《计算机组成原理》课后题答案清华大学出版秦磊华吴非··

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《计算机组成原理》课后题答案_清华大学出版_秦磊华_吴非··

１、l 解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳得晶体管数目、性能与价格等发展趋势得预测,其主要内容就是：成集电路上可容纳得晶体管数量每１8个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半.主存：计算机中存放正在运行得程序与数据得存储器,为计算机得主要工作存储器,可随机存取。

控制器：计算机得指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。

时钟周期:时钟周期就是时钟频率得倒数，也称为节拍周期或Ｔ周期,就是处理操作最基本得时间单位.多核处理器:多核处理器就是指在一枚处理器中集成两个或多个完整得计算引擎(内核）。

字长:运算器一次运算处理得二进制位数。

存储容量：存储器中可存二进制信息得总量。

CPI:指执行每条指令所需要得平均时钟周期数.ＭIＰS：用每秒钟执行完成得指令数量作为衡量计算机性能得一个指标，该指标以每秒钟完成得百万指令数作为单位。

CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗得时间，也即CPＵ真正花费在某程序上得时间。

计算机系统得层次结构:计算机系统得层次结构由多级构成，一般分成5级,由低到高分别就是：微程序设计级，机器语言级,操作系统级，汇编语言级，高级语言级.基准测试程序:把应用程序中使用频度最高得那那些核心程序作为评价计算机性能得标准程序.软/硬件功能得等价性:从逻辑功能得角度来瞧,硬件与软件在完成某项功能上就是相同得,称为软/硬件功能就是等价得，如浮点运算既可以由软件实现,也可以由专门得硬件实现.固件：就是一种软件得固化,其目得就是为了加快软件得执行速度.可靠性:可靠性就是指系统或产品在规定得条件与规定得时间内,完成规定功能得能力。

产品可靠性定义得要素就是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”与“规定功能”。

MTTF：平均无故障时间,指系统自使用以来到第一次出故障得时间间隔得期望值。

ＭTＴR:系统得平均修复时间.MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间得平均工作时间。

可用性：指系统在任意时刻可使用得概率，可根据MTＴF、MTＴR与ＭTBF等指标计算处系统得可用性。

计算机组成原理课后习题答案

计算机组成原理课后习题答案(一到九章)(总40页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--作业解答第一章作业解答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。

计算机硬件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、存储器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。

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。

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。

《计算机组成原理》课后标准习题答案

第一章1．模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。

数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。

模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。

数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。

2．数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。

3．科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。

4．主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

每个存储单元都有编号，称为单元地址。

如果某字代表要处理的数据，称为数据字。

如果某字为一条指令，称为指令字。

6．每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。

7．取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。

8．半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。

运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。

适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。

9．计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。

系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。

10．在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序，源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。

计算机组成原理课程习题答案_秦磊华

解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。

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。

控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。

时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。

多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。

字长：运算器一次运算处理的二进制位数。

存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。

CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。

MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。

CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。

计算机系统的层次结构：计算机系统的层次结构由多级构成，一般分成5级，由低到高分别是：微程序设计级，机器语言级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。

基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。

软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现，也可以由专门的硬件实现。

固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。

可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。

产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。

MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。

MTTR：系统的平均修复时间。

MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。

可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。

计算机组成原理课后习题答案(一到九章)

作业解答第一章作业解答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、存储器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中。

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。

同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，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。

计算机组成原理课后习题答案(一到九章)

计算机组成原理课后习题答案(一到九章) 作业解答第一章作业解答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。

