唐朔飞《计算机组成原理》课后习题详解(输入输出系统)【圣才出品】
唐朔飞《计算机组成原理》课后习题详解(CPU的结构和功能)【圣才出品】
8.2课后习题详解1．CPU有哪些功能？画出其结构框图并简要说明每个部件的作用。
答：CPU功能：CPU具有控制程序的顺序执行、产生完成每条指令所需的控制命令、控制各种操作的执行时间、对数据进行算术和逻辑运算以及处理中断等功能，其框图如图8-5所示。
图8-5图中寄存器包括专用寄存器（如程序计数器、指令寄存器、堆栈指示器、存储器地址寄存器、存储器数据寄存器、状态寄存器等）以及通用寄存器（存放操作数）；CU产生各种微操作命令序列；ALU完成算术和逻辑运算；中断系统用于处理各种中断。
2．什么是指令周期？指令周期是否有一个固定值？为什么？答：指令周期是CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间，也即CPU完成一条指令的时间。
操作指令又可以分为：取指，分析，执行指令。
取指阶段完成取指令和分析指令的操作，又称取指周期；执行阶段完成执行指令的操作，又称执行周期。
指令周期=取指周期+执行周期。
因为各种指令操作功能不同，所以各种指令的指令周期也不同，指令周期的长度主要受到指令在执行阶段的访存次数和执行阶段需要完成的操作的影响。
如图8-6所示，各种指令周期的比较结果表明指令周期没有固定值。
图8-6各种指令周期的比较3．画出指令周期的流程图，分别说明图中每个子周期的作用。
答：指令周期图如图8-7所示：取指周期完成取指令和分析指令的操作；间址周期用于取操作数的有效地址；执行周期完成执行指令的操作；中断周期是当CPU响应中断时，由中断隐指令完成保护程序断点、硬件关中断和向量地址送PC（硬件向量法）的操作。
图8-74．设CPU内有这些部件：PC、IR、SP、AC、MAR、MDR和CU。
（1）画出完成间接寻址的取数指令“LDA @X”（将主存某地址单元的内容取至AC 中）的数据流（从取指令开始）。
（2）画出中断周期的数据流。
答：CPU数据流向与所采用的数据通路结构直接相关，不同的数据通路中的数据流是不一样的。
通常用的数据通路结构方法有直接连接、单总线、双总线、三总线等形式。
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此文档下载后即可编辑第1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。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
计算机组成原理课后习题和答案_唐朔飞[完整版]
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5. 解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复
用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备 （或从模块）、总线的传输周期、总线的通信控制。
解： 总线宽度——指数据总线的位（根）数，用 bit（位）作单位。 总线带宽——指总线在单位时间内可以传输的 数据总量，相当于总线的数据传输率，等于总线工 作频率与总线宽度（字节数）的乘积。 总线复用——指两种不同性质且不同时出现的 信号分时使用同一组总线，称为总线的“多路分时 复用”。
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
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
• 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
唐朔飞《计算机组成原理》课后习题详解(指令系统)【圣才出品】
7.2课后习题详解1．什么叫机器指令？什么叫指令系统？为什么说指令系统与机器的主要功能以及与硬件结构之间存在着密切的关系？答：机器语言是由一条条语句组成，每一条语句都能准确地表达某种语义。
人们习惯将每一条机器语言的语句称为机器指令，而将所有机器指令的集合称为机器的指令系统。
计算机实现全自动工作就是通过连续执行每一条机器语句。
计算机设计人员主要研究如何确定机器的指令系统以及如何使用硬件电路、芯片、设备来实现机器指令系统的功能。
计算机用户使用汇编语言根据机器提供的指令系统编译各种程序。
根据机器指令系统描述的机器功能，计算机用户可以清楚地了解计算机内部寄存器一存储器的结构，以及计算机可以直接支持的各种数据类型。
因此，指令系统与机器的主要功能以及与硬件结构密切相关。
2．什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？答：寻址方式：指的是确定本条指令的数据地址和下一条要执行的指令地址的方法。
它与硬件结构密切相关，直接影响指令的格式和功能。
寻址方法可分为指令寻址和数据寻址。
指令寻址相对简单，可以分为两种类型：顺序寻址和跳转寻址：顺序寻址可以通过程序计数器PC加1来自动形成下一条指令的地址；跳跃寻址则通过转移类指令实现。
有许多种数据寻址方法，必须在指令字中设置字段以指明是哪一种寻址方式。
指令的地址码字段通常不代表操作数的实际地址，它被称为形式地址并记为A。
操作数的实际地址称为有效地址，记为EA。
它是由寻址方式和形式地址共同来确定的。
学习寻址方式目的：从高级语言的角度考虑问题，机器指令的寻址方式对用户来说并不重要，但一旦使用汇编语言，用户要想正确编程，只有理解并掌握了寻址方式，否则程序将无法正常运行。
