計算機組成原理 第二章 習題


2-1設機器數的字長為8位(含1為符號位),分別寫成下列各二進制數的原碼、補碼和反碼。

      0-00.1000-0.10000.1111-0.11111101-1101

____________________________________________

真值             原碼         補碼             反碼

-----------------------------------------------------------------

0              00000000      00000000      00000000

-0             10000000      00000000      11111111

0.1000          0.1000000     0.1000000     0.1000000

-0.1000         1.1000000     1.1000000     1.0111111

0.1111          0.1111000     0.1111000      0.1111000

-0.1111         1.1111000     1.0001000     1.0000111

1101           00001101      00001101     00001101

-1101          10001101      11110011      11110010

------------------------------------------------------------------

 

2-2寫出下列各數的原碼、補碼和反碼

7/16, 4/16, 1/16,±0, -1/16, -4/16,-7/16

解:7/16=7*2^4=0.0111

      4/16=4*2^4=0.0100

      1/16=1*2^4=0.0001

真值                    原碼                    補碼                           反碼

7/16                     0.0111                  0.0111                         0.0111

4/16                     0.0100                 0.0100                        0.0100

1/16                     0.0001                 0.0001                        0.0001

+0                       0.0000                 0.0000                        0.0000

-0                        1.0000                 1.0000                        1.1111

-1/16                    1.0001                 1.1111                         1.1110

-4/16                    1.0100                 1.1100                         1.1011

-7/16                    1.0111                  1.1001                        1.1000

 

2-3已知下列的原碼表示,分別寫出它們的補碼表示

[X]=0.10100,[X]=1.10111

[X]=0.10100->[X]=0.01100

[X]=1.10111->[X]=1.01001

 

2-4已知下列數的補碼表示,分別寫出它們的真值。

[X]=0.10100, [X]=1.10111

[X]=0.10100->X=0.10100

[X]=1.10111->X=0.01001

 

2-5設一個數二進制數X0,表示成X=0.A1A2A3A4A5A6,其中A1~A610.

1)若要X>1/2,A1~A6要滿足什么條件?

解:X>1/2的代碼為:0.100001~0.111111

A1~A6要滿足:A1=1,A2+A3+A4+A5+A6=1;

 

2)若要X1/8A1~A6要滿足什么條件?

解:X1/8的代碼為:0.001000~0.111111

      A1~A6要滿足:A1+A2=0,A3=1;

 

3)若要1/4X>1/16A1~A6要滿足什么條件?

解:1/4X>1/16代碼為:0.000101~0.010000

A1~A6要滿足:A2=1,A1+A3+A4+A5+A6=0

 

2-6[X]=1. A1A2A3A4A5A6,

1)若要X>-1/2,A1~A6要滿足什么條件?

      解:X>-1/2的代碼為:

                       1.000001   -1/64

                       ………

                       1.011111        -31/64

A1~A6要滿足:A1=0,A2+A2+A3+A4+A5+A6=1

2)若要-1/8X-1/4.A1~A6要滿足什么條件?

      解:-1/8X-1/4代碼為:

                       1.000001    -1/64

                       1.001001    -9/64

                        ……..

                       1.001111        -15/64

                       1.010000       -1/4

A1~A6要滿足:A1+A2=0,A3=1;

 

2-7若習題2-6中的[X]改為[X]結果如何?

解:X>-1/2的代碼為:

                    1.100001   -31/64

                     …….            

                    1.111111        -1/64

A1~A6要滿足:A1=1,A2+A3+A4+A5+A6=1

-1/8X-1/4代碼為:

                   1.110000       -1/4

                   1.110001       -15/64

                   …….

                   1.110111        -9/64

                  1.111000       -1/8

A1~A6要滿足:A1·A2=1,A3=0

 

2-8一個n位字長的二進制定點整數,其中一位為符號位,分別寫出在補碼和反碼兩種情況下:

1)模數;                      (2)最大的正數;

3)最負的數;                  4)符號位的權;

5-1的表示形式;               60的表達形式;

 

 

2-9某計算機字長為16位,簡述下列幾種情況下所能表示數值的范圍。

1)無符號整數;                  2)用原碼表示定點小數;

3)用補碼表示定點小數;    4)用原碼表示定點整數;

(5)用補碼表示的定點整數

2-10某計算機字長為32位,試分別寫出無符號整數和帶符號整數(補碼)的表示范圍(用十進制表示)

 

 

2-11某浮點數字長為12位,其中階符為1位,階碼數值為3位,數符為1位,尾數數值為7位,階碼以2為底,階碼和尾數均用補碼表示。它所能表示的最大整數是多少?最小規格化正數是多少?絕對值最大負數是多少?

