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计算机组成原理习题 第二章

2023-03-15 来源:客趣旅游网
第二章 一.填空题

1. 设X=-69,n=8(含符号位),则X的原码为 ,X的补码为 ,X的移码为 。

2. 设机器字长为8位,X=78,Y=-97,则 [X]原= B, [X]补= B [Y]原= B, [Y]补= B

3. 阶码8位(最左一位为符号位),用移码表示,尾数为24位(最左一位为符号位),用规格化补码表示,则它能表示的最大正数的阶码为 ,尾数为 ;绝对值最小的负数的阶码为 ,尾数为 。(以上回答用二进制书写)

4. 8位补码定点整数所能表示的绝对值最大的负数(即最负的数)的值为 。 5. 补码定点小数所能表示的绝对值最大负数的值为 。

6. 当浮点数的尾数为补码时,其为规格化数应满足的条件为 。 7. 影响并行加法器速度的关键因素是 。 8. 向左规格化的规则为:尾数 ,阶码 。 9. 运算器的基本功能是实现 和运算 。

10 在整数定点机中,机器数位补码,字长8位(含2位符号位),则所能表示的十进制数范围为 至 ,前者的补码形式为 ,后者的补码形式为 。 11 机器数为补码,字长16位(含1位符号位),用十六进制写出对应于整数定点机的最大正数补码是 ,最小负数补码是 。

12 机器数为补码,字长16位(含1位符号位),用十六进制写出对应于小数定点机的最大正数补码是 ,最小负数补码是 。

13 在整数定点机中,采用一位符号位,若寄存器内容为1 000 0000,当它分别表示为原码、补码、反码及无符号数时,其对应的真值分别为 、 、 、和 。(均用十进制表示)

14 在小数定点机中,采用1位符号位,若寄存器内容为10000000,当它分别表示为原码、补码和反码时,其对应的真值分别为 、 和 (均用十进制表示)

15 机器数字长为八位(含一位符号位),当x=-128(十进制)时,其对应的二进制为 ,[x]原= ,[x]反= ,[x]补= ,[x]移= 。

16 机器数字长为八位(含一位符号位),当x=-127(十进制)时,其对应的二进制为 ,[x]原= ,[x]反= ,[x]补= ,[x]移= 。

17 在整数定点机中,机器数字长为八位(含一位符号位),当x=-1(十进制)时,其对应的二进制为 ,[x]原= ,[x]反= ,[x]补= ,[x]移= 。 18 在整数定点机中,机器数字长为八位(含一位符号位),当x=-0(十进制)时,其对应的二进制为 ,[x]原= ,[x]反= ,[x]补= ,[x]移= 。 19 机器数字长为八位(含一位符号位),当x=+100(十进制)时,其对应的二进制为 ,[x]原= ,[x]反= ,[x]补= ,[x]移= 。

20 机器数字长为八位(含一位符号位),当x=+127(十进制)时,其对应的二进制为 ,[x]原= ,[x]反= ,[x]补= ,[x]移= 。

21 采用浮点表示时,若尾数为规格化形式,则浮点数的表示范围取决于 的位数,精度取决于 的位数, 确定浮点数的正负。

22 一个浮点数,当其尾数右移时,欲使其值不变,阶码必须 。尾数右移一位,阶码 。

23 移码常用来表示浮点数的 部分,移码和补码除符号位 外,其他各位 。

24 已知寄存器位数为八位,机器数取一位符号位,设其内容为1111 0101当它代表无符号数时,逻辑左移一位得 ,逻辑右移一位后得 。当它代表补码时,算数左移一位后得 ,算数右移一位后得 。

25 已知寄存器位数为八位,机器数取一位符号位,设其内容为0110 1100,当它代表无符号数时,逻辑左移一位后得 ,逻辑右移一位后得 。当它代表补码时,算数左移一位后得 ,算数右移一位后得 。

26 已知寄存器位数为八位,机器数为补码(含两位符号位),设其内容为0010 1101,算数左移一位后得 ,此时机器数符号位 ;算数右移一位后得 ,

此时机器数符号位 。

27 已知寄存器位数为八位,机器数为补码(含两位符号位),设其内容为1100 1011,算数左移一位后得 ,此时机器数符号位 ;算数右移一位后得 ,此时机器数符号位 。