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中。

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。

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习题一1.l解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数量.机能和价钱等成长趋向的猜测,其重要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番,机能将进步一倍,而其价钱将下降一半.主存: 盘算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为盘算机的重要工作存储器,可随机存取.掌握器：盘算机的批示中间,它使盘算机各部件主动调和地工作.时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数,也称为节奏周期或T周期,是处理操纵最根本的时光单位.多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完全的盘算引擎(内核).字长：运算器一次运算处理的二进制位数.存储容量:存储器中可存二进制信息的总量.CPI：指履行每条指令所须要的平均时钟周期数.MIPS：用每秒钟履行完成的指令数量作为权衡盘算机机能的一个指标,该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位.CPU时光：盘算某个义务时CPU现实消费的时光,也即CPU真正消费在某程序上的时光.盘算机体系的层次构造：盘算机体系的层次构造由多级构成,一般分成5级,由低到高分离是：微程序设计级,机械说话级,操纵体系级,汇编说话级,高等说话级.基准测试程序：把运用程序中运用频度最高的那那些焦点程序作为评价盘算机机能的尺度程序.软/硬件功效的等价性：从逻辑功效的角度来看,硬件和软件在完成某项功效上是雷同的,称为软/硬件功效是等价的,如浮点运算既可以由软件实现,也可以由专门的硬件实现.固件：是一种软件的固化,其目标是为了加速软件的履行速度.靠得住性：靠得住性是指体系或产品在划定的前提和划定的时光内,完成划定功效的才能.产品靠得住性界说的要素是三个“划定”：“划定前提”.“规准时光”和“划定功效”.MTTF：平均无故障时光,指体系自运用以来到第一次出故障的时光距离的期望值.MTTR：体系的平均修复时光.MTBF：平均故障距离时光,指相邻两次故障之间的平均工作时光.可用性：指体系在随意率性时刻可运用的概率,可根据MTTF.MTTR和MTBF等指标盘算处体系的可用性.1.2什么是盘算机体系的硬件和软件？为什么说盘算机体系的硬件和软件在逻辑功效上是等价的？答：盘算机硬件体系是指构成盘算机体系的电子线路和电子元件等物理装备的总称.硬件是构成盘算机的物资基本,是盘算机体系的焦点.盘算机的硬件体系包含运算器.掌握器.存储器.输入装备和输出装备等五大部件.盘算机软件是盘算机中全体程序的聚集.软件按其功效分成运用软件和体系软件两大类.盘算机硬件实现的往往是最根本的算术运算和逻辑运算功效,而其它功效大多是经由过程软件的扩充得以实现的.有很多功效可以由硬件实现,也可以由软件实现,即从用户的角度来看它们在功效上是等价的,这一等价性被称为软/硬件逻辑功效的等价性.1.3冯·诺依曼型盘算机的根本思惟是什么？按此思惟设计的盘算机硬件体系应由哪些部件构成？各起什么感化？答：冯诺依曼型盘算机的根本思惟是存储程序和程序掌握,个中的“存储程序”是指将解题的步调编写成程序,然后把存储存放到盘算机的内存中,而“程序掌握”是指掌握器读出存放在存储器中的程序并根据该程序掌握全机调和工作以完成程序的功效.根据冯诺依曼型盘算机的根本思惟,盘算机的硬件应当由运算器.掌握器.存储器.输入/输出装备和总线构成.各部件的感化：运算器：对数据进交运算的部件.存储器：存放程序和数据.掌握器：根据指令的功效掌握构成盘算机的各大功效部件调和工作,配合完成指令的功效.输入装备：将外部信息输送到主机内部的装备.输出装备：能将盘算机内部的信息以不归并且响应的情势反馈给人们的装备.总线：衔接两个或多个装备（部件）的公共信息通路.1.4什么是盘算机字长？它取决于什么？盘算机字长同一了哪些部件的长度？答：盘算机的字长一般指一次介入运算数据的根本长度,用二进制数位的长度来权衡.它取决于运算器一次运算处理的二进制位数.它是盘算机的重要机能指标.经常运用的盘算机字长有8位.16位.32位及64位.一般与盘算机内部存放器.加法器.数据总线的位数以及存储器字长等长,是以,字长直接影响硬件的代价.1.5盘算机体系从功效上可划分为哪些层次？各层次在盘算机体系中起什么感化？答：盘算机体系分成五级层次构造,第1级为微程序设计级.第2级为机械说话级.第3级为操纵体系级.第4级为汇编说话级.第5级为高等说话级.各层次的感化：微程序级：为机械指令级供给机械指令的解释指行功效.机械指令级：是软件体系和硬件体系的界面,一条机械指令的功效由微程序机械级的一段微型程序的功效实现.操纵体系级：调剂盘算机中的软件和硬件资本.汇编说话级：它将用户编写的接近人类说话的程序,翻译成能在机械上运行的目标程序.高等说话级：完周全向用户,是用户关怀的目标,可履行各类用处的程序.1.6盘算机内部有哪两股信息在流淌？它们彼此有什么关系？答：盘算机中有两股信息在流淌：一股是掌握信息,即操纵敕令,它疏散流向各个部件;一股是数据信息,它受掌握信息的掌握,从一个部件流向另一个部件,在流淌的进程被响应的部件加工处理.1.7为什么说盘算机体系的软件与硬件可以互相转化？答：盘算机硬件实现的往往是最根本的算术运算和逻辑运算功效,而其它功效大多是经由过程软件的扩充得以实现的.有很多功效可以由硬件实现,也可以由软件实现,即从用户的角度来看它们在功效上是等价的,这一等价性被称为软/硬件逻辑功效的等价性.因为如许的等价性,所以可以说盘算机体系的软件与硬件是可以互相转化的.1.8 什么叫软件体系？它包含哪些内容？