清华大学出版社《计算机组成与结构》习题详解：逻辑部件与算术运算

《计算机组成与结构》是王爱英编著的一本教材，由清华大学出版社出版，针对计算机硬件基础进行深入讲解。该书的第四版提供了丰富的课后习题答案，有助于学生理解和掌握计算机系统的关键组成部分。 章节一聚焦于计算机的逻辑部件，其中涉及到了全加器和门电路的设计。8421码十进制加法器单元电路的构建利用了二进制数制和BCD（Binary Coded Decimal）编码，通过全加器和逻辑门（如与门和或门）组合实现加法运算。在处理加法结果时，需要注意当二进制加法的结果出现进位时，例如1010、1110、1210等特定情况，需要对结果进行修正，这可以通过卡诺图（Karnaugh map）的逻辑分析方法得出相应的修正规则。 第二部分深入探讨了算术运算，特别是32位二进制数的表示方法。比如，书中的例子演示了如何用2的补码表示法来表示数，如正数51210和负数-102310。51210是一个正数，其二进制表示为1000000000，转换为补码为00000000000000000000001000000000。而-102310首先取反（1111111111），然后加1（10000000000000000000001111111111），最后转换为补码形式11111111111111111111110000000001。 这些知识点对于理解计算机硬件如何执行基本的算术运算以及数字编码方式至关重要。通过解决这些习题，学生能够加深对计算机内部运算过程的理解，包括加法器的工作原理、数值的存储表示以及溢出处理机制。学习和掌握这些概念是成为专业IT人员的基础，有助于他们在实际项目中设计和优化高效的计算机系统。