第一章作业解答1.1基本的软件系统包括哪些内容?答:基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件,通常作为系统资源[1]提供给用户使用。包括:操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。1.2计算机硬件[2]系统由哪些基本部件组成?它们的主要功能是什么?答:计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器[3]、存储器[4]和控制器等五大部件组成。输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。存储器的主要功能是存储信息,用于存放程序和数据。运算器的主要功能是对数据进行加工处理,完成算术运算和逻辑运算。控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤,控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。1.3冯·诺依曼计算机的基本思想是什么?什么叫存储程序方式?答:冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面:1)计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。2)采用二进制[5]形式表示数据和指令。3)采用存储程序方式。存储程序是指在用计算机解题之前,事先编制好程序,并连同所需的数据预先存入主存储器[6]中。在解题过程(运行程序)中,由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行,直到获得所要求的结果为止。1.4早期计算机组织结构有什么特点?现代计算机结构为什么以存储器为中心?答:早期计算机组织结构的特点是:以运算器为中心的,其它部件都通过运算器完成信息的传递。随着微电子技术的进步,人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一,集成到一个芯片里构成了微处理器[7]。同时随着半导体存储器[8]代替磁芯存储器,存储容量[9]成倍地扩大,加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增,以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求,甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要,现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。－851038353170“8”“5”“1”“0”压缩的十进制[10]数串－8510000010000101000100001101“0”“8”“5”“1”“0”“-”2.18数据校验码的实现原理是什么?答:。数据校验码的实现原理是在正常编码中加入一些冗余位,即在正常编码组中加入一些非法编码,当合法数据编码出现某些错误时,就成为非法编码,因此就可以通过检测编码是否合法来达到自动发现、定位乃至改正错误的目的。在数据校验码的设计中,需要根据编码的码距合理地安排非法编码的数量和编码规则。2.19什么是“码距”?数据校验与码距有什么关系?答:码距是指在一组编码中任何两个编码之间最小的距离。数据校验码的校验位越多,码距越大,编码的检错和纠错能力越强。记码距为d,码距与校验码的检错和纠错能力的关系是:d≥e+1可检验e个错。d≥2t+1可纠正t个错。d≥e+t+1且e>t,可检e个错并能纠正t个错。2.20奇偶校验码[11]的码距是多少?奇偶校验码的校错能力怎样?答:奇偶校验码的码距为2。奇偶校验码只能发现一位或奇数位个错误,而无法发现偶数位个错误,而且即使发现奇数位个错误也无法确定出错的位置,因而无法自动纠正错误。2.21下面是两个字符(ASCII码)的检一纠一错的海明校验码(偶校验),请检测它们是否有错?如果有错请加以改正,并写出相应的正确ASCII码所代表的字符。解:(1)指误字为E=P⊕A⊕A⊕A⊕A⊕A=1⊕1⊕1⊕1⊕0⊕1=1E1=P1⊕A6⊕A5⊕A3⊕A2⊕A=0⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1=0E2=P2⊕A6⊕A4⊕A3=1⊕1⊕0⊕1=1E3=P4⊕A5⊕A4⊕A3=0⊕0⊕1⊕1=0得到的指误字为E4E8E2E1=0101=(5),表示接收到的海明校验码中第5位上的数码出现了错误。