答：一台盘算机中全体程序的聚集,统称为这台盘算机的软件体系.软件按其功效分成运用软件和体系软件两大类.运用软件是用户为解决某种运用问题而编制的一些程序.体系软件用于对盘算机体系的治理.调剂.监督和办事等功效,常将体系软件分为以下六类：操纵体系,言处理程序,尺度程序库,办事性程序,数据库治理体系和算机收集软件.1.9 解释高等说话.汇编说话和机械说话三者之间的不同和接洽.答：机械说话是直接用二进制代码指令表达的说话,是一种面向机械的编程说话,属于低级说话.汇编说话是用助记符号来暗示的说话,也是低级的说话.是一类接近于人类天然说话和数学说话的程序设计说话的统称,分为面向进程的说话和的说话.它们都是盘算机的编程说话,并且是盘算机编程说话成长的三个阶段.三者各自的特色：运用机械说话编写的程序,占用内存少.履行效力高.缺陷：编程工作量大,轻易出错;依附具体的盘算机体系,因而程序的通用性.移植性都很差.运用汇编说话编写盘算机程序,可以或许根据特定的运用对代码做最佳的优化,进步运行速度;可以或许最大限度地施展硬件的功效.但是编写的代码异常难明,不好保护;开辟效力很低,时光长且单调.高等说话的长处是：编程相对简略.直不雅.易懂得.不轻易出错;编写的盘算机程序通用性好,具有较好的移植性.1.10 什么是体系的靠得住性?权衡体系靠得住性的指标有哪些?若何进步体系的靠得住性?答：体系的靠得住性是指体系在划定的前提和划定的时光内,完成划定功效的才能.权衡体系靠得住性的指标有三个：平均无故障时光.平均故障距离时光和可用性.进步体系靠得住性的经常运用办法包含避错和容错.前者即防止错误的消失,从而进步体系的平均无故障时光;后者许可错误的消失,但采纳有用的办法来防止其造成的晦气影响.1.11 假定某盘算机1和盘算机2以不合的方法实现了雷同的指令集,该指令分散共有A.B.C.D 四类指令,它们在程序中所占比例分离为40%.20%.20%.20%,机械1和机械2的时钟周期为600MHZ 和800MHZ,各类指令在两机械上的CPI 如表1.5所示,求两机械的MIPS 各为若干？表1.5 两台盘算机不合指令的CPIA B C D CPI12 3 4 5 CPI2 2 2 3 4解：CPI1= 2*0.4+ 0.2*(3+4+5)= 3.2 MIPS1= f/(CPI1106) = 600106/(3.2106)=187.5CPI2= 2*0.4+ 0.2*(2+3+4)= 2.6 MIPS2= f/(CPI1106) = 800106/(2.6106)=307.71.12 若某程序编译后生成的目标代码由A.B.C.D 四类指令构成,它们在程序中所占比例分离为40%.20%.15%.25%.已知 A.B.C.D 四类指令的CPI 分离为1.2.2.2.现须要对程序进行编译优化,优化后的程序中A 类指令条数削减了一半,而其它指令数量未产生变更.假设运行该程序的盘算机CPU 主频为500MHZ.完成下列各题：1)优化前后程序的CPI 各为若干?2)优化前后程序的MIPS 各为若干?3）经由过程上面的盘算成果你能得出什么结论？解：1)优化前：CPI=∑=⨯n i i i IC IC CPI 1)( = 1 0.4 + 2 0.2 + 2 0.15 + 2 0.25= 1.6 优化后：A.B.C.D 四类指令在程序中所占比例分离为1/4.1/4.3/16.5/16, CPI=∑=⨯n i i i IC IC CPI 1)( = 1 1/4 + 2 1/4 + 2 3/16 + 2 5/16= 1.75 2）根据公式MIPS =6CPI 10⨯时钟频率得优化前：MIPS = (500106)/(1.6106) = 312.5优化后：MIPS = (500106)/(1.75106) = 285.73）优化后,A 类指令条数削减,造成盘算机的CPI 固然削减了A 类指令条数,却下降了程序的履行速度.第二章数据暗示办法习题二2.1解释下列名词真值：正号和负号分离用“+”和“-”暗示,数据位保持二进制值不变的数据暗示办法.数值数据：盘算机所支撑的一种数据类型,用于科学盘算,罕有的数值数据类型包含小数.整数.浮点数数等.非数值数据：盘算机所支撑的一种数据类型,一般用来暗示符号或文字等没稀有值值的数据.机械数：数据在机械中的暗示情势,是正负符号数码化后的二进制数据.变形补码：用两个二进制位来暗示数字的符号位,其余与补码雷同.即“00”暗示正,“11”暗示负.规格化：将非规格化的数处理成规格化数的进程.规格化数划定尾数用纯小数暗示,且真值暗示时小数点后第一位不为0（以机械数暗示时对小数点后第一位的划定与具体的机械数的情势有关）.机械零：盘算机保管数字的位有限,所能暗示最小的数也有规模,个中有一个规模之中的数据无法准确暗示,当现实的数据处在这个无法准确暗示的数据规模时盘算机就将该数作为机械零来处理,是以,盘算机中的机械零其实对应的不是一个固定的数,而是一个数据暗示规模.BCD码：用4位二进制数来暗示1位十进制数中的0~9这10个数码,即二进制暗示的十进制数.汉字内码：盘算机内部存储.处理加工和传输汉字时所用的由0和1符号构成的代码.码距：一组编码中对应位上数字位不合的最小个数.奇偶校验：经由过程检测校验码中1的个数的奇/偶性是否转变来断定数据是否出错的一种数据校验办法.海明校验：是一种基于多重奇校验且具有检测与改正错误的校验办法.其基起源基本理是将有用信息按某种纪律分成若干组,每组安插一个校验位进行奇偶测试,就能供给多位检错信息,以指出最大可能是哪位出错,从而将其改正.轮回冗余校验：是数据通讯范畴中最经常运用的一种具有检测与改正错误才能错误校验码,基运用生成多项式并基于模2运算树立编码规矩.检错：检测被传送的信息中是否产生错误.纠错：改正信息在传送或存储进程中所产生的错误.2.2答复下列问题1)为什么盘算机中采取二进制?答：因为二进制具有运算简略和暗示简略的长处,除此之外还有靠得住和轻易实现等特色.具体来说,是因为：（1）技巧实现简略,盘算机是由逻辑电路构成,逻辑德律风平日只有两个状况,开关的接通与断开,这两种状况正好可以用“1”和“0”暗示.（2）简化运算规矩：两个二进制数和.积运算组合各有三种,运算规矩简略,有利于简化盘算机内部构造,进步运算速度.