計(jì)算機(jī)習(xí)題問答(二)

習(xí)題解答:
1、把下面給出的幾個(gè)十進(jìn)制的數(shù)化成二進(jìn)制的數(shù)(無法精確表示時(shí),小數(shù)點(diǎn)后取3位)、八進(jìn)制的數(shù)、十六進(jìn)制的數(shù):
?? 7+3/4,??? -23/64,? 27.5,? -125.9375,? 5.43
????????
答案解? 1、17+3/4=(111)2+(11)2/(100)2=(111.11)2=(7.6)8=(7.C)16
????? 提示:　3/4不必轉(zhuǎn)化成小數(shù)再用乘2取整法轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù),直接將11的小數(shù)點(diǎn)左移兩位即得0.11;???????????
2、-23/64=(-10111)226=(-0.010111)2=(-0.27)8=(-0.5C)16;
3、27.5=(11011.1)2=(33.4)8=(1B.8)16;
4、-125.9375=(-1111101.1111)2=(-175.74)8＝(-7B.F)16;
5、5.43=(101.011)2=(5.3)8=(5.6)16;
????????

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2. 把下面給出的幾種不同進(jìn)制(以下標(biāo)形式給出在右括號之后)的數(shù)化成十進(jìn)制的數(shù):
(1010.0101)2,???? -(101101111.101)2,?? (23.47)8,? -(1A3C.D)16
答案
1、(1010.0101)2=10.3125;
2、-(101101111.101)2=-367.625;
3、(23.47)8=2×8+3+4×8-1+7×8-2=19+0.5+0.1094=19.6094;
4、-(1A3C)16=-(1×163+10×162+3×16+12+13×16-1)=-6716.8125;
????????

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3.完成下面幾個(gè)二進(jìn)制的數(shù)的算術(shù)運(yùn)算:
? 1010.111+0101.101,???? 1010.111-0101.101,
? 1110*0101,??????????? 10111101/1101?
????????
答案
1、1010.111+0101.101=10000.100
2、1010.111-0101.101=101.010
3、1110*0101=1000110
4、10111101/1101=1110.100
????????

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4.回答奇偶校驗(yàn)碼的用途是什么?寫出下面幾個(gè)二進(jìn)制數(shù)的奇,偶校驗(yàn)碼的值:
　　　　　　　　　01010111????????? 11010100
答案
奇偶校驗(yàn)碼是一種能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼中一位錯(cuò)或奇數(shù)個(gè)位出錯(cuò)的一種編碼,常用于存儲器讀寫檢查或ASCII字符及其它類型信息傳送過程中的出錯(cuò)檢查.
1 數(shù)據(jù)01010111的奇校驗(yàn)碼為001010111,偶校驗(yàn)碼為101010111;
2 數(shù)據(jù)11010100的奇校驗(yàn)碼為111010100,偶校驗(yàn)碼為011010100.
????????

?　　?

5、寫出下面2組數(shù)的原、反、補(bǔ)碼表示，并用補(bǔ)碼計(jì)算每組數(shù)的和、差。雙符號位的作用是什么？它只出現(xiàn)在什么電路之處？

1、　　x=0.1101??y=-0.0111??設(shè)符號位為雙符號位
????????
答案
?則?? [x]原=[x]補(bǔ)=[x]反=00 1101=00 1101=00 1101
??? [y]原=11 0111?? [y]反=11 1000
???? [y]補(bǔ)=11 1001?? [-y]補(bǔ)=00 0111 ???
? [x]補(bǔ)+[y]補(bǔ)=00 1101+11 1001=00 0110
??? 故x+y=0.0110
?? [x-y]補(bǔ)=[x]補(bǔ)+[-y]補(bǔ)=00 1101+00 0111=01 0100 結(jié)果錯(cuò)誤，正溢出
????????

?　　?

