计算机组成原理课后习题答案(第二版)

3.0 文小白 2023-09-15 361 0 1.5MB 33 页 10文币

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第一章计算机系统概论

1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？

解：P3

计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。

计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。

计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。

硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。

5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？

解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8

计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；

指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；

指令和数据均用二进制表示；

指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表

示操作数在存储器中的位置；

指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；

机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。

7. 解释下列概念：

主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器

字长、指令字长。

解：P9-10

š主机：是计算机硬件的主体部分，由 CPU 和主存储器 MM 合成为主机。

šCPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运

算器和控制器不在同一芯片上，现在的 CPU 内除含有运算器和控制器外还集成了 CACHE）。

š主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，

可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。

š存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。

š存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存

储基元或存储元，不能单独存取。

š存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。

š存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。

š存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。

š机器字长：指 CPU 一次能处理的二进制数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关。

š指令字长：一条指令的二进制代码位数。

8. 解释下列英文缩写的中文含义：

CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS

解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。

CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主

要由运算器和控制器组成。

PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自

动计数形成下一条指令地址。

IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。

CU：Control Unit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作

命令序列。

ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是

进行算术、逻辑运算。

ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结

果的寄存器。

MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存

放商的寄存器。

X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即

运算器中工作寄存器之一，用来存放操作数；

MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存器，在主存中用来存放欲访问的存

储单元的地址。

MDR：Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存放从某单元

读出、或要写入某存储单元的数据。

I/O：Input/Output equipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用

于计算机内部和外界信息的转换与传送。

MIPS：Million Instruction Per Second，每秒执行百万条指令数，为计算机运算速

度指标的一种计量单位。

9. 画出主机框图，分别以存数指令“STA M”和加法指令“ADD M”（M 均为主存地址）为

例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶段）的信息流程（如→①）。假设主存容

量为 256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位

数。

解：主机框图如 P13 图1.11 所示。

（1）STA M 指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR，MDR→IR，

OP(IR) →CU，Ad(IR) →MAR，ACC→MDR，MAR→MM，WR

（2）ADD M 指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR，MDR→IR，

OP(IR) →CU ， Ad(IR)

→MAR，RD，MM→MDR，MDR→X，ADD，ALU→ACC，ACC→MDR，WR

假设主存容量 256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，

ACC 、X、IR、MDR 寄存器均为 32位，PC 和 MAR 寄存器均为 28 位。

10. 指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？

解：计算机区分指令和数据有以下 2种方法：

通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的

为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。

通过地址来源区分，由 PC 提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分

提供存储单元地址的取出的是操作数。

第2章计算机的发展及应用

1. 通常计算机的更新换代以什么为依据？

答：P22

主要以组成计算机基本电路的元器件为依据，如电子管、晶体管、集成电路等。

2. 举例说明专用计算机和通用计算机的区别。

答：按照计算机的效率、速度、价格和运行的经济性和实用性可以将计算机划分为通用计算

机和专用计算机。通用计算机适应性强，但牺牲了效率、速度和经济性，而专用计算机是最

有效、最经济和最快的计算机，但适应性很差。例如个人电脑和计算器。

3. 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么？

答：P23，否，P36

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摘要：

第一章计算机系统概论1.什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：P3计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。5.冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存...

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