如果程序员参与机器指令系统的设计，那么理解用于确定机器指令格式的寻址方式是必不可少的。
从另一个角度来看，如果我们对机器指令的寻址方式有了透彻的了解，程序员将进一步加深对机器中信息流程和整机工作概念的理解。
3．什么是指令字长、机器字长和存储字长？答：指令字长：指令字取决于操作数代码的长度、操作数地址的长度和操作数地址的数量。
计算机组成原理课后习题及的答案唐朔飞
总线的主设备（主模块）——指一次总 线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）；
总线的从设备（从模块）——指一次总 线传输期间，配合主设备完成传输的设备（模 块），它只能被动接受主设备发来的命令；
总线的传输周期——总线完成一次完整 而可靠的传输所需时间；
总线的通信控制——指总线传送过程中 双方的时间配合方式。
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
8. 为什么说半同步通信 同时保留了同步通信和异步 通信的特点？
解： 半同步通信既能像同步
通信那样由统一时钟控制， 又能像异步通信那样允许传 输时间不一致，因此工作效 率介于两者之间。
10. 什么是总线标准？为什么要设
置总线标准？目前流行的总线标准有哪些？ 什么是即插即用？哪些总线有这一特点？
解： 总线标准——可理解为系统与模块、 模块与模块之间的互连的标准界面。 总线标准的设置主要解决不同厂家各 类模块化产品的兼容问题； 目前流行的总线标准有：ISA、EISA、 PCI等； 即插即用——指任何扩展卡插入系统 便可工作。EISA、PCI等具有此功能。
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
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞
6. 试比较同步通信和异步 比较同步通信和异步 通信。 通简单， 控制的通信，控制方式简单， 灵活性差， 灵活性差，当系统中各部件工 作速度差异较大时，总线工作 作速度差异较大时， 效率明显下降。 效率明显下降。适合于速度差 别不大的场合； 别不大的场合； 异步通信——不由统一时 异步通信 不由统一时 钟控制的通信，部件间采用应 钟控制的通信，部件间采用应 答方式进行联系，控制方式较 答方式进行联系， 进行联系 同步复杂，灵活性高， 同步复杂，灵活性高，当系统 中各部件工作速度差异较大时， 中各部件工作速度差异较大时， 有利于提高总线工作效率。 有利于提高总线工作效率。
存储字长——一个存储 一个存储 存储字长 二进制代码的位数； 单元所存二进制代码的位数 单元所存二进制代码的位数； 存储容量——存储器中 存储容量 存储器中 可存二进制代码的总量； 可存二进制代码的总量； 总量 通常主、 （通常主、辅存容量分开描 述） 机器字长——CPU能同 机器字长 能 时处理的数据位数； 时处理的数据位数； 的数据位数 指令字长——一条指令 指令字长 一条指令 二进制代码位数 位数； 的二进制代码位数；
5. 解释概念：总线宽度、总 解释概念：总线宽度、 线带宽、总线复用、 线带宽、总线复用、总线的主设备 或主模块）、总线的从设备（ ）、总线的从设备 （或主模块）、总线的从设备（或 从模块）、总线的传输周期、 ）、总线的传输周期 从模块）、总线的传输周期、总线 的通信控制。 的通信控制。 解： 总线宽度——指数据总线的位 总线宽度 指数据总线的位 作单位。 （根）数，用bit（位）作单位。 （ 总线带宽——指总线在单位时 总线带宽 指总线在单位时 间内可以传输的数据总量，相当于 间内可以传输的数据总量， 总线的数据传输率， 总线的数据传输率，等于总线工作 频率与总线宽度（字节数）的乘积。 频率与总线宽度（字节数）的乘积。 总线复用——指两种不同性质 总线复用 指两种不同性质 且不同时出现的信号分时使用同一 组总线，称为总线的“多路分时复 组总线，称为总线的“
唐朔飞《计算机组成原理》课后习题详解(计算机的运算方法)【圣才出品】
6.2课后习题详解1．最少用几位二进制数即可表示任一5位长的十进制正整数？答：216<99999<217，所以至少用17位表示任一5位长的十进制正整数。
2．已知X=0.a1a2a3a4a5a6（a i为0或1），讨论下列几种情况时a i各取何值。
（1）12 X>（2）18 X≥（3）11 416X ≥>答：（1）如果要X>1/2，a1=1，a2～a6不全为0。
（2）如果要X≥1/8，a1～a3不全为零，a4～a6可任取0或1；（3）如果要1/4≥X>1/16，只要a1=0，a2可任取0或1；当a2=0时，若a3=0，则必须a4=1，且a5、a6不全为0；若a3=1，则a4～a6可任取0或1；当a2=1时，a3～a6可任取0或1。
3．设x为整数，[x]补=1，x1x2x3x4x5，若要求x<-16，试问x1～x5应取何值？答：当x<0时，[x]补=2n+1+x，x=-10000，[x]补=1000000-10000=110000，若x<-10000（十进制为16），则[x]补<110000，则x1=0，x2～x5任意。
4．设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。
1329- -,,100,8764128答：（1）x=-13/64转为二进制位：x=-0.0011010；[x]原=1-x=1.0011010；[x]补=2+x=10.0000000-0.001101=1.1100110；[x]反=(2-2-n)+x=1.1111111-0.001101=1.1100101。
（2）x=29/128转为二进制位：x=0.0011101；[x]原=0.0011101；[x]补=0.0011101；[x]反=0.0011101。
