发布时间 : 星期四 文章计算机组成与系统结构课后答案版全(清华大学出版社-袁春风主编)名师制作优质教学资料更新完毕开始阅读
19．写出16位数据的SEC码。假定数据为0101 0001 0100 0110，说明SEC码如何正确检测数据位5的
错误。 参考答案：
对于16位数据， 可以如下插入校验位： M16 M15 M14 M13 M12 P5 M11 M10 M9 M8 M7 M6 M5 P4 M4 M3 M2 P3 M1 P2 P1
其中Mi是原信息数据， Pi是加入的校验位， 对于各个校验位的值可以如下计算
P1 = M1⊕M2⊕M3⊕M4⊕M5⊕M7⊕M9⊕M11⊕M12⊕M14⊕M16 = 1 P2 = M1⊕M3⊕M4⊕M6⊕M7⊕M10⊕M11⊕M13⊕M14 = 1 P3 = M2⊕M3⊕M4⊕M8⊕M9⊕M10⊕M11⊕M15⊕M16 = 0 P4 = M5⊕M6⊕M7⊕M8⊕M9⊕M10⊕M11 = 0 P5 = M12⊕M13⊕M14⊕M15⊕M16 = 0 所以此时P5 P4 P3 P2 P1 = 00011，第五位数据出错时，数据字变为：0101 0001 0101 0110，P5?P4?P3?P2?P1?= 01010，故障字 = 00011⊕01010 = 01001，说明码字第9位出错，即M5出错。
20．假设要传送的数据信息为：100011，若约定的生成多项式为：G(x)= x3+1，则校验码为多少？假定在
接收端接收到的数据信息为100010，说明如何正确检测其错误，写出检测过程。 参考答案：
原数据信息为100011，对应的报文多项式为M(x) = x5 + x + 1, 生成多项式的位数为4位， 所以在原数据信息后面添加3个0，变为M?(x) = x3M(x) = x8 + x4 + x3, 用M(x)去模2除G(x)，得到的余数为111， 所以得到CRC码为100011 111。 检测时， 用接收到的CRC码去模2除生成多项式1001，若得到的余数为0，则表明正确，否则说
明传输时发生了错误。此题中接收到的CRC码为100010 111（即数据100010加检验位111），显然，用100010 111 模2除 1001，得到余数为001，不为0，说明传输时发生错误。
第 3 章 习 题 答 案
2（4）高级语言中的运算和机器语言（即指令）中的运算是什么关系？假定某一个高级语言源程序P中有乘、除运算，但机器M中不提供乘、除运算指令，则程序P能否在机器M上运行？为什么？ 参考答案：（略）
3．考虑以下C语言程序代码：
int func1(unsigned word) { return (int) (( word <<24) >> 24); }
int func2(unsigned word) { return ( (int) word <<24 ) >> 24; }
假设在一个32位机器上执行这些函数，该机器使用二进制补码表示带符号整数。无符号数采用逻辑移位，带符号整数采用算术移位。请填写下表，并说明函数func1和func2的功能。 W func1(w) func2(w) 机器数 0000 007FH 0000 0080H 0000 00FFH 0000 0100H 值 127 128 255 256 机器数 0000 007FH 0000 0080H 0000 00FFH 0000 0000H 值 +127 +128 +255 0 机器数 0000 007FH FFFF FF80H FFFF FFFFH 0000 0000H 值 +127 –128 –1 0 函数func1的功能是把无符号数高24位清零（左移24位再逻辑右移24位），结果一定是正的有符号数；而函数func2的功能是把无符号数的高24位都变成和第25位一样，因为左移24位后进行算术右移，高24位补符号位（即第25位）。
4．填写下表，注意对比无符号数和带符号整数的乘法结果，以及截断操作前、后的结果。 模式 无符号数 二进制补码 无符号数 二进制补码 无符号数 二进制补码 x 机器数 110 110 001 001 111 111 值 6 –2 1 +1 7 –1 机器数 010 010 111 111 111 111 y 值 2 +2 7 –1 7 –1 x×y（截断前） 机器数 001100 111100 000111 111111 110001 000001 值 12 –4 7 –1 49 +1 x×y（截断后） 机器数 100 100 111 111 001 001 值 4 –4 7 –1 1 +1
5．以下是两段C语言代码，函数arith( )是直接用C语言写的，而optarith( )是对arith( )函数以某个确
定的M和N编译生成的机器代码反编译生成的。根据optarith( )，可以推断函数arith( ) 中M和N的值各是多少？
#define M #define N int arith (int x, int y) {
int result = 0 ;
result = x*M + y/N; return result; }
int optarith ( int x, int y) {
int t = x; x << = 4; x - = t; if ( y < 0 ) y += 3; y>>2; return x+y;
参考答案：
可以看出x*M和“int t = x; x << = 4; x-=t;”三句对应，这些语句实现了x乘15的功能（左移4位相当于乘以16，然后再减1），因此，M等于15；
y/N与“if ( y < 0 ) y += 3; y>>2;”两句对应，功能主要由第二句“y右移2位”实现，它实现了y除以4的功能，因此N是4。而第一句“if ( y < 0 ) y += 3;”主要用于对y=–1时进行调整，若不调
整，则–1>>2=–1而–1/4=0，两者不等；调整后 –1+3=2，2>>2=0，两者相等。
思考：能否把
if ( y < 0 ) y += 3; 改成 if ( y < 0 ) y += 2; ？
不能！因为y = - 4时不正确。
6．设A4?A1和B4?B1分别是四位加法器的两组输入，C0为低位来的进位。当加法器分别采用串行进位和先行进位时，写出四个进位C4 ?C1的逻辑表达式。 参考答案： 串行进位：
C1 = X1C0+Y1C0 + X1 Y1 C2 = X2C1+Y2C1 + X2 Y2 C3 = X3C2+Y3C2 + X3 Y3 C4 = X4C3+Y4C3 + X4 Y4
