2023年上半年计算机原理第1次作业

本文格式为Word版，下载可任意编辑——2023年上半年计算机原理第1次作业2023年上半年网络学院《计算机原理》作业1

一.填空题：

1．若要表示0~9的十进制数，使用BCD码时，需要_______4________位。

2．计算机系统由________硬件________系统和________软件______系统构成。

3．数的真值变成机器码可采用：____原码_____表示法，______反码____表示法，_____补码____表示法，_____移码_____表示法。

4．8位二进制补码表示整数的最小值为___-128____，最大值为__127______。

5．在进行浮点加减法运算时，需要完成____对阶______、______尾数求和_____、______结果规格化_____、______舍入处理_____和______溢出处理____等步骤。

6.中央处理器CPU具有____指令__控制、___操作___控制、___时间___控制、___数据__加工等基本功能。

7.在计算机术语中，将运算器和控制器合在一起称为____CPU___，而将___CPU____和存储器合在一起称为___主机____。

8.计算机软件一般分为两大类，一类叫___系统___软件，一类叫____应用___软件。其中，数据库管理系统属于___系统____软件。

9.对阶时，使___小____阶向___大____阶看齐，使小阶尾数向___右___移位，每___右___1位，其阶码加1，直到两数的阶码相等为止。

10．若[x]补=1000，则x=____-8_____。

11．在浮点补码加减运算中，当运算结果的尾数不是_________00___________和_________11_________形式时，需要进行规格化操作。

12.一个定点数由____符号位___和____数值域__两部分组成，根据小数点位置不同，定点数有___纯小数___和___纯整数___两种表示方法。

13.按IEEE754标准，一个浮点数由___符号位____S、阶码E、尾数M三个域组成。其中阶码E的值等于指数的__真值e___加上一个固定___偏移值__。

14.某机定点整数格式字长8位（包含一位符号位），当X采用原码表示时，

[X]原的最大正数值是___01111111(+127)___，最小负数值是__11111111(-127)___。若采用补码表示，则[X]补的最大正数是___01111111(+127)______，最小负数是____10000000(-128)___。

15.在浮点加减法运算中，当运算结果的尾数的绝对值大于1时，需要对结果进行___向右规格化尾数___，其操作是__右移1位，左边补符号位，阶码加1______。

16．计算机硬件系统包括__运算器_____、__存储器__、___控制器____、__I/O接口_____输入输出设备。

17．码值80H，若表示真值0，则为___移________码，若表示-128，则为_________补____码，若表示-0，则为_______原______码。

18．带符号的整数在计算机中常用的表示方法有原码、补码和反码三种。在一个8位二进制数的机器字中，补码表示的数的范围从___-127_____（小）到____-128_____（大），这两个数在机器中的补码表示分别为____11111111___和__10000000_____，而数0的补码表示为____00000000___。

19．正数补码算术移位时，符号位不变，空位补___0______；负数补码算术左移时，符号位不变，低位补___0______；负数补码算术右移时，符号位不变，高位补____1____，低位___舍去___。

20．补码加减法中，___符号位____作为数的一部分参与运算，__符号位产生进位_要丢掉。

二.选择题：

1．若一个数的编码是10000111，它的真值为+7，则该编码是___D_______。A.绝对值B.原码C.反码D.移码

2.运算器虽有好多部件组成，但核心部分是___B______。A.数据总线B.算术规律运算单元

C.多路开关D.通用寄放器

3.在计算机中信息存储的最小单位是___A______。

A.二进制位B.字节C.字D.字长

4.冯诺依曼机工作方式的基本特点是_____B____。

A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作D.存储器按内容选择地址

5.能够被计算机硬件直接识别的语言是____D_____。

A.应用语言B.高级语言C.汇编语言D.机器语言

6.对计算机的软硬件资源进行管理是__A_____的功能。A.操作系统B.数据库管理系统C.语言处理程序D.用户程序

7.定点二进制运算器中，减法运算一般通过___D____来实现。A.反码运算的二进制减法器B.补码运算的二进制减法器C.补码运算的十进制加法器D.补码运算的二进制加法器