（3）x=100转为二进制位：x=01100100；[x]原=01100100；[x]补=01100100；[x]反=01100100。
计算机组成原理-第二版-唐朔飞著-课后习题详解
第1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。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
计算机组成原理-第二版-唐朔飞著-课后习题详解
第1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。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案分解
第1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。
2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。
（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。
4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。
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）。
计算机组成原理 唐朔飞 习题解答
习题解答（唐朔飞版）第一章思考题与习题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？2．如何理解计算机系统的层次结构？3．说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别和联系。
4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？6．画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
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。
8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
9．根据迭代公式)(21nn yxyx+=，设初态y0=1，要求精度为ε，试编制求x的解题程序（指令系统自定），并结合所编程序简述计算机的解题过程。
10．指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？第一章计算机系统概论习题答案1、答：计算机系统由硬件和软件两大部分组成。
硬件即指计算机的实体部分，它由看得见摸的着的各种电子元器件，各类光电、机设备的实物组成，如主机、外设等。
软件时看不见摸不着的，由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成，用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机硬件系统工作的程序集合。
软件和硬件都很重要。
2、答：从计算机系统的层次结构来看，它通常可有五个以上的不同级组成，每一个上都能进行程序设计。
由下至上可排序为：第一级微程序机器级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持合执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，由各种高级语言编译程序支持合执行，还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
3、答：机器语言由0、1代码组成，是机器能识别的一种语言。
唐朔飞《计算机组成原理》课后习题详解(计算机系统概论)【圣才出品】
1.2课后习题详解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？答：计算机系统：由硬件和软件两部分组成，计算机系统能够接收和存储信息、根据程序快速计算和判断，最终输出处理结果；计算机硬件：计算机的实体部分，它由有形的各种电子元器件，各种类别的光、电、机设备的物体组成，如主机、外部设备等；计算机软件：所谓“软件”，它是无形的，由人们事先编写好的的具有指定功能的程序组成，如系统软件，应用软件等；计算机的硬件和软件是相互依存，相互制约的，缺一不可。
计算机如果没有安装软件就会失去灵魂，只是一堆机器；没有硬件的计算机只是一个幻想，没有实际意义。
2．如何理解计算机系统的层次结构？答：计算机系统的结构根据其功能分为几个层次，有助于正确理解计算机系统的工作；同时对阐明软件，硬件和固件在计算机系统中的地位和作用是有帮助的；层次结构使各级分工更加清晰，易于纠正和完善；对于了解各种语言的实现和性质是有帮助的；它也有助于发现新的虚拟机实现方法，设计新的计算机系统。
3．说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。
答：高级语言：高级语言是面向用户的，用高级语言编写的程序称为高级语言源程序，计算机不能直接运行高级语言源程序，一定要将它们翻译成计算机可以执行的机器语言目标程序。
汇编语言：可以反映指令作用的助记符表达的计算机语言称为汇编语言，它诞生在机器语言的前面。
机器语言：计算机可以识别和执行的唯一语言。
二进制代码构成机器语言，每个二进制代码串称为指令。
只有高级语言是面向用户的，汇编语言和机器语言是面向机器的。