将第5位上的数码A=1取反,即可得到正确结果。正确ASCII码所代表的字符为1001011=“K”。(2)指误字为E=P⊕A⊕A⊕A⊕A⊕A=1⊕0⊕1⊕1⊕1⊕0=0E1=P1⊕A6⊕A5⊕A3⊕A2⊕A=0⊕0⊕0⊕1⊕1⊕0=0E2=P2⊕A6⊕A4⊕A3=0⊕1⊕0⊕1=0E3=P4⊕A5⊕A4⊕A3=0⊕1⊕1⊕0=0得到的指误字为E4E8E2E1=0000,无错。正确ASCII码为0101110=“.”2.22试编出8位有效信息01101101的检二纠一错的海明校验码(用偶校验)。解:8位有效信息需要用4个校验位,所以检一纠一错的海明校验码共有12位。4个校验位为:P=A⊕A⊕A⊕A⊕A=0⊕1⊕0⊕1⊕0=0P1=A7⊕A6⊕A4⊕A3⊕A1=0⊕1⊕0⊕1⊕0=0P2=A7⊕A5⊕A4⊕A2=1⊕1⊕0⊕1=1P4=A6⊕A5⊕A4⊕A=1⊕1⊕0⊕1=1检二纠一错的海明校验码,增加P8P=P⊕P⊕A⊕P⊕A⊕A⊕A⊕P⊕A⊕A⊕A⊕A=1解:模2除后,余数R(x)=10011,数据块的CRC码:2.24某CRC码(CRC)的生成多项式G(x)=x+x1+1,请判断下列CRC码是否存在错误。(1)0000000(2)1111101(3)1001111(4)1000110解:G(x)=1101(1)0000000模2除1101,余数为:000,无错(2)1111101模2除1101,余数为:010,有错(3)1001111模2除1101,余数为:100,有错(4)1000110模2除1101,余数为:000,无错2.25选择题(1)某机字长64位,其中1位符号位,63位尾数。若用定点小数表示,则最大正小数为B。A. +(1-2-64) B. +(1-2-63) C. 2－64 D. 2－63 E. [x]补=1.x1x2x3x4x5x6x7x8,当满足A时,x>-1/2成立。 F. x1=1,x2~x8至少有一个为1 G. x1=0,x2~x8至少有一个为1x1=1,x2~x8任意x1=0,x2~x8任意。原码[12]B.补码C.反码D.移码。原码补码反码D.都不是。已知[x]原求[x]补的方法是:在[x]原的末位加1已知[x]补求[-x]补的方法是:在[x]补的的末位加1已知[x]原求[x]补的方法是:将尾数连同符号位一起取反,再在末位加1已知[x]补求[-x]补的方法是:将尾数连同符号位一起取反,再在末位加1IEEE754标准规定的32位浮点数格式中,符号位为1位,阶码为8位,尾数为23位,则它所能表示的最大规格化[13]正数为A。+(2-2－23)×2＋127+(1-2－23)×2＋127+(2-2－23)×2＋2552＋127-2－23。阶码的位数尾数的位数阶码采用的编码D.尾数采用的编码。2B.9 C.24D.72。10111000(x)应满足的条件不包括D。校验码中的任一位发生错误,在与G(x)作模2除时,都应使余数不为0校验码中的不同位发生错误时,在与G(x)作模2除时,都应使余数不同用G(x)对余数作模2除,应能使余数循环不同的生成多项式所得的CRC码的码距相同,因而检错、校错能力相同2.26填空题[x]补=,则x所表示的十进制数的真值为①,[1/4x]补=②;若[y]移,则y所表示的十进制数的真值为③;y的原码表示[y]原=④。答:①-55②11110010③+73④01001001(2)在带符号[14]数的编码方式中,零的表示是唯一的有①和②。答:①补码②移码[x1]补2]原=1.01101,则数x1的十进制数真值是①,x2的十进制数真值是②。答:①-73②-0.71875(4)设某浮点数的阶码为8位(最左一位为符号位),用移码表示;尾数为24位(最左一位为符号位),采用规格化补码表示,则该浮点数能表示的最大正数的阶码为①,尾数为②;规格化最大负数的阶码为③,尾数为④。(用二进制编码回答)(书上:最小负数的阶码为③,尾数为④)答:①②011111111111111111111111③④N,校验位数为K,则能够检测出一位出错并能自动纠错的海明校验码应满足的关系是①。N+K2.27是非题[x]K=0.x补x1x2x3x4x5x6,若要求x>1/2成立,则需要满足的条件是x7必须为1,x1~x2至少有一个为1。√(2) 一个正数的补码和它的原码相同,而与它的反码不同。×(3) 浮点数的取值范围取决于阶码的位数,浮点数的精度取决于尾数的位数。√(4) 在规格化浮点表示中,保持其他方面不变,只是将阶码部分由移码表示改为补码表示,则会使该浮点表示的数据表示[15]范围增大。×RC校验码时,采用不同的生成多项式,所得到CRC校验码的校错能力是相同的。×