8．定点整数补码10000011B的真值为_____D____。

A.+1111100B.-1111100C.+1111101D.-1111101

9.运算器的主要功能是进行____C____。

A.规律运算B.算术运算C.规律运算和算术运算D.减法运算

10．完整的计算机系统应包括____D___。

A.运算器、存储器、控制器B.外部设备和主机

C.主机和实用程序D.配套的硬件设备和软件系统

11.计算机中表示地址时使用____A____。

A.无符号数B.原码C.反码D.补码

12.在机器数中，_B_______的零的表示形式是唯一的。

A.原码B.补码C.反码D.原码和反码

13．若[x]补=1.1011，则真值x=____D____。

A.-0.1010B.-0.0100C.-0.1011D.-0.0101

14.计算机内常采用___A_____作为字符的编码。

A.ASCII码B.原码C.反码D.补码

15.IEEE754标准规定的32位符点数规格中，符号位为1位，阶码为8位，尾数为23位，则它所表示的最大规格化正数为___A_____。

A.+(2-2-23)×2+127B.+(1-2-23)×2+127

C.+(2-2-23)×2+256D.2+127-2-23

16.在定点运算中产生溢出原因是__C______。A.运算过程中最高位产生了进位或借位B.参与运算的操作数超出了机器的表示范围C.运算结果的操作数超出了机器的表示范围

D.寄放器的位数太少，不得不舍弃最低有效位

17.规律运算中所定义的最基本的运算不包括____D_____。A.“与〞运算B.“或〞运算C.“非〞运算D.“异或〞运算

18.在8位机中定点补码整数范围是___A____。A.-128~+127B.-128~+128C.-127~+127D.-127~+128

19.在8位整数中，无符号数范围是___A____。A.0~255B.0~256C.-127~+128D.-128~+127

20．关于浮点数加减法以下论述正确的是_____B___。

A.对阶时较小的数进行左移B.对阶时小阶向大阶对齐C.对阶时大阶向小阶对齐D.对阶时较大的数进行左移

21．浮点数实现规格化时___C_____。

A.尾数右移1位，阶码加1B.阶码右移1位，尾数加1C.尾数左移1位，阶码减1D.阶码左移1位，尾数减1

22．在浮点编码表示中_B______在机器数中不出现，是隐含的。A.阶码B.符号C.尾数D.基数

23.在定点机中执行算术运算时会产生溢出，其原因是__D______。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

24．地址是内存储器各存储单元的编号，现有一个32KB的存储器，用十六进制表示编它的地址码，则地址码应从0000H到____C____。A.3276B.8000C.7FFFD.8EEE

25.规律运算中的“规律加〞指的是___B_____。A.“与〞运算B.“或〞运算C.“非〞运算D.“异或〞运算

26．ALU属于_____A___部件。

A.运算器B.控制器C.存储器D.寄放器

27.计算机的存储器系统是指_____D____。A.RAMB.ROM

C.主存储器D.cache，主存储器和外存储器

28.存储周期是指__C______。

A.存储器的读出时间B.存储器的写入时间

C.存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔D.存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔

29.大部分计算机内的减法是用____C____实现。

A.将被减数加到减数中B.从被减数中减去减数C.补数的加法D.从减数中减去被减数

30．存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来____C_____。A.存放数据B.存放程序C.存放程序和数据D.存放微程序

31．存储字长是指___B_______。

A.存放在一个存储单元中的二进制代码组合B.存放在一个存储单元中的二进制代码个数C.存储单元的个数

D.存放在一个存储单元中的BCD码

32．在CPU中，根据指令后继地址的寄放器是___B______。A.主存地址寄放器B.程序计数器

C.指令寄放器D.状态寄放器

33．假使用BCD码表示数据，每一个字节可存放_____A____个十进制。A.2B.3C.4D.8

34.两补码相加,采用1位符号位,则当___D_____时,表示结果溢出。

A.最高位无进位B.最高位进位和次高位进位异或结果为0C.最高位为0D.最高位进位和次高位异或结果为1

35．若A=1011，B=1100，则规律操作A或B的结果是_____A____。A.1111B.1001C.1110D.1100

三．名词解释：

1．阶码2.尾数3．ALU4.指令5.字长6.字节7.机器零8.SRAM9.ROM10.存储单元11.存储容量12.主机13.规格化数14.原码15.补码16.上溢17.下溢18.移码19.地址20.运算器