高级语言和汇编语言需要由编译器解析成为机器语言才能被计算机识别。
4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指程序员可以看到的计算机系统的属性，即概念结构和功能特征。
计算机系统的属性通常指的是程序员（包括汇编语言程序员）利用机器语言编程的传统机器的属性，包括指令集，数据类型，内存寻址技术，I/O机制等。
(完整版)计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案
第 1 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构成的综合体。
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：计算机运转所需的程序及有关资料。
硬件和软件在计算机系统中互相依存，缺一不可以，所以相同重要。
2.怎样理解计算机的层次构造？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次构造。
（1 ）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和中心。
（2 ）系统软件在硬件以外，为用户供给一个基本操作界面。
（3 ）应用软件在最外层，为用户供给解决详细问题的应用系统界面。
往常将硬件系统以外的其余层称为虚构机。
各层次之间关系亲密，上层是下层的扩展，基层是上层的基础，各层次的区分不是绝对的。
3.说明高级语言、汇编语言和机器语言的差异及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识其余语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，一定翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）以后才能被执行。
4.怎样理解计算机构成和计算机系统构造？答：计算机系统构造是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据种类、寻址技术构成及 I/O 机理等。
计算机构成是指怎样实现计算机系统构造所表现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如构成计算机系统的各个功能零件的构造和功能，及互相连结方法等。
5.冯 ? 诺依曼计算机的特色是什么？解：冯? 诺依曼计算机的特色是：P8计算机由运算器、控制器、储存器、输入设施、输出设施五大零件构成；指令和数据以同相同地位寄存于储存器内，并能够按地点接见；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地点码两大多半构成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在储存器中的地点；指令在储存器中次序寄存，往常自动次序拿出履行；机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机。
计算机组成原理课后习题及解答-唐朔飞(完整版)
• 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
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
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
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
计算机组成原理课后习题和答案_唐朔飞[完整版]
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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。
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。
总线的主设备（主模块）——指一次总
线传输期间，拥有总线控制权的设备（模块）； 总线的从设备（从模块）——指一次总
线传输期间，配合主设备完成传输的设备（模 块），它只能被动接受主设备发来的命令；
总线的传输周期——总线完成一次完整 而可靠的传输所需时间；
总线的通信控制——指总线传送过程中 双方的时间配合方式。
解法1： 总线宽度 =32位/8 =4B 时钟周期 =1/ 66MHz =0.015µs 总线最短传输周期 =0.015µs×4
1D B 8D
1D C 8D
1D D 8D
BUSA
BUSB
BUSC
BUSD
（2）寄存器设置同（1），由 于本题中发送、接收不在同一节拍， 因此总线需设锁存器缓冲，锁存器 采用74LS373（电平使能输入）。 节拍、脉冲配合关系如下：
时钟： CLK：
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5.2课后习题详解1．I/O设备有哪些编址方式，各有何特点？答：I/O设备的编址方式有统一编址和独立编址。
统一编址是将I/O地址视为存储器地址的一部分。
例如，在64K地址的存储空间中，分配8K地址作为I/O设备的地址。
8K地址范围内的任何访问都是访问I/O设备，所用的指令与访存指令相似。
不统一编址就是指I/O地址和存储器地址是分开的，所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。