（3）合适逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论根据,二进制只有两个数码,正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合.（4）易于进行转换,二进制与十进制数易于互相转换.2)为什么盘算机中采取补码暗示带符号的整数?答：采取补码运算具有如下两个特点：（1）因为运用补码可以将符号位和其他位同一处理,同时,减法也可以按加法来处理,即假如是补码暗示的数,不管是加减法都直接用加法运算即可实现.（2）两个用补码暗示的数相加时,假如最高位（符号位）有进位,则进位被舍弃.如许的运算有两个利益：（a）使符号位能与有用值部分一路介入运算,从而简化运算规矩.从而可以简化运算器的构造,进步运算速度;（减法运算可以用加法运算暗示出来.）（b）加法运算比减法运算更易于实现.使减法运算转换为加法运算,进一步简化盘算机中运算器的线路设计.3)浮点数的暗示规模和准确度分离由什么决议?字长一准时浮点数的暗示规模与准确度之间有和关系?答：浮点数的暗示规模由阶码的位数决议,准确度由尾数的位数决议.当机械字长一准时,分给阶码的位数越多,尾数占用的位数就越少,则数的暗示规模越大.而尾数占用的位数削减,必定会削减数的有用数位,即影响数的精度.4)汉字输入码.机内码和字型码在汉字处理进程中各有何感化？答：汉字输入码.机内码和字型码,分离用于汉字的输入.汉字在盘算机内的处理以及汉字的显示和打印.具体来说,盘算机要对汉字信息进行处理,起首要将汉字转换成盘算机可以识此外二进制情势并输入到盘算机,这是由汉字输入码完成的;汉字输入到盘算机后,还须要转换成内码才干被盘算机处理,显然,汉字内码也应当是二进制情势.假如须要显示和打印汉字,还要将汉字的内码转换成字形码.5)在机内码中若何区分两个ASCII码字符和一个汉字?答：将一个汉字算作是两个扩大ASCII码,使暗示GB2312汉字的两个字节的最高位都为1,而每个ASCII码字符中每个字节的最高位为0.如许就能差别一个机内码到底对应一个汉字照样两个西文字符.6)“8421码就是二进制数”.这种说法对吗？为什么？答：这种说法是不合错误的.8421码是一种最简略的有权码,它拔取4位二进制数的前10个代码0000～1001分离对应暗示十进制数的10个数码.若按权乞降,和数就等于该代码所对应的十进制数.8421码是一种编码方法,用于十进位制与二进制数之间的转换.而二进制数是用0和1两个数码来暗示的数.二者是不合的概念,不克不及等同.7)若何辨认浮点数的正负？浮点数能暗示的数值规模和数值的准确度取决于什么？答：当采取一般浮点数格局暗示浮点数时,阶码和尾数都各包含一位符号位.浮点数的正负由尾数的的符号位决议.当采取IEEE754格局时,经由过程数符就能断定出浮点数的正负.浮点数能暗示的数值规模和数值的准确度,分离取决于阶码的位数和尾数的位数.8)简述CRC的纠错道理.答：发送部件将某信息的CRC码传送至吸收部件,吸收部件收到CRC码后,仍用商定的生成多项式G(x)去除,若余数为0,暗示传送准确;若余数不为0,暗示出错,再由余数的值来肯定哪一位出错,从而加以改正.具体的纠错道理如下：（1）不管错误出如今哪一位,均要经由过程将出错位轮回左移到最左边的一位上时被改正;（2）不为零余数的具有轮回特点.即在余数后面补一个零除以生成多项目式,将得到下一个余数,持续在新余数基本上补零除以生成多项式,持续该操纵,余数最后能轮回到最开端的余数.（3）CRC就是运用不为零余数的轮回特点,在轮回盘算余数的同时,将收到的CRC编码同步移动,当余数轮回到等于最左边位出错对应的余数时,标明已将出错的位移到CRC码的最左边,对出错位进行纠错.（4）持续进行余数的轮回盘算,并同步移动CRC编码,当余数又回到最开端的值时,纠错后的CRC码又回到了最开端的地位.至此,完成CRC的纠错义务. 2.3 写出下列各数的原码.反码和补码.0, 一0, 0.10101, 一0.10101, 0.11111, 一0.11111, －0.10000, 0.10000解：x=0,则［＋0］原＝ 0.00…0 , [＋0]反＝ 0.00…0,［＋0］补＝0.00…0;x=-0,则［－0］原＝ 1.00…0,[－0]反＝ 1.11…l,[－0]补＝0.00…0;x=0.10101,则［x］原＝0.10101,[x]反＝0.10101,[x]补＝0.10101;x=一0.10101,则［x］原＝1.10101,[x]反＝1.01010,[x]补＝1.01011;x=0.11111,则［x］原＝0.11111,[x]反＝0.00000,[x]补＝0.00001;x=一0.11111,则［x］原＝1.11111,[x]反＝1.00000,[x]补＝1.00001;x=－0.10000,则［x］原＝1.10000,[x]反＝1.01111,[x]补＝1.10000;x=0.10000,则［x］原＝0.10000,[x]反＝0.10000,[x]补＝0.10000.2.4 已知数的补码暗示情势,求数的真值.[x]补＝0.10010,[x]补＝1.10010,[x]补＝1.11111,[x]补＝1.00000,[x]补＝0.10001,[x]补＝1.00001,解：[x]补＝0.10010,则[x]原＝0.10010,x=0.10010;[x]补＝1.10010,则[x]原＝1.01101,x=－0.01101;[x]补＝1.11111,则[x]原＝1.00000,x=－0;[x]补＝1.00000,则[x]原＝1.11111,x=－0.11111;[x]补＝0.10001,则[x]原＝0.10001,x=0.10001;[x]补＝1.00001,则[x]原＝1.11110,x=－0.11110.2.5 已知x＝0.10110,y＝—0.01010,求：[x/2]补, [x/4]补, [y/2]补, [2y]补解： [x]原=0.10110=[x]反=[x]补,所以[x/2]补=0.010110,[x/4]补=0.0010110;[y]原=1.01010,[y]反=1.10101,[y]补=1.10110,所以[y/2]补=1.110110,[2y]补=1.0110.2.6 C说话中许可无符号数和有符号整数之间的转换, 下面是一段C说话代码: Int x =-1;Unsigned u=2147483648;Printf (“x=%u=%d\n”,x,x);Printf (“u=%u=%d\n”,u,u);给出在32位盘算机中上述程序段的输出成果并剖析原因.