1.阶码—在浮点数据编码中，表示小数点位置的代码。2.尾数—在浮点数据编码中，表示数据有数值代码。

3.ALU即算术规律运算单元，执行各种算术运算和规律运算。4.表示成二进制数编码的操作命令。5.字长是一个数据字中包含的位数。

6.衡量存储器容量的基本单位，1字节等于8位二进制信息。

7.机器零是指在浮点数据编码中，阶码和尾数都为全0时代表的0值。8.SRAM是指静态随机访问存储器。

9.ROM是只读存储器，一种只能读取数据，不能写入数据的存储器。10.存储单元是计算机中数据的最小表示单位。11.存储容量指主存能存放二进制代码的总数。

12.主机是由CPU、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机，它是一个可以独立工作的系统。

13.规格化数是指在浮点数据编码中,规定尾数部分用纯小数形式给出,尾数绝对值应大于1/R,即小数点后的第一位不为零.

14.指带符号数据表示法之一，0代表正号，1代表负号。

15.指带符号数据表示法之一，正数补码与原码一致，负数补码是将二进制位各位取反后在最低位加1。

16.指数据绝对值太大，以致大于数据编码所能表示数据范围。17.指数据绝对值太小，以致小于数据编码所能表示数据范围。

18.移码是指带符号数据表示之一，符号位用1表示正号，0代表负号，其余位与补码一致。

19.地址是给主存储器中不同的存储位置指定的一个二进制编号。

20.运算器是指计算机中完成运算功能的部件，由运算器和控制器组成。

四.问答题和计算题：

1．简述运算器的功能。

2．试比较定点带符号数在计算机内的四种表示方法。

3.已知x=-0.01111，y=+0.11001，求[x]补，[-x]补，[y]补，[-y]补，x+y=?，x-y=?（采用双符位法运算）

4．简述根据[x]补求[-x]补的方法。

5．试述浮点数规格化的目的及方法。

6.用补码运算法求x-y=?x=-0.0100，y=0.1001

7.已知x和y的二进制值，用补码加减法计算[x+y]补和[x-y]补，指出结果是否溢出？x=0.11011，y=0.01010。

8.简述采用双符号位检测溢出的方法。

9．简述采用单符号位检测溢出方法。

10.简述浮点运算中溢出处理方法？

11.将十进制数25.25转换成IEEE754标准32位浮点数的标准格式来存储。

12.画出存储器的三级存储体系结构？并说明存储器的层次结构主要解决什么问题？

13．说明计算机中采用层次化存储系统的意义。

14.已知[x]补和[y]补的值，用补码加减法计算[x+y]补和[x-y]补：[x]补=0.10111[y]补=1.00101

15．已知x补=0.1011，y补=1.1011，求算数左移，规律左移，算数右移，规律右移后的值。

答：1.主要完成算术及规律运算功能。

2．有四种表示法—原码、反码、补码、移码

3．解：[x]原=1.01111，[x]补=1.10001，[-x]补=0.01111[y]原=0.11001，[y]补=0.11001，[-y]补=1.00111

[x]补11.10001[x]补11.10001+[y]补00.11001+[-y]补11.00111

─────────────────────────[x+y]补00.01010[x-y]补10.11000x+y=+0.01010x-y运算结果发生溢出

4.对[x]补包括符号位在内按位取反，且最低位加1。

5．目的：使浮点数尾数的最高数值位为有效位，通过规格化，可以保证运算数据的精度。寻常采用左规格化，尾数每左移1位，阶码减1。

6．解：[x]补=11.1100+[-y]补=11.0111

───────────[x-y]补=11.0011x-y=-1.1101

7．解：x=0.11011，y=0.01010，[x]补=0.11011，[y]补=0.01010，[-y]补=1.10110[x]补=0.11011[x]补=0.11011+[y]补=0.01010+[-y]补=1.10110

───────────────────[x+y]补=1.00101