。
(7)浮点数格式同(6),机器数采用补码规格化形式,分别写出其对应的正数和负数的真值范围。
解:(1)无符号整数:0 —— 216 - 1,即:0—— 65535;无符号小数:0 —— 1 - 2-16,即:0 —— 0.99998;(2)原码定点小数:-1 + 2-15——1 - 2-15,即:-0.99997 —— 0.99997(3)补码定点小数:- 1——1 - 2-15,即:-1——0.99997(4)补码定点整数:-215——215 - 1 ,即:-32768——32767(5)原码定点整数:-215 + 1——215 - 1,即:-32767——32767(6)据题意画出该浮点数格式,当阶码和尾数均采用原码,非规格化数表示时:最大负数= 1,11 111;1.000 000 001 ,即 -2-9⨯2-31最小负数= 0,11 111;1.111 111 111,即 -(1-2-9)⨯231则负数表示范围为:-(1-2-9)⨯231 —— -2-9⨯2-31最大正数= 0,11 111;0.111 111 111,即(1-2-9)⨯231最小正数= 1,11 111;0.000 000 001,即 2-9⨯2-31则正数表示范围为:2-9⨯2-31 ——(1-2-9)⨯231(7)当机器数采用补码规格化形式时,若不考虑隐藏位,则最大负数=1,00 000;1.011 111 111,即 -2-1⨯2-32最小负数=0,11 111;1.000 000 000,即 -1⨯231则负数表示范围为:-1⨯231 —— -2-1⨯2-32最大正数=0,11 111;0.111 111 111,即(1-2-9)⨯231最小正数=1,00 000;0.100 000 000,即 2-1⨯2-32则正数表示范围为:2-1⨯2-32 ——(1-2-9)⨯23117.设机器数字长为8位(包括一位符号位),对下列各机器数进行算术左移一位、两位,算术右移一位、两位,讨论结果是否正确。
习题1.给出以下概念的解释说明。
指令周期(Instruction Cycle)机器周期(Machine Cycle)同步系统(Synchronous system)时序信号(Timing signal)控制单元(Control Unit, CU)执行部件(Execute Unit,EU)组合逻辑元件(Combinational logic element)或操作元件(Operate element)时序逻辑元件(Sequential logic circuit)或状态元件(State element)多路选择器(Multiplexor)扩展器(Extension unit)“零”扩展(0- extend)“符号”扩展(Sign extend)算术逻辑部件ALU(Arithmetic Logic Unit)加法器(Adder)CPU总线(CPU Bus)寄存器堆(Register file)定时方式(Clocking methodology)边沿触发(Edge-triggered)寄存器写信号(Register Write)指令存储器(Instruction Memory)数据存储器(Data Memory)程序计数器(Program Counter)指令寄存器(Instruction Register)指令译码器(Instruction Decoder)时钟周期(Clock Cycle)主频(CPU Clock Rate / Frequency 转移目标地址(Branch target address)控制信号(Control signal)微程序控制器(Microprogrammed control)硬布线控制器(Hardwared control)控制存储器(Control Storage,控存CS)微代码(Microcode)微指令(Microinstruction)微程序(Microprogram)固件(Firmware)中断过程(Interrupt Processing)异常(Exception)故障(fault)自陷(Trap) 终止(Abort)中断(Interrupt)中断服务程序(Interrupt Handler)中断允许位(Interrupt Enable Bit)关中断(Interrupt OFF)开中断(Interrupt ON)中断响应(Interrupt Response)向量中断(Vector Interrupt)中断向量(Interrupt vector)中断向量表(Interrupt vector table)向量地址(vector Address)中断类型号(Interrupt number)2. 简单回答下列问题。