解：x=4294967295=-1;u=2147483648=-2147483648原因：x是int型,在盘算机中以补码情势消失.%u以无符号输出,%d输出真值,所以x=4294967295=-1.u=231是一个无符号数,无溢出,因为首位为1%u符号输出第一位为非符号位,所所以2147483648%d 第一位为符号位,所所以负数,取反加1照样231所所以-2147483648.2.7剖析下列几种情形下所能暗示的数据规模分离是若干1)16位无符号数;2)16位原码定点小数;3)16位补码定点小数;4)16位补码定点整数;解：1)16位无符号数：0 ~ 1111 1111 1111 1111,即0 ~ 216-1=655352)16位原码定点小数：1.111 1111 1111 1111 ~ 0.111 1111 1111 1111,即-（1-2-15）~ 1-2-153)16位补码定点小数：1.000 0000 0000 0000 ~ 0.111 1111 1111 1111,即-1 ~ 1-2-154) 16位补码定点整数：1000 0000 0000 0000 ~ 0111 1111 1111 1111,即-215 ~ 215-12.8 用补码暗示8位二进制整数,最高位用一位暗示符号（即形如x0x1x2x3x4x5x6x7）时,模应为若干？解：因为8位二进制数补码的暗示规模为：-128~127一共有256个数,所以模为256.2.9 位浮点数尺度暗示十进制数解：移动小数点,使其变成1.M的情势：-110.101=-1.10101*22于是得到：S=0, e = 2,E=10+01111111 = 10000001,M=10101最后得到32位浮点数的二进制存储格局为：110000001101 0100 0000 0000 0000 0000=（C0D40000）16b)起首分离将整数和分数部分转换成二进制数：3.1415927=11.00100100001111110110101移动小数点,使其变成1.M的情势11.00100100001111110110101=1.100100100001111110110101×2于是得到：S=0, e = 1,E=1+01111111 =10000000,M=10010010000111111011010最后得到32位浮点数的二进制存储格局为：010********* 1001 0000 1111 1101 1010=（40490FDA）16c)起首将6400转换成二进制数：64000=1100100000000移动小数点,使其变成1.M的情势1100100000000=1.100100000000×212于是得到：S=0, e = 12,E= 1100+01111111 =10001011,M= 1001最后得到32位浮点数的二进制存储格局为：010********* 1000 0000 0000 0000 0000=(45C80000)162.10 求与IEEE754 32位浮点数43940000H对应的十进制数.解：43940000H=（010********* 0100 0000 0000 0000 0000）2S=0,E=（10000111）2-127=8,M=1.00101所以暗示数为100101000,对应的十进制数为296.2.11 求32位 IEEE754 浮点数能暗示的最大数和最小数.解：用IEEE754格局(E的取值规模：1~254,留出全0和全1分离暗示0和无限大)0 11111110 11111111111111111111111即 2127(2-2-23)(2) 最小数的二进制暗示：1 11111110 11111111111111111111111即 - 2127(2-2-23)2.12 设有两个正浮点数：N1＝2m×M1,N2＝2n×M2.（1）若m＞n,是否有N1＞N2？（2）若M1和M2是规格化的数,上述结论是否准确？解：（1）不必定.例如,N1＝23×0.001,N2＝22×0.01,此时m＞n,却有N1＝N2.再如,N1＝23×0.001,N2＝22×0.1,此时m＞n,却有N1＜N2.（2）准确.因为浮点数规格化,请求尾数的最高位为非0数码,即当尾数的值不为零时,其绝对值应大于或等于(1/2)10.那么M1和M2都必须是0.1××…×的情势.这时,若m＞n,则必定有N1＞N2.2.13 设二进制浮点数的阶码为3位,尾数是7位.用模2补码写出它们所能暗示的最大正数.最小正数.最大负数和最小负数,并将它们转换成十进制数.解：补码真值最大正数:011;0.111111, 23×（1-2-6）最小正数:101;0.000001, 23×2-6最大负数:101;1.111111,-23×2-6最小负数:011;1.000000, -23×（1-2-6）2.14 将下列十进制数暗示成浮点规格化数,阶码4位,尾数10位,各含1位符号,阶码和尾数均用补码暗示.（1）57/128 （2) —69/128解：（1）57/128=(0.0111001)2,记x=0.0111001,则[x]原=[x]反=[x]补=0.0111001,规格化：[x]补=0.111001*2-1阶码的原码为：1001,是以补码为：1111尾数为：0111001000暗示成浮点规格化数：1111 0111001000（2）-69/128=(-0.1000101)2,记x=-0.1000101,则[x]原=1.1000101,[x]反=1.0111010,[x]补=1.0111011,无需规格化,阶码为0000,尾数为1011101100暗示成浮点规格化数：0000 10111011002.15 设有用信息为01011011,分离写出奇校验码和偶校验码.