第三章 运算方法和运算器

计算机组成原理——习题与解析 第三章 运算方法和运算器 邵桂芳

3.2基本题

3.2.1填空题

1． 补码加减法中，__①__作为数的一部分参加运算，__②_要丢掉。

答案：①符号位 ②符号位产生的进位

2． 为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用_①_表示，负数的符号用_②_表

示。

答案：①00 ②11

3．采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位—①—，则表明发生了溢出。若结果的符号位为—②—，表示发生正溢出；若为—③—，表示发生负溢出。 答案：①不相同 ②01 ③10 ，

4．采用单符号位进行溢出检测时，若加数与被加数符号相同，而运算结果的符号与操作数的符号__①__，则表示溢出：当加数与被加数符号不同时，相加运算的结果 ②—。 ． ·

答案：①不一致 ②不会产生溢出

5．利用数据编码的最高位和次高位的进位状况来判断溢出，其逻辑表达式为V=______。 答案：CO⊕C1(CO、C1分别为符号位产生的进位和数值部分最高位产生的进位)

6．在减法运算中，正数减__①__数可能产生溢出，此时的溢出为__②__溢出；负数减 __③__可能产生溢出，此时的溢出为__④__溢出。 答案：①负 ②正 ③正 ④负

7．运算器不论复杂还是简单，均有条件码寄存器。条件码寄存器的一部分通常由各种__①__触发器组成，利用触发器的信息，可以提供__②__，从而实现程序的__③__。 答案：①运算结果 ②判断条件 ③控翻转移

8．原码一位乘法中，符号位与数值位__①__，运算结果的符号位等于__②__。 答案：①．分开运算 ②被乘数与乘数的符号位异或

9．在浮点加法运算中，主要的操作步骤是__①__、__②__、__③__、__④__和__⑤__。 答案：①对阶 ②尾数相加，③结果规格化 ④舍入 ⑤溢出检查

10．浮点数乘除法的运算步骤为：__①__、__②__、__③__、__④__和__⑤__。 答案：①阶码相加／减 ②尾数相乘／除 ③规格化 ④舍入、⑤溢出检查 11．一个浮点数，当其补码尾数右移lbit时，为使其值不变，阶码应该_____。 答案：加1

12．向左规格化的规则为：尾数__①__，阶码__②__。 答案：①左移1位 ②减1

13．向右规格化的规则为：尾数__①__，阶码__②__。 答案：①右移1位 ②加1

14．两个BCD码相加，当结果大于9时，修正的结果是____，并产生进位输出。 答案：加上6

15．在二进制加法／减法器中，M＝__①__完成加法功能，M__②__完成减法功能。 答案：①0 ②1

16．由若干一位加法器构成多位加法器时，进位可采用__①__进位法和__②__进位法。 答案：①串行 ②并行

17．行波进位加法器的缺点是____。 答案：运行速度慢 ，

18．定点运算器中，一般包括__①__、__②__、__③__、__④__和__⑤__等。 答案：①ALU ②寄存器 ③多路选择器 ④移位器 ⑤数据通路

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19．ALU的基本逻辑结构是，_____加法器，它比行波进位加法器优越，具有先行进位逻辑，不仅可以实现高速运算，还能完成逻辑运算。 答案：快速进位

20．浮点运算器由__①__和__②__组成，它们都是定点运算器，__②__要求能进行__③__ 运算。

答案：①阶码运算器 ②尾数运算器 ③加减乘除

21．当运算结果的尾数部分不是__①__的形式时，则应进行规格化处理。当尾数符号位为__②__时，需要右规。当运算结果的符号位和最高有效位为__③__时，需要左规。 答案：①11.0????或00.1???? ②01或10 ③11.1或00.1

22．用74181和74182组成64位多重进位运算器，则需__①__片74181和__②__片74182。 答案；①．16②4或5

23．74181是采用先行进位方式的4位并行加法器。74181能提高运算速度，是因为它内部具有__①__逻辑。74182是实现__②__进位的进位逻辑。若某计算机系统字长为64位，每4位构成一个小组，每四个小组构成一个大组，为实现小组内并行、大组内并行，大组间串行进位方式，共需要__③__片74181和__④__片74182。 答案：①并行进位 ②组间并行 ③16 ④4 24．_____的加法器称并行加法器。 答案：全加器的位数与操作数的位数 25．_____称为进位链。

答案：进位信号的产生与传递逻辑

26．__①__称为进位产生函数，并以Gi表示；__②__称为进位传递函数，并以Pi表示。 答案：①xiyi ②xi?yi

3.2.2 选择题

1．运算器的主要功能是进行________

A．逻辑运算 B．算术运算 C．逻辑运算和算术运算 D．只作加法 答案：C

2．运算器虽由许多部件组成，但核心部分是________

A． 数据总线 B．算术逻辑运算单元 C．多路开关 D．累加寄存器 答案：B

3．在定点二进制运算器中，减法运算一般通过______来实现。

A．原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 答案：D

4．在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有______，它一般用______ 来实现。

A．译码电路，与非门 B． 编码电路，或非门 C．溢出判断电路，异或门 D． 移位电路，与或非门 答案：C

5．算术右移指令执行的操作是______。

A．符号位填0，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

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B．符号位不变，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

C．进位标志位移至符号位，顺次右移1位，最低位移至进位标志位 D．符号位填1，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位 答案：B

6．有关算术左移中，说法正确的是___。 A．数据顺次左移1位，最低位用0补充 B．数据顺次左移1位，最低位用1补充

C．数据顺次左移1位，最低位用原最高位补充 D．数据顺次左移1位，最高位不变 答案：A

7．逻辑右移指令执行的操作是____。

A．符号位填0，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位 B．符号位不变，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位

