第6章 计算机的运算方法
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《计算机组成原理》唐朔飞第⼆版_笔记第1章概论1,计算机系统的软硬件概念1)硬件:计算机的实体部分,它由看得见摸得着的各种电⼦元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。
2)软件:由⼈们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成,分为系统软件和应⽤软件。
①系统软件⼜称为系统程序,主要⽤来管理整个计算机系统,监视服务,使系统资源得到合理的调度,⾼效运⾏。
它包括:标准程序库、语⾔处理程序(编译程序)、操作系统、、服务程序(如诊断、调试、连接程序)、数据库管理系统、⽹络软件等。
②应⽤软件⼜称应⽤程序,它是⽤户根据任务需要所编制的各种程序,如科学计算程序、数据处理程序、过程控制程序、实物管理程序。
2、计算机系统的层次结构:1)硬联逻辑级:第零级是硬联逻辑级,这是计算机的内核,由门,触发器等逻辑电路组成。
2)微程序级:第⼀级是微程序级。
这级的机器语⾔是微指令集,程序员⽤微指令编写的微程序,⼀般是直接由硬件执⾏的。
3)传统机器级:第⼆级是传统机器级,这级的机器语⾔是该机的指令集,程序员⽤机器指令编写的程序可以由微程序进⾏解释。
操作4)系统级:第三级是操作系统级,从操作系统的基本功能来看,⼀⽅⾯它要直接管理传统机器中的软硬件资源,另⼀⽅⾯它⼜是传统机器的延伸。
5)汇编语⾔级:第四级是汇编语⾔级,这级的机器语⾔是汇编语⾔,完成汇编语⾔翻译的程序叫做汇编程序。
6)⾼级语⾔级:第五级是⾼级语⾔级,这级的机器语⾔就是各种⾼级语⾔,通常⽤编译程序来完成⾼级语⾔翻译的⼯作。
7)应⽤语⾔级:第六级是应⽤语⾔级,这⼀级是为了使计算机满⾜某种⽤途⽽专门设计的,因此这⼀级语⾔就是各种⾯向问题的应⽤语⾔。
把计算机系统按功能分为多级层次结构,就是有利于正确理解计算机系统的⼯作过程,明确软件,硬件在计算机系统中的地位和作⽤。
3、计算机组成和计算机体系结构1)计算机体系结构:是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,即概念性的结构与功能特性。
第6章 计算机的运算方法2. 已知1a2a3a4a5a6(ai 为0或1),讨论下列几种情况时ai 各取何值。
(1)21X > (2)81X ≥ (3)161X 41>≥ 解: (1)若要21X >,只要a1=1,a2~a6不全为0即可。
(2)若要81X ≥,只要a1~a3不全为0即可。
(3)若要161X 41>≥,只要a1=0,a2可任取0或1; 当a2=0时,若a3=0,则必须a4=1,且a5、a6不全为0;若a3=1,则a4~a6可任取0或1;当a2=1时, a3~a6均取0。
3. 设x 为整数,[x]补=1,x1x2x3x4x5,若要求 x < -16,试问 x1~x5 应取何值? 解:若要x < -16,需 x1=0,x2~x5 任意。
(注:负数绝对值大的补码码值反而小。
)4. 设机器数字长为8位(含1位符号位在内),写出对应下列各真值的原码、补码和反码。
-13/64,29/128,100,-87 解:真值与不同机器码对应关系如下:5. 已知[x]补,求[x]原和x 。
[x1]补; [x2]补; [x3]补; [x4]补;[x5]补=1,0101; [x6]补=1,1100; [x7]补=0,0111; [x8]补=1,0000; 解:[x]补与[x]原、x 的对应关系如下:6.设机器数字长为8位(含1位符号位在内),分整数和小数两种情况讨论真值x 为何值时,[x]补=[x]原成立。
解:当x 为小数时,若x ≥ 0,则 [x]补=[x]原成立;若x < 0,当x= -1/2时,[x]补=[x]原=1.100 0000,则 [x]补=[x]原成立。
当x 为整数时,若x ≥0,则 [x]补=[x]原成立;若x< 0,当x= -64时,[x]补=[x]原=1,100 0000,则 [x]补=[x]原成立。