假如吸收方收到的有用信息为01011010,解释若何发明错误.解：奇偶校验位分离为：0和1,奇校验码：010110110偶校验码：010110111假如采取奇校验,则发送方发出的奇校验码x=010110110（前8位是有用信息位,最后一位是校验位）,假如吸收方收到的x=010110100 (只有1位出错,最后一个0是校验位),吸收方按奇校验方法根据01011010盘算得到的验位C’＝1 ,与从信息中读到得校验码的取值不合,标明传送的信息产生了错误.假如采取偶校验,运用类似的办法可以发明错误.2.16由 6 个字符的 7 位 ASCII 编码分列,再加上水温和垂直偶校验位构成如表2.23的行列构造（最后一列为程度奇偶校验位,最后一行动垂直奇偶校验位）表2.23 ASCII码交叉校验字符7 位 ASCII 码HP30X1X200110Y1100100X31+X41010110Y201X5X61111D100X710X80=0X9111X1011VP00111X111X12则 X1 X2 X3 X4 处的比特分离为 _1110_; X5 X6 X7 X8 处的比特分离为 _1000_; X9 X10 X11 X12处的比特分离为 _1011_; Y1 和 Y2 处的字符分离为 __I__ 和 __7__.解答思绪：运用交叉奇/偶校验道理来肯定各个X值,再查询ASCII码表获知Y1 和 Y2是什么字符.2.17 设8位有用信息为01101ll0,试写出它的海明校验码.给出进程,解释分组检测方法,并给出指误字及其逻辑表达式.假如吸收方收到的有用信息变成01101111,解释若何定位错误并改正错误.解：被磨练位有8位,设磨练位有r位因为：8+r<=2r-1r=4;设四位分离为P1,P2,P3,P4海明码为：P1P20P3110P41110P1：3,5,7,9,11P2：3,6,7,10,11P3：5,6,7,12P4：9,10,11,12所以 P1=1,P2=1 P3=0 P4=1海明码为：110011011110指错位G1：1,3,5,7,9,11G2：2,3,6,7,10,11G3：4,5,6,7,12G4：8,9,10,11,12G1=0,G2=0,G3=0,G4=0图略.2.18 设要采取CRC编码传送的数据信息x=1001,当生成多项式为G（x）＝1101时,请写出它的轮回校验码.若吸收方收到的数据信息x’=1101,解释若何所以轮回码为：1001011.若吸收到的数据信息x’所所以第2位出错,将第2位的1改为0即可.第三章运算办法和运算器习题三3.1解释下列名词变形形补码：即用两个二进制位来暗示数据的符号位,其余与补码雷同.溢出：运算成果超出数据类型所能暗示数据规模的现象称为溢出.阵列乘法：采取类似手工乘法运算的办法,用大量与门产外行工乘法中的各乘积项,同时将大量一位全加器按照手工乘法算式中须要进行加运算的各相干项的分列方法构成加法器阵列.恢复余数除法：比较被除数（余数）与除数的大小是用减法实现的.对原码除法而言,因为操纵数以绝对值的情势介入运算,是以,相减成果为正（余数的符号位为0）解释够减,商上1;相减成果为负（余数的符号位为1）解释不敷减,商上0.因为除法经由过程减法实现,当商上1时,可将比较数据大小时的减法操纵与除法操纵中的减法操纵归并,即商上1后持续后面的除法操纵.商上0时标明不敷减,但因比较操纵时已经实行了一次减法,是以,须要对履行比较操纵后的成果加上除数,既将余数还原成比较操纵前的数值,这种办法就称为恢复余数法.不恢复余数除法：又称加减瓜代法,是对恢复余数法的改良.不恢复余数法的特色是不敷减时不再恢复余数,而根据余数的符号作响应处理就可持续往下运算,是以运算步数固定,掌握简略,进步了运算速度.阵列除法：类似于阵列乘法器的思惟,为了加速除法的履行速度,也可以采取阵列除法器来实现除法.为简化运算及阵列除法器的构造,对介入运算的数据进行恰当的处理,使其以正数的情势介入运算.行波进位：多位进位之间消失高位进位的产生依附低位进位的一种进位方法.并行进位：高.低进位之间不消失具有依存关系,而是同时盘算的进位方法.算术移位：分为算术左移和算术右移.个中算数左移n位相当于乘上2n,履行办法是把本来的数中每一位都向左移动n个地位,左面移出的高位丢弃不要,右面低位空出的地位上全体补0,当符号位产生转变时标明产生了溢出.算术右移时,符号位保持不变,其余列位依次右移,最右边一位移出,将符号位拷贝到左边空出的位,一次移位相当于除2.逻辑移位：逻辑左移n位的履行办法,是把本来的数中每一位都向左移动n个地位,左面移出的高位丢弃不要,右面低位空出的地位上全体补"0". 逻辑右移n位的履行办法是把本来数中的每一位都向右移动n个地位,右面移出的低位丢弃不要,左面高位空出的地位上全体补0.对阶：使阶码相等的进程,对阶的时一般采纳小的阶码向大阶码看齐的方法.规格化：就是使浮点数的运算成果中,将尾数从非规格化数变成规格化数的进程.根据尾数情势的不合,规格化可分为左移规格化和右移规格化.3.2答复下列问题:1)为什么采取并行进位能进步加法器的运算速度？答：因为并行进位电路能很快产生列位的进位旌旗灯号,使得加法器的速度大大进步.2)若何断定浮点数运算成果是否产生溢出?答：因为溢出与数据的暗示规模有关,而浮点数的阶码影响到其数据暗示的规模,是以,浮点数的溢出是经由过程接码的是否溢出为断定标记.对于采取双符号位的阶码而言,当双符号位不合时暗示浮点数产生溢出,不然则未产生溢出. 3)若何断定浮点数运算成果是否为规格化数?假如不是规格化数,若何进行规格化?答：当尾数采取补码暗示时,若运算成果不是11.0××…×或00.1××…×的情势时,成果就不是规格化数.则应进行响应的规格化处理：当尾数符号为01或10时,须要向右规格化,且只需将尾数右移一位,同时将成果的阶码值加1.当尾数运算成果为11.1××…×或00.0××…×时须要左移规格化,并且左移次数不固定,与运算成果的情势有关.左规的办法是尾数连同符号位一路左移位.和的阶码减1,直到尾数部分消失11.0或00.1的情势为止.4)为什么阵列除法器中能用CAS的进位/借位掌握端作为上商的掌握旌旗灯号? 答：阵列除法器运用不恢复余数的除法,当商上1的时刻,会产生进位,当商上。