2、 x=10111101?y=-00101011?設(shè)符號位為雙符號位

????????
答案
?則?? [x]原=[x]補(bǔ)=[x]反=00 10111101
??? [y]原=11 00101011??? [y]反=11 11010100
???? [y]補(bǔ)=11 11010101 ?[-y]補(bǔ)=00 00101011 ???
? [x]補(bǔ)+[y]補(bǔ)=00 10111101+11 11010101=00 10010010
???故x+y= 10010010
[x-y]補(bǔ)=[x]補(bǔ)+[-y]補(bǔ)=00 10111101+00 00101011 =00 11101000
故x-y= 11101000
雙符號位用于簡化補(bǔ)碼加減運(yùn)算時(shí)的判別溢出，它只出現(xiàn)在ALU的符號運(yùn)算之處。

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6、寫出[X]移=10111101和[Y]移=00101011所代表的實(shí)際值。說明移碼的使用場合；計(jì)算二移碼數(shù)的和、差。

[x]移=10111101=27+x? \ x=(0111101) 2=(61)10

???????????? [y]移=00101011=27+y? \ [y]補(bǔ)=10101011

?\y=(-1010101) 2=(-85)10

????? 移碼只用于浮點(diǎn)數(shù)中的階碼表示。

?????????? [x]移+[y]移=10111101+00101011=11101000?

???????????????? 對運(yùn)算結(jié)果要加27進(jìn)行修正得01101000，即十進(jìn)制-24

?????????? [x]移+[-y]移=10111101+11010101=10010010

對運(yùn)算結(jié)果要加27進(jìn)行修正得00010010? 發(fā)生了溢出

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７、仿照計(jì)算機(jī)的計(jì)算過程，用原碼計(jì)算在11題的第（1）小題給出的2個(gè)定點(diǎn)小數(shù)和乘積。
答案
x=0.1101??y=-0.0111計(jì)算過程請看Flash動畫例題解析，
X*Y最終結(jié)果為 -0.01011011 ；
????????

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８、依照計(jì)算機(jī)的計(jì)算過程，用原碼計(jì)算在11題的第（1）小題給出的2個(gè)小數(shù)Y/X的商和正確的余數(shù)。
????????
解：計(jì)算過程參照教材89頁，Y/X 最終結(jié)果為 -0.1000, 余 0.1000*2-4 ；
????????

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．一條指令通常由哪兩部分組成？指令的操作碼一般有哪幾種組織方式？各自應(yīng)用在什么場合？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

答案
? 一條指令由操作碼和操作數(shù)地址碼兩部分組成。對操作碼的組織與編碼有以下三種： （1）定長的操作碼的組織方案 優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)簡單，指令譯碼和執(zhí)行速度快。 缺點(diǎn)：當(dāng)指令數(shù)量增多、指令字單獨(dú)為操作碼劃分出固定的多位后，留給表示操作數(shù) 地址的位數(shù)就會嚴(yán)重不足。 適用于字長較長的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如32位或32位以上。 （2）變長的操作碼的組織方案 優(yōu)點(diǎn)：在比較短的指令字中，既能表示出比較多的指令條數(shù)又能盡量滿足操作數(shù)地址 的要求。 缺點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，指令譯碼和執(zhí)行速度較慢。 適用于字長較短的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如16位或16位以下。 （3）操作碼字段與操作數(shù)地址有所交叉的方案 優(yōu)點(diǎn)：在比較短的指令字中，既能表示出比較多的指令條數(shù)又能盡量滿足操作數(shù)地址 的要求。操作碼不再集中在指令字的最高位，而是與表示操作數(shù)地址的字段有所交叉。 缺點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，指令譯碼和執(zhí)行速度較慢。 這種方案不很常用。

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2．什么是形式地址？簡述對變址尋址、相對尋址、基地址尋址應(yīng)在指令中給出些什么信息？如何得到相應(yīng)的實(shí)際（有效）地址？各自有什么樣的主要用法？