7.设x 为真值,x*为绝对值,说明[-x*]补=[-x]补能否成立。
是第6章计算机的运算方法1下列数中最小的数为A. (101001)二B. (52)八C. (2B)十六2.下列数中最大的数为A. (10010101)二B. (227)八C. (96)十六3.设寄存器位数为8位,机器数采用补码形式(含1位符号位)。
对应于十进制数-27,寄存器内容为A. 27HB. 9BHC. E5H4.对真值0表示形式唯一的机器数是A.原码B.补码和移码C.反码D.以上都不对5下列表达式中,正确的运算结果为A (10101)二* (2)十= (20202)二B (10101)三* (2)十= (20202)三C (10101)二* (3)十= (30303)三6 在整数定点机中,下述说法正确的是A.原码和反码不能表示-1,补码可以表示-1B.三种机器数均可表示-1C.三种机器数均可表示-1且三种机器数的表示范围相同7.在小数定点机中,下述说法正确的是A.只有补码能表示-1B.只有原码不能表示-1C.三种机器数均不能表示-18. [x]补= 1.000…0,它代表的真值是.A -0 B. -1 C. +19.设x为整数,[x]反=1,1111,对应的真值是A. -15B. -1C. -010.设x为真值,x*为其绝对值,则等式[ -x * ]补=[-x]补A.成立B.不成立11.设x为真值,x*为其绝对值,满足[ -x * ]补=[-x]补的条件是A. x任意B. x为正数C. x为负数12.在整数定点机中,机器数采用补码,双符号位,若它的十六进制表示为COH,则它对应的真值是A. -1B. +3 C -6413.十进制数56的十六进制表示为(负数用补码表示)。
A. D8B. D9 C 56 D 3814.十六进制数28的十进制表示为(负数用补码表示)。
A. -26B. 24 C 40 D -2715. 1 KB = 字节。
A. 210B. 22016.下列属于有权码。
A. 8421码B.格雷码C. ASCII码17. (24.6)八= ( )十。
第6章计算机的运算方法一、选择题1.unsigned short x=65530;unsigned int y=x;得到y的机器数为()。
[2012年统考]A.00007FFAHB.0000FFFAHC.FFFF7FFAHD.FFFF FFFAH【答案】B【解析】本题主要考查考生的逆向思维过程。
怎么快速地将65530转换成十六进制,考生应该记住对于16位无符号整数的最大值为65535(216-1),其十六进制为FFFFH,那么就可以很轻松地得到65530的十六进制为FFFAH(F-5=A)。
无符号短整型转换成无符号整型只需在高位补0即可。
所以,最终得到y的机器数为y=0000FFFAH。
2.一条C语言程序在一台32位机器上运行。
程序中定义了3个变量x、y和z,其中x和z是int型,y为short型。
当x=127,y=-9时,执行赋值语句z=x+y后,x、y和z 的值分别是()。
[2009年统考]A.x=0000007FH,y=FFF9H,z=00000076HB.x=0000007FH,y=FFF9H,z=FFFF0076HC.X=0000007FH,y=FFF7H,z=FFFF0076HD.x=0000007FH,y=FFF7H,z=00000076H【答案】D【解析】①在计算机中,机器数默认使用补码表示。
②符号位扩展问题:所有扩展位使用符号位填充,即正数用0填充,负数用l填充。
如1001扩充成8位,可以写成lllll001;0111扩充成8位,可以写成00000111。
③强制类型转换:如果一个运算符两边的运算数类型不同,先要将其转换为相同的类型,即较低类型转换为较高类型,然后再参加运算。
对于x:x为int型,说明x占32位的存储空间。
127换成二进制为00000000000000000000000001111111,对应的十六进制为0000007FH,故X的值为0000007FH。
对于y:y为short型,说明y占16位的存储空间。