计算机组成原理教程第一章计算机系统概述1.3用二进制数表示一个4位十进制整数最小需要几位(不考虑符号位)。解：最大的4位十进制数为9999＝104－1，n位二进制数所能表示的最大十进制数为2n-1+2n-2+…+2+1=2n－1因此，有2n－1≥104－1，即2n≥104两边取自然对数,得n≥4ln10/ln2=13.2877…，所以，至少需要14位。1.4将93.5－42.75用二进制进行计算。解：因为93.5D=1011101.1B42.75D=101010.11B而1011101.1101010.111.5将十六进制数7E8FH转换成十进制数解：7E8FH＝7*163+14*162+8*16+15=7*4096+14*256+128+15=32399D1.6(1)显然应选A或C，但A>128，故应为C.(2)显然应选B或D，但B<512，故应为D(3)215为奇数故非A即C，但A>27+26+25=128+64+32>215，故应为C(4)215为奇数故只能是A(5)215÷16=13…,13->D,故应为C(6)64<1100100<128,偶数,故应为B(7)A或B,偶,选B(8)100D<80H,A或B,偶,选A1.7解：[X-Y]补＝[X]补＋[-Y]补＝11101011＋10110110＝10100001，所以选A1.8~1.12(参考P18表1.2即可)1.101.11在16位字长中补码用15位表示数值，能表示最大数值为215－1＝32767，所以：1.18画出函数f(A,B,C)=AB+BC,A+B+C的真值表（2）“同或门”X=AB=A•B+A•B1.211001101100110100110100001110000001001111001011111.23（回答要点：诺伊曼原理？P30）解：现代计算机应具以下功能:（1）计算与判断：计算机应能进行基本的计算，并判断下一步该做什么操作。（2）自我控制：计算机应能保证计算的正确性和各部件之间的协调性。（3）存储：计算机应能记住原始数据、解题步骤以及解题过程的中间一些结果。（4）输入与输出：计算机必须有能力把原始数据和解题步骤接收下来(输入)，把计算的结果和计算中间出现的情况告诉(输出)给使用者。1.24B1.25C1.26B1.27(回答要点：程序是什么，控制器工作过程p37)解：计算机的工作过程就是执行程序的过程，程序是为特定问题求解而设计的指令序列，指令是计算机能识别的一组编排成特定格式的代码，它能告诉机器在什么时间，完成什么操作，能让机器知道数据放在何处，结果应放在何处，同时指出下一条指令在何处，使程序能连续执行。计算机每条指令的执行过程:取指令分析产生一系列操作信号控制计算机各部件工作然后取下一条指令，计算机从第一条指令开始，周而复始地按上述过程工作，直至程序中的指令全部执行完毕。1.28(参见第5章P171)解：指令系统就是一台计算机所能执行的各种类型的指令的集合。它表征了计算机的基本功能，标明了计算机所能直接引用的操作种类。1.29C1.30(1)A(2)C(3)C1.31…操作系统…扩大硬件功能，…资源管理，…方便用户…，这些功能如何实现？回答要点：(参考P40~42)操作系统如何扩大硬件功能……(3)操作系统对计算机资源进行管理功能……(4)操作系统如何方便用户使用……(2)1.32…速度快、精度高、…自动运算，…这些如何得到？回答要点：硬件软件（操作系统)1.33(P44~)(1)计算机的运算速度与下列三方面因素有关：首先是主频。主频越高，运算速度越快。其次是字长，字长越长，单位时间内完成的数据运算就越多，计算速度就越快。最后是计算机的体系结构，体系结构合理，同样器件的整机速度就快。(2)计算机的主存容量与计算机的地址总线的根数有关，其容量=2地址线数。(3)计算机的计算精度与计算机的字长有关，字长越长，精度越高；也与计算机的数的表示形式有关，浮点数表示的数值精度高，范围大。1.34（P44~46）1.35将来的计算机会是什么样子?第五代计算机指具有人工智能的新一代计算机,它具有推理、联想、判断、决策、学习等功能。可以肯定，在未来社会中，计算机、网络、通信技术将会三位一体化。将来，我们会面对下列各种各样的计算机：能识别自然语言的计算机高速超导计算机激光计算机分子计算机量子计算机DNA计算机神经元计算机生物计算机