計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第三章習(xí)題答案

1、?61?第3章習(xí)題答案2（4）高級(jí)語言中的運(yùn)算和機(jī)器語言（即指令）中的運(yùn)算是什么關(guān)系？假定某一個(gè)高級(jí)語言源程序）高級(jí)語言中的運(yùn)算和機(jī)器語言（即指令）中的運(yùn)算是什么關(guān)系？假定某一個(gè)高級(jí)語言源程序P中有乘、除運(yùn)算，但機(jī)器有乘、除運(yùn)算，但機(jī)器M中不提供乘、除運(yùn)算指令，則程序中不提供乘、除運(yùn)算指令，則程序P能否在機(jī)器能否在機(jī)器M上運(yùn)行？為什么？上運(yùn)行？為什么？參考答案：（略）參考答案：（略）3考慮以下考慮以下C語言程序代碼：語言程序代碼：int

2、func1(unsignedwd)return(int)((wd24)intfunc2(unsignedwd)return((int)wd24假設(shè)在一個(gè)假設(shè)在一個(gè)32位機(jī)器上執(zhí)行這些函數(shù)，該機(jī)器使用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示帶符號(hào)整數(shù)。無符號(hào)數(shù)采用邏輯位機(jī)器上執(zhí)行這些函數(shù)，該機(jī)器使用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示帶符號(hào)整數(shù)。無符號(hào)數(shù)采用邏輯移位，帶符號(hào)整數(shù)采用算術(shù)移位。請?zhí)顚懴卤?，并說明函數(shù)移位，帶符號(hào)整數(shù)采用算術(shù)移位。請?zhí)顚懴卤?，并說明函數(shù)func1和func2

3、的功能。的功能。Wfunc1(w)func2(w)機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)值0000007FH1270000007FH1270000007FH12700000080H12800000080H128FFFFFF80H–128000000FFH255000000FFH255FFFFFFFFH–100000100H25600000000H000000000H0函數(shù)函數(shù)func1的功能是把無符號(hào)數(shù)高的功能是把無符號(hào)數(shù)高24位清零

4、（左移位清零（左移24位再邏輯右移位再邏輯右移24位）位），結(jié)果一定是正的有符號(hào)，結(jié)果一定是正的有符號(hào)數(shù)；而函數(shù)數(shù)；而函數(shù)func2的功能是把無符號(hào)數(shù)的高的功能是把無符號(hào)數(shù)的高24位都變成和第位都變成和第25位一樣，因?yàn)樽笠莆灰粯?，因?yàn)樽笠?4位后進(jìn)行算術(shù)右位后進(jìn)行算術(shù)右移，高移，高24位補(bǔ)符號(hào)位（即第位補(bǔ)符號(hào)位（即第25位）位）。4填寫下表，注意對比無符號(hào)數(shù)和帶符號(hào)整數(shù)的乘法結(jié)果，以及截?cái)嗖僮髑啊⒑蟮慕Y(jié)果。填寫下表，注意對比無符號(hào)數(shù)和

5、帶符號(hào)整數(shù)的乘法結(jié)果，以及截?cái)嗖僮髑?、后的結(jié)果。xyxy（截?cái)嗲埃ń財(cái)嗲埃﹛y（截?cái)嗪螅ń財(cái)嗪螅┠Ｊ侥Ｊ綑C(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)值機(jī)器數(shù)機(jī)器數(shù)值無符號(hào)數(shù)無符號(hào)數(shù)11060102001100121004二進(jìn)制補(bǔ)碼二進(jìn)制補(bǔ)碼110–20102111100–4100–4無符號(hào)數(shù)無符號(hào)數(shù)0011111700011171117二進(jìn)制補(bǔ)碼二進(jìn)制補(bǔ)碼0011111–1111111–1111–1無符號(hào)數(shù)無符號(hào)數(shù)11171117110

6、001490011二進(jìn)制補(bǔ)碼二進(jìn)制補(bǔ)碼111–1111–1000001100115以下是兩段以下是兩段C語言代碼，函數(shù)語言代碼，函數(shù)arith()是直接用是直接用C語言寫的，而語言寫的，而optarith()是對是對arith()函數(shù)以某個(gè)確函數(shù)以某個(gè)確定的定的M和N編譯生成的機(jī)器代碼反編譯生成的。根據(jù)編譯生成的機(jī)器代碼反編譯生成的。根據(jù)optarith()，可以推斷函數(shù)，可以推斷函數(shù)arith()中M和N的值各是多少？的值各是多少？?