并行进位：
C1 = X1Y1 + (X1+Y1)C0
C2 = X2Y2 + (X2 +Y2) X1Y1 + (X2+Y2) (X1+Y1)C0
C3 = X3Y3 + (X3 + Y3) X2Y2 + (X3 + Y3) (X2 + Y2) X1Y1 + (X3 + Y3) (X2 + Y2)(X1 + Y1)C0
C4=X4Y4+(X4+Y4)X3Y3+(X4+Y4)(X3+Y3)X2Y2+(X4+Y4)(X3+Y3)(X2+Y2)X1Y1+(X4+Y4)(X3+Y3) (X2+Y2)(X1+Y1)C0
7．用SN74181和SN74182器件设计一个16位先行进位补码加/减运算器，画出运算器的逻辑框图，并给出零标志、进位标志、溢出标志、符号标志的生成电路。 参考答案（图略）：
逻辑框图参见教材中的图3.15和图3.16，将两个图结合起来即可，也即只要将图3.15中的B输入端的每一位Bi取反，得到Bi，和原码Bi一起送到一个二路选择器，由进位C0作为选择控制信号。当C0为1时做减法，此时，选择将Bi作为SN74181的B输入端；否则，当C0为1时，做加法。
零标志ZF、进位标志CF、溢出标志OF、符号标志SF的逻辑电路根据以下逻辑表达式画出即可。 ZF=F15+F14+F13+F12+F11+F10+F9+F8+F7+F6+F5+F4+F3+F2+F1+F0 CF=C16
OF= C0（A15B15F15 + A15B15F15）+ C0（A15B15F15 + A15B15F15） SF= F15
8． 用SN74181和SN74182器件设计一个32位的ALU，要求采用两级先行进位结构。
（1） 写出所需的SN74181和SN74182芯片数。 （2） 画出32位ALU的逻辑结构图。 参考答案（图略）：
将如图3.15所示的两个16位ALU级联起来即可，级联时，低16位ALU的高位进位C16作为高16位ALU的低位进位C0，因此，只要用8片SN74181和2片SN74182。
9．已知x = 10，y = – 6，采用6位机器数表示。请按如下要求计算，并把结果还原成真值。
（1） 求[x+y]补，[x–y]补。 （2） 用原码一位乘法计算[x×y]原。 （3） 用MBA（基4布斯）乘法计算[x×y]补。 （4） 用不恢复余数法计算[x/y]原的商和余数。
（5） 用不恢复余数法计算[x/y]补的商和余数。 参考答案：
[10]补 = 001010 [–6]补 = 111010 [6]补 = 000110 [10]原 = 001010 [–6]原 = 100110 （1） [10+(– 6)]补= [10]补+[– 6]补= 001010+111010 = 000100 (+4)
[10–(–6)]补= [10]补+[– (–6)]补 = 001010+000110 = 010000 (+16) （2） 先采用无符号数乘法计算001010× 000110的乘积，原码一位乘法过程（前面两个0省略）如下：
C P Y 说明 0 0 0 0 0 0 1 1 0 P0 = 0
+ 0 0 0 0 y4 = 0，+0
0 0 0 0 0 C, P 和Y同时右移一位 0 0 0 0 0 0 0 1 1 得P1
+ 1 0 1 0 y3 = 1，+X
0 1 0 1 0 C, P 和Y同时右移一位 0 0 1 0 1 0 0 0 1 得P2
+ 1 0 1 0 y2 = 1，+X
0 1 1 1 1 0 0 0 0 C, P 和Y同时右移一位 0 0 1 1 1 1 0 0 0 得P3
+ 0 0 0 0 y1 = 0，+0
0 0 1 1 1 C, P 和Y同时右移一位 0 0 0 1 1 1 1 0 0 得P4
若两个6位数相乘的话，则还要右移两次，得 000000 111100
符号位为：0 ? 1 = 1，因此，[X×Y]原 = 1000 0011 1100 即X × Y = –11 1100B = – 60
（3） [–10]补 = 110110，布斯乘法过程如下：
P Y y-1 说明
0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 设y-1 = 0，[P0]补 = 0
y0 y-1 = 00，P、Y直接右移一位
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 得[P1]补
+ 1 1 0 1 1 0 y1 y0 =10，+[–X]补 1 1 0 1 1 0 P、Y同时右移一位 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 得[P2]补
+ 0 0 1 0 1 0 y2 y1 =01，+[X]补
0 0 0 1 0 1 P、Y同时右移一位
0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 得[P3]补
+ 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 y3 y2 = 10，+[–X]补 1 1 1 0 0 0 P、Y同时右移一位 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 得[P4]补
+ 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 y4 y3 = 11，+0
1 1 1 1 0 0 P、Y同时右移一位 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 得[P5]补
+ 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 y5 y4 = 11，+0
1 1 1 1 1 0 P、Y同时右移一位 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 得[P6]补
因此，[X × Y]补=1111 1100 0100，即X × Y = –11 1100B= – 60
（4） 因为除法计算是2n位数除n位数，所以[6]原=0110，[10]原=0000 1010，[–6]补=1010，