答案
? 表示在指令中的操作數(shù)地址稱為形式地址。 （1）變址尋址：應(yīng)在指令中給出一個(gè)數(shù)值（稱為變址偏移量）及一個(gè)寄存器（稱為 變址寄存器）的編號。 實(shí)際地址（又稱有效地址）=變址寄存器的內(nèi)容+變址偏移量 主要用于處理數(shù)組型數(shù)據(jù)。 （2）相對尋址：應(yīng)在指令中給出一個(gè)數(shù)值（稱為相對尋址偏移量） 實(shí)際地址（又稱有效地址）=程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容+相對尋址偏移量 主要用于相對轉(zhuǎn)移指令。 （3）基地址尋址：應(yīng)在指令中給出一個(gè)寄存器（稱為基址寄存器）的編號。 實(shí)際地址（又稱有效地址）=程序中的地址+基址寄存器 主要用于多道程序或浮動地址程序定位存儲器空間。

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3．簡述計(jì)算機(jī)的控制器的功能和基本組成，微程序的控制器和組合邏輯的控制器在組成和運(yùn)行原理方面的相同、不同之處表現(xiàn)在哪里？

答案
? 控制器的功能是自動連續(xù)地執(zhí)行指令序列，并依據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令和它所處的 執(zhí)行步驟，提供出在這一時(shí)刻整機(jī)各部件要用到的控制信號。 控制器的基本組成包括 （1）程序計(jì)數(shù)器（PC） （2）指令寄存器（IR） （3）脈沖源、啟?？刂七壿?、指令執(zhí)行的步驟標(biāo)記線路 （4）全部時(shí)序控制信號產(chǎn)生部件 微程序的控制器和組合邏輯的控制器在組成同類型的控制器,其共同點(diǎn)是： 基本功能都是提供計(jì)算機(jī)各個(gè)部件協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號，組成部分都有程 序計(jì)數(shù)器PC，指令寄存器IR，都分成幾個(gè)執(zhí)行步驟完成每一條指令的具體功能； 不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在：處理指令執(zhí)行步驟的辦法，提供控制信號的方案不一樣，組 合邏輯控制器是用節(jié)拍發(fā)生器指明指令執(zhí)行步驟，用組合邏輯電路直接給出應(yīng)提 供的控制信號，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度明顯地快，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)復(fù)雜些，但隨著 大規(guī)?，F(xiàn)場可編程集成電路的出現(xiàn)，該缺點(diǎn)已得到很大緩解；微程序的控制器是 通過微指令地址的銜接區(qū)分指令執(zhí)行步驟，應(yīng)提供的控制信號是從控制存儲器中 讀出來的，并經(jīng)過一個(gè)微指令寄存器送到被控制部件的,其缺點(diǎn)是運(yùn)行速度要慢 一些,優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡單些,易于用于實(shí)現(xiàn)系列產(chǎn)品的控制器,理論上可實(shí)現(xiàn) 動態(tài)微程序設(shè)計(jì).

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4．在16位的教學(xué)計(jì)算機(jī)上有選擇地?cái)U(kuò)展出如下幾條指令，包括確定指令格式和具體內(nèi)容，指令執(zhí)行步驟，每一步的操作功能和控制信號等，最后再在教學(xué)計(jì)算機(jī)上真正實(shí)現(xiàn)出來，調(diào)試正確并應(yīng)用在程序中，要求不能破壞無關(guān)的通用寄存器的內(nèi)容。 （1）兩個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容相加，結(jié)果寫回其中一個(gè)內(nèi)存單元的指令； （2）對一個(gè)通用寄存器完成高、低位字節(jié)內(nèi)容交換的指令； （3）一個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容與一個(gè)通用寄存器的內(nèi)容異或，結(jié)果寫回該通用寄存器。

答案 請?jiān)趯?shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)。

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5．在8位的教學(xué)計(jì)算機(jī)上有選擇地?cái)U(kuò)展出如下幾條指令，包括確定指令格式和具體內(nèi)容，指令執(zhí)行步驟，第一步的操作功能和控制信號等，最后再在教學(xué)計(jì)算機(jī)上真正實(shí)現(xiàn)出來，調(diào)試正確并應(yīng)用在程序中。 （1）ADC指令 （2）OR指令 （3）TEST指令 （4）DEC指令 （5）正常的IN，OUT指令 （6）中斷隱指令、中斷返回指令（IRET）

答案 請?jiān)趯?shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)。

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