7、63?邏輯框圖參見教材中的圖邏輯框圖參見教材中的圖3.15和圖和圖3.16，將兩個(gè)圖結(jié)合起來即可，也即只要將圖，將兩個(gè)圖結(jié)合起來即可，也即只要將圖3.15中的中的B輸入端輸入端的每一位的每一位Bi取反，得到取反，得到Bi，和原碼，和原碼Bi一起送到一個(gè)二路選擇器，由進(jìn)位一起送到一個(gè)二路選擇器，由進(jìn)位C0作為選擇控制信號(hào)。當(dāng)作為選擇控制信號(hào)。當(dāng)C0為1時(shí)做減法，此時(shí)，選擇將時(shí)做減法，此時(shí)，選擇將Bi作為作為SN74181的B輸入端；否則，

8、當(dāng)輸入端；否則，當(dāng)C0為1時(shí)，做加法。時(shí)，做加法。零標(biāo)志零標(biāo)志ZF、進(jìn)位標(biāo)志、進(jìn)位標(biāo)志CF、溢出標(biāo)志、溢出標(biāo)志OF、符號(hào)標(biāo)志、符號(hào)標(biāo)志SF的邏輯電路根據(jù)以下邏輯表達(dá)式畫出即可。的邏輯電路根據(jù)以下邏輯表達(dá)式畫出即可。ZF=F15F14F13F12F11F10F9F8F7F6F5F4F3F2F1F0CF=C16OF=C0（A15B15F15A15B15F15）C0（A15B15F15A15B15F15）SF=F158用SN74181和SN7

9、4182器件設(shè)計(jì)一個(gè)器件設(shè)計(jì)一個(gè)32位的位的ALU，要求采用兩級(jí)先行進(jìn)位結(jié)構(gòu)。，要求采用兩級(jí)先行進(jìn)位結(jié)構(gòu)。（1）寫出所需的寫出所需的SN74181和SN74182芯片數(shù)。芯片數(shù)。（2）畫出畫出32位ALU的邏輯結(jié)構(gòu)圖。的邏輯結(jié)構(gòu)圖。參考答案（圖略）：參考答案（圖略）：將如圖將如圖3.15所示的兩個(gè)所示的兩個(gè)16位ALU級(jí)聯(lián)起來即可，級(jí)聯(lián)時(shí)，低級(jí)聯(lián)起來即可，級(jí)聯(lián)時(shí)，低16位ALU的高位進(jìn)位的高位進(jìn)位C16作為作為高16位ALU的低位進(jìn)位的

10、低位進(jìn)位C0，因此，只要用，因此，只要用8片SN74181和2片SN74182。9已知已知x=10，y=–6，采用，采用6位機(jī)器數(shù)表示。請按如下要求計(jì)算，并把結(jié)果還原成真值。位機(jī)器數(shù)表示。請按如下要求計(jì)算，并把結(jié)果還原成真值。（1）求[xy]補(bǔ)，[x–y]補(bǔ)。（2）用原碼一位乘法計(jì)算用原碼一位乘法計(jì)算[xy]原。（3）用MBA（基（基4布斯）乘法計(jì)算布斯）乘法計(jì)算[xy]補(bǔ)。（4）用不恢復(fù)余數(shù)法計(jì)算用不恢復(fù)余數(shù)法計(jì)算[xy]原的商和余數(shù)

11、。的商和余數(shù)。（5）用不恢復(fù)余數(shù)法計(jì)算用不恢復(fù)余數(shù)法計(jì)算[xy]補(bǔ)的商和余數(shù)。的商和余數(shù)。參考答案：參考答案：[10]補(bǔ)=001010[–6]補(bǔ)=111010[6]補(bǔ)=000110[10]原=001010[–6]原=100110（1）[10(–6)]補(bǔ)=[10]補(bǔ)[–6]補(bǔ)=001010111010=000100(4)[10–(–6)]補(bǔ)=[10]補(bǔ)[–(–6)]補(bǔ)=001010000110=010000(16)（2）先采用無符號(hào)數(shù)乘法

12、計(jì)算先采用無符號(hào)數(shù)乘法計(jì)算001010000110的乘積，原碼一位乘法過程（前面兩個(gè)的乘積，原碼一位乘法過程（前面兩個(gè)0省略）如省略）如下：下：CPY說明說明000000110P0=00000y4=0，000000CP和Y同時(shí)右移一位同時(shí)右移一位000000011得P11010y3=1，X01010CP和Y同時(shí)右移一位同時(shí)右移一位001010001得P21010y2=1，X011110000CP和Y同時(shí)右移一位同時(shí)右移一位0011110