28 两个n+1位(含一位符号位)的原码在机器中做一位乘运算,共需做 次

操作,最多需做 次 操作,才能得到最后的乘积,乘积的符号位需 。 29 设操作数字长16位(不含符号位),机器做原码两位乘运算,共需做 次

操作,最多需做 次 操作,才能得到最后的乘积,乘积的符号位需 。 30 定点原码除法和定点补码除法均可采用 法,但补码除法中 参与运算。 31 在补码一位乘法中,设[x]补为被乘数,[y]补为乘数,若ynyn+1(yn+1为低位)=00应执行 操作,若ynyn+1=01,应执行 操作,若ynyn+1=11,应执行 操作。若机器字长为16位(不包括符号位),则补码乘法需要做 次 操作吗,最多做 次 操作。

32 在补码除法中,设[x]补为被除数,[y]补为除数。除法开始时,若[x]补和[y]补同号,需做 操作,得余数[R]补,若[R]补和[y]补异号,上商 ,再做 操作。若机器数为八位(含一位符号位),共需上商 次,且最后一次上商 。 33 在补码除法中,设[x]补为被除数,[y]补为除数。除法开始时,若[x]补和[y]补异号,需做 次操作,得余数[R]补,若[R]补和[y]补同号,上商 ,再做 操作。若机器数为十五位(不包括符号位),共需上商 次,且最后一次上商 。 34 在浮点加减运算中,对阶时需 阶向 阶看齐,即小阶的尾数向 移位,每移一位,阶码 ,直到两数的阶码相等为止。

35 存放在两个寄存器中的n位长补码,欲实现串行加减运算,最基本的电路应有 和 ,前者用来 ,后者用作 次。若t1和t2分别代表它们的延迟,则执行n位加法所需的时间为 ,随着n的增加, 不变。

36 假设机器数字长为32位(不包括符号位),若一次加法需要1us,一次移位需要1us,则完成原码一位乘,原码两位乘,补码一位乘,补码加减交替法(不考虑上商时间)各需 、 、 、 时间。

37 浮点运算器由 和 组成,它们都是 运算器。前者只要求能执行 运算,后者要求能运行 运算。

38 为提高运算器的速度,通常可采用 、 、和 三中方法。

39 算术/逻辑运算单元74181ALU可以对 位信息完成 种 运算和 种 运算。

40 进位的逻辑表达式中有 和 部分,影响速度的是 。 41 进位链是 。 42 先行进位是指 。

43 图2.1所示的定点运算器结构,能完成加、减、乘、除四种算术运算。设累加器用AC表示,乘商寄存器用MQ表示,数据寄存器用DR表示。

(1)试在三个寄存器中用英文符号标其名称,其中a为 ,b为 ,c为 。 (2)同时具有左移、右移功能的寄存器为 。

(3)用规定的英文符号写出加、减、乘、除四种运算中三个寄存器的配置及操作表达式,加法: ,减法: ,乘法: ,除法: 。

图2.1 定点运算器结构

44 74181可进行 运算,74182称作 部件、它可实现 之间的先行进位。一个具有二级先行进位的32位ALU电路需有 片74181和 片74182。 45 当浮点数的尾数部分为0,不论其阶码为何值,机器都把该浮点数当中 处理。 二.选择题

1. 定点8位字长的字,采用2的补码表示时,一个字所表示的整数范围是 。 A. -128~127 B.-129~128 C.-127~127 D.-128~128

2. 一个8位二进制整数,若采用补码表示,且由4个1和4个0组成,则最小值为 。

A. -120 B.-7 C.-112 D.-121 3. 在定点机中,下列说法错误的是 。 A. 除补码外,原码和反码不能表示-1 B.+0的原码不等于-0的原码

C.+0的反码不等于-0的反码 D.对于相同的机器字长,补码比原码和反码能多表示一个负数

4. 在浮点数中,当数据的绝对值太小,以至于小于所能表示的数据时,称为浮点数的 。

A. 下溢 B.负下溢 C.负溢 D.正下溢

5. 设浮点数阶码的基数是8,下列浮点数尾数中规格化数是 。 A. 11.111000 B.00.000111 C.11.101010 D.11.111101 6. 目前在小型和微型计算机里最有普遍采用的字符编码是 。 A. BCD码 B.十六进制代码 C.ASCII码 D.海明码

