1 第2章 数据的表示方法和运算
红色字体的是作业，请大家自行完成。
一、判断题
1．在数字计算机中所以采用二进制是因为二进制的运算最简单。
2．在所有的进位计数制中，整数部分最低位的权都是1。
3．某R进位计数制，其左边一位的权是其相邻的右边一位的权的R倍。
4．计算机表示的数发生溢出的根本原因是计算机的字长有限。
5．表示定点数时，若要求数值0在计算机中唯一地表示为全0，应采用补码。
6．浮点数的取值范围由阶码的位数决定，而精度由尾数的位数决定。
7．CRC校验码的生成和检验大多采用软件实现。
答：正确。
8．若浮点数的尾数用补码表示，那么规格化的浮点数是指尾数数值位的最高位是0（正数）或是1（负数）。
9．在实际应用中，奇偶校验多采用奇校验，这是因为奇校验中不存在全“0”代码，在某些场合下更便于判别。
答：正确。
10．若[x]补>[y]补，不一定满足x>y。
答：正确。
二、选择题
1．下列各种数制的数中最小的数是 。
A．(101001)2 B．（101001）BCD C．(52)8 D．(233)H
2．下列各种数制的数中最大的数是 。
A．(1001011)2 B．75 C．(112)8 D．(4F)H
3．1010AH是 。
A．表示一个二进制数 B．表示一个十六进制数
C．表示一个十进制数 D．表示一个错误的数
2 4．二进制数215转换成二进制数是 （1） ，转换成八进制数是
（2） ，转换成十六进制数是 （3） 。将二进制数01100100转换成十进制数是 （4） ，转换成八进制数是 （5） ，转换成十六进制数是 （6） 。
（1）A．B B．B C．B D．B
（2）A．327 B．268．75 C．252 D．326
1 计算机组成原理总结
第一章
计算机结构是对程序员可见的系统属性，这些特性对程序的运行逻辑有直接的影响。
计算机组织指计算机系统的各操作部件以及按照“计算机结构”的特性要求各部件的连接方式
冯.诺依曼计算机特征：1、计算机内信息（数据和控制信息）用二进制表示。2、计算机硬件由五大部分组成。3、计算机的工作原理：存储程序的工作原理.4. 指令由操作码和地址码组成.5.指令在存储器中按执行顺序存放,由PC指明要执行的指令所在的单元地址,一般按顺序递增,但可按运算结果或外界条件而改变.6.机器以运算器为中心.
总线按功能划分可分为CPU内部总线、局部总线、系统总线、外总线，按时序可分为同步总线和异步总线，按数据传送方式划分可分为并行总线和串行总线，按传送方向可分为单向总线和双向总线，按信息类型分为数据总线、地址总线、控制总线。
以CPU为中心的双总线结构：优点：总线上的负载不重，速度较高，缺点：增加了CPU的开销，降低了CPU的性能。
单总线结构：各部件通过一组总线相连，优点：简化操作，便于系统的扩展，CPU的效率提高了。缺点：对总线的速率要求高了，负担重，而且控制管理也更复杂了。
机器语言：有二进制代码表示的指令（操作码、地址码）组成
组成计算机的基本部件有中央处理器（CPU包括运算器和控制器，用于处理数据和控制程序（指令流）的执行，发出执行每条指令所需要的控制信号）、存储器（起存储、缓冲、传递信息的作用）和输入输出设备（输入设备用来输入原始数据和处理这些数据的程序，输出设备用来输出计算机的处理结果），各部分是有总线联系的
光传输系统的组成：1、传输介质（传输线）为光缆 2、光源是发光二极管LED或激光二极管（前者的传输为几千米，后者为100千米） 3、接受信号的检测器利用光电二极管检测信号
字长：一般与运算器中的二进制位数相等
计算机系统可分为的几个层次
第二章
▲★超前进位思想：先行进位解决的问题是进位的传递速度。其基本思想是：让各位的进位与低位的进位无关，仅与两个参加操作的数有关。由于每位的操作数是同时给出的，各进位信号几乎可以同时产生，和数也随之产生，所以先行进位可以提高进位的传递速度，从而提高加法器的运算速度。
8 第三章 运算方法
一 名词解释
(1)溢出——在运算过程中如出现数据超过这个数表示范围的现象,称溢出。(2)运算器——运算器是一个用于信息加工的部件,又称执行部件。它对数据进行算术运算和逻辑运算。(3)并行加法器——全加器的位数与操作数的位数的加法器称并行加法器。(4)进位链——进位信号的产生与传递的逻辑结构称为进位链。(5)进位产生函数——当xi与yi都为1时,Ci=1,即有进位信号产生,所以将xiyi称为进位产生函数,以Gi表示。(6)进位传递函数——当xi⊕yi=1、Ci-1=1时,则Ci=1。这种情况可看作是当xi⊕yi=1时,第i-1位的进位信号Ci-1可以通过本位向高位传送。因此把xi⊕yi称为进位传递函数,以Pi表示。(7)桶形移位器——在选择电路的控制下可以实现左移、右移、直送操作的具有移位功能的电路。