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第一章系统给概论习题一1.l 解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。

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。

控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。

时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。

多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。

字长：运算器一次运算处理的二进制位数。

存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。

CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。

MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。

CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。

基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。

固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。

可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。

产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。

MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。

MTTR：系统的平均修复时间。

MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。

可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。

计算机组成原理课后习题答案一到九章

计算机组成原理课后习题答案一到九章文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]作业解答第一章作业解答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。

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。

2) 采用二进制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中。

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。

计算机组成原理课后习题答案(一到九章)

作业解答第一章作业解答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计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？1.31)2)3)1.41.5以保证总①可以减少各个部件之间的连线数量，降低成本；②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。

1.6按其任务分，总线有哪几种类型？它们的主要作用是什么？答：按总线完成的任务，可把总线分为：CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线。

1.7计算机的主要特点是什么？答：计算机的主要特点有：①能自动连续地工作；②运算速度快；③运算精度高；④具有很强的存储能力和逻辑判断能力；⑤通用性强。

1.8衡量计算机性能有哪些基本的技术指标？以你所熟悉的计算机系统为例，说明它的型号、主频、字长、主存容量、所接的I/O设备的名称及主要规格。

答：衡量计算机性能的基本的技术指标有：①基本字长；②主存容量；③运算速度；④所配置的外部设备及其性能指标；⑤系统软件的配置。

1.9单选题（1）1946年，美国推出了世界上第一台电子数字计算机，名为__A__。

A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC（2）在计算机系统中，硬件在功能实现上比软件强的是__C__。

A.灵活性强B.实现容易C.速度快D.成本低（3）完整的计算机系统包括两大部分，它们是__C____。

A.运算器与控制器B.主机与外设C.硬件与软件D.硬件与操作系统（4）在下列的描述中，最能准确反映计算机主要功能的是___D___。

A.计算机可以代替人的脑力劳动B.计算机可以存储大量的信息（5（6（71.10（1（2（3（4（5（6答：①应用领域（7）银河I（YH-I）巨型计算机是我国研制的①。

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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。

CPU：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）。

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。

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。

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。

存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。

存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。

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）。

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。

指令字长：一条指令的二进制代码位数。

计算机组成原理课后答案

第一章计算机系统概论1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。

答：模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。

数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。

数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。

2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？答：数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。

3．数字计算机有哪些主要应用？答：数字计算机的主要应用有：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。

4．冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它由哪些主要组成部分？答：冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是存储程序并按地址顺序执行，它由运算器，控制器，存储器，接口及I/O设备组成。

5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字，什么是地址字？答：存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

每个存储单元都有编号，称为单元地址。

如果某字代表要处理的数据，称为数据字。

如果某字为一条指令，称为指令字。

6．什么是指令？什么是程序？答：每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。

7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？答：计算机可以从时间和空间两方面来区分指令和数据，在时间上，取指周期从内存中取出的是指令，而执行周期从内存取出或往内存中写入的是数据，在空间上，从内存中取出指令送控制器，而执行周期从内存从取的数据送运算器、往内存写入的数据也是来自于运算器。