7. 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 。 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 8. 在双符号位判断溢出的方案中,出现正溢出时,双符号位应当为 。 A. 00 B.01 C.10 D.11

9. 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 10. 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

11. 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

12. 原码加减交替除法又称为不恢复余数法,因此 。 A. 不存在恢复余数的操作 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 13. 下列叙述中,错误的是 。

A. 运算器中通常都有一个状态标志寄存器,为计算机提供判断条件,以实现程序转移 B.补码乘法器中,被乘数和乘数的符号都不参加运算

C.并行加法器中高位的进位依赖于低位 D.在小数除法中,为了避免溢出,要求被除数的绝对值小于除数的绝对值 14 用n+1位表示定点数(其中一位为符号位),它所能表示的整数范围是 ,它所能表示的小数范围是 。 A.0<=|N|<=2n-1 B. 0<=|N|<=2n+1-1 C. 0<=|N|<=1-2-(n+1) D 0<=|N|<=1-2-n

15 32位字长的浮点数,其中阶码8位(含1位阶符),尾数24位(含1位数符),则其对应的最大整数为 ,最小负数为 ,最小绝对值为 ;若机器数采用补码表示,且尾数为规格化形式,则对应的最大正数为 ,最小正数为 ,最小负数为 。 A.2127(1-2-23) B. -2127(1-2-23)

C. 2

-129

) D. -2+127 E. 2-128×2

-23

F. 2-127×2-23

16 计算机所有信息以二进制表示,其主要理由是 。 A.节省器材 B.运算速度快 C.物理器件性能所致

17 设寄存器内容为1000 0000,若它等于-128,则为 。 A.原码 B.补码 C.反码 D移码

18 设寄存器内容为1000 0000,若它等于-127,则为 。 A.原码 B.补码 C.反码 D移码 19 补码加减法是指 。

A.操作数用补码表示,两数相加减,符号位单独处理,减法用加法代替 B操作数用补码表示,符号位与数值位一起参加运算,结果的符号与加减相同。 C.操作数用补码表示,连同符号位直接相加减,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,由数符决定两数的操作,符号位单独处理。 20 在原码两位乘中,符号位单独处理,参加操作的数是 。 A.原码 B.补码 C.绝对值 D绝对值的补码

21 在补码加减交替除法中,参加操作的数是 ,商符是 。 A.绝对值的补码 在形成商值中自动形成 B.补码 在形成商值的过程中自动形成 C.补码 由两数符号位异或形成

D.绝对值的补码 由两数符号位异或形成

22 两补码相加,采用一位符号位,则当 时,表示结果溢出。 A.最高位有进位

B.最高位进位和次高位进位异或结果为0 C.最高位为1

D最高位进位和次高位进位异或结果为1

23 在浮点机中,判断补码规格化形式的原则是 。

A.尾数的第一数位为1,数符为1 B.尾数的符号位与第一数位相同 C. 尾数的符号位与第一数位不同 D.阶符与数符不同

24 设机器数字长8位(含2位符号位),若机器数DAH为补码,则算术左移一位得 ,算术右移一位得 。 A.B4H EDH B.F4H 6DH C.B5H EDH D.B4H 6DH 25 运算器的主要功能是进行 。 A.算术运算 B.逻辑运算 C.算术逻辑运算 D.初等函数运算

26 运算器由许多部件组成,其核心部分是 。 A.数据总线 B.算术逻辑运算单元 C.累加寄存器 D.多路开关

27 串行运算器结构简单,其运算规律是 。 A.由低位到高位先行进行进位运算 B. 由低位到高位先行进行借位运算 C.由低位到高位逐位运算 D.由高位到低位逐位运算

28 四片74181和一片74182相配合,具有如下 种进位传递功能。 A.行波进位

B.组(小组)内并行进位,组(小组)间并行进位 C. 组(小组)内并行进位,组(小组)间并波进位 D. 组内行波进位,组间并行进位

29 下面有关浮点运算器的描述中,正确的是 。(多项选择)

A.浮点运算器可用两个松散连接的定点运算部件(阶码部件和尾数部件)来实现 B.阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算