2-12某浮點數字長為16位,其中階碼分為6位(含1位階符),移碼表示,以2為底;尾數部分為10位(含1位數符,位於尾數最高位),補碼表示,規格化。分別寫出下列情況的二進制代碼與十進制真值。

1)非零最小正數;               2)最大正數

3)絕對值最小負數;           4)絕對值最大負數

                     

 

 

2-13一浮點數,器階碼部分分為p位,尾數部分分為q位,各包含1位符號位,均用補碼表示;尾數基數r=2,該浮點數格式所能表示數的上限、下限及非零的最小正數是多少?寫出表達式。

2-14若上題尾數基數r=16,按上述要求寫出表達式。

2-15某浮點數字長為32位,格式如下。其中階碼部分為8位,以2為底,移碼表示;尾數部分一共24位(含1位數符),補碼表示。現有一浮點代碼為(8C5A3E0016,試寫出它能表示的十進制真值。

0          7  8  9           31

階碼         數符            尾數

解:(8C5A3E0016 =1000 1100 0100 1010 0011 1110 0000 0000B

符號位=1

階碼=00011000

尾數=10110100011111000000000

0.10110100011111*2^12=(101101000111.11)2=(2887.75)10

 

 

2-16試將(-0.11012IEEE短浮點數格式表示出來。

解:0.1101=1.101*2^-1

 符號位=1

 階碼=127-1=126

10111111010100000000000000000000

結果=BF500000H

 

2-17將下列十進制數轉換為IEEE短浮點數:

128.75;     (2) 624;    (3) -0.625;

(4)+0.0;   (5)-1000.5

解:(128.75=11100.11=1.110011*2^4

符號位=0

階碼=127+4=131

01000001111001100000000000000000

結果=41E60000H

2624=1001110000=1.001110000*2^9

符號位=0

階碼=127+9=136

0100010000011100000000000000000

結果=441C0000H

3-0.625=-0.101=-1.01*2^-1

符號位=1

階碼=127-1=126

11000100000111000000000000000000

結果=BF200000H

4+0.0

結果=00000000H

5-1000.5=1111101000.1=1.1111010001*2^9

符號位=1

階碼=127+9=136

11000100011110100010000000000000

 

 

 

 

2-18將下列IEEE短浮點數轉換為十進制數:

111000000 11110000 00000000 00000000

200111111 00010000 00000000 00000000

301000011 10011001 00000000 00000000

401000000 00000000 00000000 00000000

501000001 00100000 00000000 00000000

600000000 00000000 00000000 00000000

解:

1110000001111 00000000000000000000

符號位=1

階碼=129-127=2

1.111*2^2=111.1B=7.5

所以結果=-7.5

200111111000100000000000000000000

符號位=0

階碼=126-127=-1

1.001*2^-1=0.1001B=0.5625

所以結果=0.5625

301000011100110010000000000000000

符號位=0

階碼=135-127=8

1.0011001*2^8=100110010B=306

所以結果=306

40100000000000000 00000000 00000000

符號位=0

階碼=128-127=1

1.0*2=10B=2

所以結果=2

501000001001000000000000000000000

符號位=0

階碼=130-127=3

1.01*2^3=1010B=10

所以結果=10

600000000 00000000 00000000 00000000

階碼和尾數都等於0,所以結果也等於0

 

2-19對下列ASCII碼進行譯碼。

1001001010000111000011110111

1000101101000010101110100100

解:譯碼結果分別為:I,!,awEPW$

 

2-20以下列形式表示(5382)10.

18421碼;    2)余3碼;     32421碼;    4)二進制數

解:

8421碼:0110 0011 1000 0010

3碼:1000 0110 1011 0101

2421碼:1011 0011 1110 0010

二進制:1010100000110

2-21填寫下列代碼的奇偶校驗位,現設為奇校驗。

1 0 1 0 0 0 0 1

0 0 0 1 1 0 0 1

0 1 0 0 1 1 1 0

解:1 0 1 0 0 00 1的奇偶校驗位是0

0 0 0 1 1 0 0 1的奇偶校驗為位是0

0 1 0 0 1 1 1 0的奇偶校驗位是1

 

 


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