8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。

答：内存是指计算机内的半导体存储器，包括ROM和RAM。

ROM用来存放监控程序和一些不变的数据表格，RAM存放正运算的程序和正在处理的数据，外存通常指的是磁盘、磁带、光盘存储器等，用于存放暂不运行的程序和暂不处理的数据。

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附录各章习题参考答案第1章习题参考答案1. （1）D （2）D （3）B （4）C （5）D （6）D2. 答：计算机是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息进行快速算术和逻辑运算的工具，是一个由硬件﹑软件组成的复杂的自动化设备。

理解计算机的概念，应从六个方面：（1）以电子器件为物质基础，即研究的对象是电子数字计算机（Digital Computer）；（2）不需要人的直接干预，说明具有自动化能力，其前提是存储程序；（3）处理各种数字化信息，计算机以二进制编码作为数字化编码及运算的基础；（4）具有算逻运算能力，基本运算操作是算术和逻辑运算；（5）计算机是快速工具，主要取决于两个因素：一是电子器件，二是存储程序。

（6）由硬件和软件组成。

3. 答：见本章小结。

4. 答：计算机的生命力在于它的广泛应用，应用的范围几乎涉及人类社会的所有领域。

归纳起来，在科学计算、过程检测及控制、信息管理、计算机辅助系统等领域中的应用成就最为突出。

举例：计算机辅助教学CAI；学生的学籍管理系统；数字图书馆系统；虚拟现实系统；售票系统；学校的一卡通系统等。

5. 答：冯•诺依曼原理的基本思想是：•采用二进制形式表示数据和指令。

指令由操作码和地址码组成。

•将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。

这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。

•指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。

•计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能。

冯•诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。

6. 答：计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。

而总线分为数据总线、地址总线、控制总线，其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。

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第1章计算机组成原理考试大纲第一章计算机体系结构和计算机组成冯。

诺伊曼体系的特点Amdahl定律第二章数制和数制转换各种码制的表示和转换浮点数的表示补码加减法布思算法浮点数的加减法海明码的计算练习：5，6，7，8，101、已知X=19，Y=35，用布思算法计算X×Y和X×(-Y)。

2、使用IEEE 754标准格式表示下列浮点数：-5，-1.5，1/16，-6，384，-1/32。

3、已知X=-0.1000101×2-111，Y=0.0001010×2-100。

试计算X+Y，X-Y，X×Y和X/Y。

4、某浮点数字长12位，其中阶符1位，阶码数值3位，尾符1位，尾数数值7位，阶码和尾数均用补码表示。

它所能表示的最大正数是多少？最小规格化正数是多少？绝对值最大的负数是多少？5、求有效信息位为01101110的海明码校验码。

第三章练习：5解释下列概念：PROM，EPROM，E2PROM，Flash memory，FPGA，SRAM和DRAM。

第四章总线的分类总线操作周期的四个传输阶段总线仲裁的概念及其分类异步通信方式的种类总线的最大传输率第五章存储器的分类存储容量的扩展RAID的概念、特点以及分类Cache的地址映射Cache的写策略Cache的性能分析3C练习：4，5，71．一个容量为16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少?用下列存储芯片时，各需要多少片?1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×l位，4K×8位，8K×8位2．现有1024×l的存储芯片，若用它组成容量为16K×8的存储器。

(1)实现该存储器所需的芯片数量?(2)若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K×8，该存储器所需的地址线总数是多少?几位用于选片?几位用作片内地址?(3)画出各芯片的连接逻辑图。

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1、l 解释下列名词摩尔定律:对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能与价格等发展趋势的预测,其主要内容就是:成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番,性能将提高一倍,而其价格将降低一半。

主存: 计算机中存放正在运行的程序与数据的存储器,为计算机的主要工作存储器,可随机存取。

控制器:计算机的指挥中心,它使计算机各部件自动协调地工作。

时钟周期:时钟周期就是时钟频率的倒数,也称为节拍周期或T周期,就是处理操作最基本的时间单位。

多核处理器:多核处理器就是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。

字长:运算器一次运算处理的二进制位数。

存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。

CPI:指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。

MIPS:用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标,该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。

CPU时间:计算某个任务时CPU实际消耗的时间,也即CPU真正花费在某程序上的时间。

计算机系统的层次结构:计算机系统的层次结构由多级构成,一般分成5级,由低到高分别就是:微程序设计级,机器语言级,操作系统级,汇编语言级,高级语言级。

基准测试程序:把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。

软/硬件功能的等价性:从逻辑功能的角度来瞧,硬件与软件在完成某项功能上就是相同的,称为软/硬件功能就是等价的,如浮点运算既可以由软件实现,也可以由专门的硬件实现。

固件:就是一种软件的固化,其目的就是为了加快软件的执行速度。

可靠性:可靠性就是指系统或产品在规定的条件与规定的时间内,完成规定功能的能力。

产品可靠性定义的要素就是三个“规定”:“规定条件”、“规定时间”与“规定功能”。

MTTF:平均无故障时间,指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。

MTTR:系统的平均修复时间。

MTBF:平均故障间隔时间,指相邻两次故障之间的平均工作时间。

可用性:指系统在任意时刻可使用的概率,可根据MTTF、MTTR与MTBF等指标计算处系统的可用性。

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作业解答第一章作业解答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。

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。

2) 采用二进制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中。

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。

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