C.阶码部件只进行加、减和比较操作 D.尾数部件只进行乘、除操作

30 下面有关定点补码乘法器的描述中,正确的句子是 。(多项选择) A.被乘数的符号和乘数的符号都参加运算

B.乘数寄存器必须具有右移功能,并增设一位附加位,其初态为“1” C.被乘数寄存器也必须具有右移功能 D.用计数器控制乘法次数

31 用八片74181和两片74182可组成 。 A.组内并行进位、组间串行进位的32位ALU B.二级先行进位结构的32位ALU

C.组内先行进位、组间先行进位的16位ALU D.三级先行进位结构的32位ALU

32 浮点数的表示范围和精度取决于 。 A.阶码的位数和尾数的机器数形式 B.阶码的机器数形式和尾数的位数 C.阶码的位数和尾数的位数

D.阶码的机器数形式和尾数的机器数形式

33 在规格化得浮点表示中,若只将移码表示的阶码改为补码表示,其余部分保持不变,则将会使浮点数的表示范围 。 A.增大 B.减小 C.不变 D.以上都不对 34 在浮点数加减法的对阶过程中, 。 A.将被加(减)数的阶码向加(减)数的阶码看齐 B. 将加(减)数的阶码向被加(减)数的阶码看齐 C.将较大的阶码向较小的阶码看齐 D.将较小的阶码向较大的阶码看齐 三 问答题

1 设浮点数字长16位,其中阶码4位(含1位阶码),尾数12位(含1位数符),

将(51/128)+转换成二进制规格化浮点数及机器数(其中阶码采用移码,基值为2,尾数采用补码),并回答此浮点数格式的规格化数表示范围。

2 设浮点数字长16位,其中阶码8位(含1位阶符),尾数8位(含1位数符),阶码采用移码表示,基值为2,尾数用补码表示,计算: (1)机器数为81D0H的十进制数值; (2)此浮点格式的规格化表示范围。

3 设浮点数字长16位,其中阶码5位(含1位阶符),尾数11位(含1位数符),当阶码的基值分别为2和8时: (1)说明2和8在浮点数中如何表示;

(2)当阶码的尾数均用补码表示,且尾数采用规格化表示时,给出两种情况下所能表示的最大正数真值和非零最小正数真值; (3)数的表示范围有什么不同?

4简述算术移位和逻辑移位的区别,举例说明。

5 讨论三种机器数在算术左移或右移时,对结果的影响(指出何时正确,何时有误)。

6 在定点机中采用单符号位,如何判断补码加减运算是否溢出,有几种方案? 7 在浮点机中如何判断溢出?

8 已知二级制数x=0.1010,y=-0.0110,用原码一位乘法计算[x·y]原,并还原成真值。

9已知二级制数x=-0.1011,y=-0.1101,用补码一位乘法计算[x·y]补。 10已知二级制数x=0.10110,y=-0.11111,用加减交替法计算x÷y,机器数形式自定。

11 已知二级制数x=-0.1001,y=-0.1101,用补码加减交替法计算[x÷y]补,并给出商与余数的真值。

12 下列叙述中哪些是正确的?

(1)定点补码一位乘法中被乘数也要右移。

(2)n位小数的补码一位乘法(Booth算法),需做n+1次运算,第n+1次不移

动。

(3)在定点小数补码一位除法中,为了避免溢出,被除数的绝对值一定要小于除数的绝对值。

(4)被除数和除数在做补码除法时,其符号不参加运算。 (5)补码加减交替法是一种不恢复余数法。

(6)原码两位乘法中的乘积符号由原码的符号位异或操作获得,乘积的数值部分由两补码相乘获得。

(7)浮点运算可由阶码运算和尾数运算两个部分联合实现。 (8)阶码部分只进行阶码的加、减操作。 (9)尾数部分只进行乘法和除法运算。 (10)浮点数的正负由阶码的正负符号决定。

13 影响加减运算速度的关键问题是什么?可采取哪些改进措施?举例说明。 14 试用74181和74182器件设计以下两种方案的32位ALU(只需画出进位之间的联系),并比较两种方案的速度及集成电路片数。

(1)采用单重分组(组内并行进位,组间串行进位)进位结果; (2)采用双重分钟(二级先行进位)进位结构。

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