C．进位标志位移至符号位，顺次右移1位，最低位移至进位标志位 D．符号位填1，并顺次右移1位，最低位移至进位标志位 ． 答案：A

8．ALU属于______部件。

A．运算器 B．控制器 C．存储器 D．寄存器 答案：A

9．定点运算器用来进行_____。 A．十进制数加法运算 B．定点数运算 C．浮点数运算

D．既进行定点数运算也进行浮点数运算 答案：B

10．算术／逻辑运算单元74181ALU可完成_____。 A．16种算术运算功能

B．4位乘法运算功能和除法运算功能 C．16种逻辑运算功能

D．16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 答案：C

11．四片74181ALU和一片74182CLA器件相配合，具有______传递功能。 A．行波进位 B．组内行波进位，组间先行进位 C．组内先行进位，组间先行进位 D．组内先行进位，组间行波进位 答案：C

12．乘法器的硬件结构通常采用______ 。

A．串行加法器和串行移位器 B．并行加法器和串行左移 C．并行加法器和串行右移 D．串行加法器和串行右移

13. 从数据流的传递过程和控制节拍来看，阵列乘法器可以认为是________. A．全串行运算的乘法器 B．全并行运算的乘法器 C．串-并行运算的乘法器 D．并-串型运算的乘法器 答案：B

14．使用74LSl81这种器件来构成个16位的ALU，需要使用______片74LS181。

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A．2 B．4 C．8 D．16 答案：B

15．32位微型计算机的乘除法部件位于______中。 A．CPU B．接口 C．控制器 D．专用芯片 答案；A

16．加法器采用先行进位的目的是。

A．提高加法器的速度 B．快速传递进位信号 C．优化加法器结构 D．增强加法器功能 答案：A和B

17．在定点二进制运算器中，减法运算一般通过____来实现

A．由低位到高位逐位运算 B．由高位到低位逐位运算 C．由低位到高位先行进位运算 D．由高位到低位先行借位运算 答案：C

18．浮点运算器由____和____组成，它们都是____。 A．阶码运算器 B．尾数运算器 C．定点运算器 D．多个ALU E．乘法器 F．除法器 答案：A，B，C

19．若浮点数的阶码和尾数都用补码表示，则判断运算结果为规格化数的方法是_______ A．阶符与数符相同 B．阶符与数符相异

C．数符与尾数小数点后第1位数字相异 D． 数符与尾数小数点后第1位数字相同 答案：C

20.下面浮点运算器的描述中正确的是：_____。 A．浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现 B．阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算 C．阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作 D．尾数部件只进行乘法和减法运算 答案：A，C

21.串行运算器是一种最简单的运算器，其运算规则是：按时间先后次序___。 A．由低位到高位逐位运算 B．由高位到低位逐位运算 C．由低位到高位先行进位运算 D．由高位到低位先行借位运算 答案：A

22.现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织，下述总线结构的运算器中，_____的操作速度最快,___的操作速度最慢。

A．单总线结构 B．双总线结构 C．三总线结构 D．多总线结构 答案：C，A

23．组成一个运算器需要多个部件，但下面所列____不是组成运算器的部件。 A．状态寄存器 B．数据总线 C．ALU D．地址寄存器

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答案：D

24．从下列叙述中，选出正确的句子：

(1)定点补码运算时，其符号位不参加运算。

(2)浮点运算可由阶码运算和尾数运算两部分联合实现。 (3)阶码部分在乘除运算时只进行加、减操作。 (4)尾数部分只进行乘法和除法运算。 (5)浮点数的正负由阶码的正负符号决定。

(6)在定点小数一位除法中，为了避免溢出，被除数的绝对值一定要小于除数的. 答案：（2）(3)(6)

3.2.3 判断题

1．在串行定点补码乘法器中，被乘数的符号和乘数的符号都参加运算。

2．在串行定点补码除法器中，为了避免产生溢出，被除数的绝对值一定要小于除数的绝对值。

答案：对。

3．在浮点运算器中，阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算。 答案：错。阶码部件可实现加、减运算。

4．在浮点运算器中，尾数部件只进行乘法和除法运算。 答案：错。尾数部件可实现加、减、乘、除四种运算。

5．运算器不论是复杂的还是简单的，都有一个状态寄存器，状态寄存器是为计算机提供判断条件，以实现程序转移。 答案：对。

6．只要运算器具有加法器和移位功能，再增加一些控制逻辑，计算机就能实现各种算术运算。 ’

答案：错。还要有函数发生器、寄存器、累加器、状态寄存器等部件。

7．在一台具有80387协处理器的PC机中，CPU是把80387当作外设来读取80387的指令。

答案：错。CPU与80387配对使用。

8．加法器是构成运算器的基本部件，为提高运算速度，运算器一般都采用串行加法器。 答案：错。加法器是构成运算器的基本部件，为提高运算速度，加法器一般都采用并 行加法器。

9．在CPU中执行算术运算和逻辑运算，都是按位进行且各位之间是独立无关的。 答案：错。在并行加法器中，高位的进位依赖于低位。

10．全加器和半加器的区别在于是否考虑低位向高位进位。考虑低位向本位有进位的加法器称为全加器。 答案：对。 3.2.4 简答题

1．简述运算器的功能。

答：运算器的主要功能是完成算术及逻辑运算，它由ALU和若干寄存器组成。ALU负责执行各种数据运算操作；，寄存器用于暂时存放参与运算的数据以及保存运算状态。 2．简述采用双符号位检测溢出的方法。

答：双符号位检测溢出是采用两位二进制位表示符号，即正数的符号位为00，负数的符号位为11。在进行运算时，符号位均参与运算，计算结果中如果两个符号位不同，则表示有溢出产生。

若结果的符号位为01，则表示运算结果大于允许取值范围内的最大正数，一般称为正溢

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