一．选择题
1. 大部分计算机内的减法是用_____实现。
A．将被减数加到减数中 B．从被减数中减去减数
C．补码数的相加 D．补码数的相减
2. 原码加减法是_____。
A．操作数用原码表示，连符号位直接相加减
B．操作数用原码表示，尾数直接相加减，符号位单独处理
C．操作数用原码表示，根据两数符号决定实际操作，符号位单独处理
D．操作数取绝对值，直接相加减，符号位单独处理
3. 补码加减法是指______。
A．操作数用补码表示，两尾数加减，符号位单独处理，减法用加法代替
B．操作数用补码表示，符号位和尾数一起参加运算，结果的符号与加减相同
C．操作数用补码表示，连符号位直接相加减，减某数用加负某数的补码代替，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. 在原码加减交替除法中，符号位单独处理，参加操作的数是_____。
A．原码 B．绝对值 C．绝对值的补码 D．补码
5. 两补码相加，采用1位符号位，则当_____时，表示结果溢出。
计算机组成原理数据通路实验报告 计算机组成原理 实验报告 计算机组成原理实验报告 实验一 基本运算器实验 一、实验目的 1. 了解运算器的组成结构 2. 掌握运算器的工作原理 3. 深刻理解运算器的控制信号 二、实验设备 PC机一台、TD-CMA实验系统一套 三、实验原理 1. (思考题)运算器的组成包括算数逻辑运算单元ALU（Arithmetic and Logic Unit）、浮点运算单元FPU（Floating Point Unit）、通用寄存器组、专用寄存器组。 ① 算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic and Logic Unit） ALU主要完成对二进制数据的定点算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与或非异或）以及移位操作。在某些CPU中还有专门用于处理移位操作的移位器。 通常ALU由两个输入端和一个输出端。整数单元有时也称为IEU（Integer
Execution Unit）。我们通常所说的“CPU是XX位的”就是指ALU所能处理的数据的位数。 ② 浮点运算单元FPU（Floating Point Unit） FPU主要负责浮点运算和高精度整数运算。有些FPU还具有向量运算的功能，另外一些则有专门的向量处理单元。 ③ 通用寄存器组 通用寄存器组是一组最快的存储器，用来保存参加运算的操作数和中间结果。 ④ 专用寄存器 专用寄存器通常是一些状态寄存器，不能通过程序改变，由CPU自己控制，表明某种状态。 而运算器内部有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，逻辑运算部件由逻辑门构成，而后面又有专门的算术运算部件设计实验。 下图为运算器内部原理构造图 2. 运算器的控制信号 实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4，CLR都连接至CON单元的CLR按钮。T4由时序单
元的TS4提供（脉冲信号），其余控制信号均由CON单元的二进制数据开关模拟给出。控制信号中除T4为脉冲信号外，其余均为电平信号，其中ALU_B为低有效，其余为高有效。 下图为ALU和外围电路的连接。图中的小方框代表排针座。 在运算器的工作过程中，S3 S2 S1 S0 和CN为控制信号，FC为进位标志，FZ为运算器零标志。运算器的逻辑功能见下表，表中功能栏的FC、FZ表示当前运算会影响到该标志。 （思考题）运算器功能的选择： 如图在表中，可以通过调整S3 S2 S1 S0和CN的值来改变运算类型，功能如上图所示，不同的S3 S2 S1 S0和CN的值对应不同的运算类型和结果。 CON单元的数据开关控制数据的形成。 （思考题）运算器的数据通路： 以下为数据通路图 （思考题）运算器的各组成部件的控制信号的作用: LDA和LDB控制存入数据的位置（具体运行方式如上图所示） SD27到SD20通过开和关两个状态