显然统一编址会占用存储空间从而降低了主存容量，但是不需要设专用的I/O指令。
不统一编址不会影响主存容量，这是因为它不占用主存空间，但需要设I/O专用指令。
因此需要根据实际情况权衡考虑选择哪种编址方式来设计机器。
2．简要说明CPU与I/O设备之间传递信息可采用哪几种联络方式，它们分别用于什么场合。
答：CPU和I/O之间传递信息可采用三种联络方式。
（1）立即响应方式。
对于指示灯的亮和灭、开关的接通和断开、A/D转换器的缓变信号的输入等工作速度非常慢的I/O设备，当它们与CPU发生联系时，通常都已使其处于某种等待状态，所以当CPU的I/O指令到达，它们就可以立即响应，因此这种设备不需要特殊联络信号，称为立即响应方式；（2）异步方式。
对于某些慢速或者中速外设，它们大多数都使用异步模式，因为它们与主机的工作速度不匹配，又以不规则的实际间隔运行即交换信息前，I/O与CPU各自完成自身的任务，彼此交换信息当且仅当出现联络信号的时候。
联络时采用应答方式，如“Ready”和“Strobe”可分别用来表示“准备就绪”和“响应”含义；（3）同步方式。
同步工作要求I/O设备和CPU以完全同步的速度工作。
例如，在数据采集过程中，如果外部数据以2400 bps的速率传输到接口，CPU也必须以1/2400 s的速率接收每一位数。
这种方式互相之间还必须配有专用电路，以生成同步时标来控制同步工作。
3．I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。
答：I/O设备与主机交换信息时，共有5种控制方式：程序查询方式、程序中断方式、直接存储器存取方式（DMA）、I/O通道方式、I/O处理机方式。
程序查询方式：特点是主机和I/O串行工作。
当CPU启动I/O时，始终询问I/O是否准备就绪。
如果设备准备好了，CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序；如果设备没有准备好，CPU将多次重复查询“踏步”等待直到I/O准备就绪为止，使得CPU的效率非常低；程序中断方式：特点是主机和I/O并行工作。
当CPU启动I/O后，无需一直查询I/O 是否准备就绪，而是继续执行程序。
当I/O准备好了，将中断请求信号发送到CPU，CPU 在合适的时间响应I/O的中断请求，暂停当前正在运行的程序以服务I/O。
这种方式消除了“踏步”现象，提高了CPU的效率；直接存储器存取方式（DMA）：特点是主机和I/O并行工作。
主存与I/O之间存在一条直接数据通路。
CPU启动I/O之后，不需要查询I/O是否准备就绪。
当I/O准备好了，会发送DMA请求。
此时，CPU不直接参与I/O和主存之间的信息交换，只是暂时将外部总线的使用权转移到DMA，仍然可以完成内部操作，因此不需要中断当前正在运行的程序，而只是暂停访问一个存取周期，使得CPU的效率更高；I/O通道方式：通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU将其部分权限分配给通道，让它完成外围设备的同一管理和外围设备与主存之间的数据交换，极大程度的提高了CPU 的效率，但是增加了硬件成本；I/O处理机方式：它是通道方式的进一步发展，CPU给I/O处理器提供I/O操作和外围设备的管理权限。
它的本质是多机系统，因此效率得到了更大的提高。
4．试比较程序查询方式、程序中断方式和DMA方式对CPU工作效率的影响。
答：程序查询方式：特点是主机和I/O串行工作。
当CPU启动I/O时，始终询问I/O 是否准备就绪。
如果设备准备好了，CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序；如果设备没有准备好，CPU将多次重复查询“踏步”等待直到I/O准备就绪为止，使得CPU的效率非常低；程序中断方式：特点是主机和I/O并行工作。
当CPU启动I/O后，无需一直查询I/O 是否准备就绪，而是继续执行程序。
当I/O准备好了，将中断请求信号发送到CPU，CPU 在合适的时间响应I/O的中断请求，暂停当前正在运行的程序以服务I/O。
这种方式消除了“踏步”现象，提高了CPU的效率；DMA方式：特点是主机和I/O并行工作。
主存与I/O之间存在一条直接数据通路。
CPU 启动I/O之后，不需要查询I/O是否准备就绪。
当I/O准备好了，会发送DMA请求。
此时，CPU不直接参与I/O和主存之间的信息交换，只是暂时将外部总线的使用权转移到DMA，仍然可以完成内部操作，因此不需要中断当前正在运行得程序，而只是暂停访问一个存取周期，使得CPU的效率更高；所以从工作效率上来看：DMA方式>程序中断方式>程序查询方式。
5．图形显示和图像显示有何区别？答：广义地讲，任何可以在人类视觉系统中形成视觉印象的客观对象都可以称为图形。
主要区别在于：（1）图形是矢量的概念。
图元是它的基本元素。
而图像是位图的概念，像素是它的基本元素。
图像显示更加逼真，而图形更抽象，只有线、点、面等元素；（2）图形的显示过程是基于图元的顺序，而图像的显示过程是基于位图中所安排的像素顺序，与图像的内容没有关系；（3）图像变换会导致失真，而图形可以无失真地变换。
例如当图像被放大时，边界将出现阶梯效应，通常称为锯齿；（4）图形可以用图元为单位独立地修改和编辑属性，但图像不能，由于图像中没有关于图像内容的独立单位，只能处理像素或图像块；（5）图形实际上是图像的抽象，在处理与存储时均用图形的特定格式进行，如果在屏幕上，它就与图像没有区别。
在抽象过程中，一些原型图像信息会丢失。
换言之，图形是更抽象的图像。
6．字符显示器的接口电路中配有缓冲存储器和只读存储器，各有何作用？答：在字符显示的接口电路中，缓冲存储器由RAM组成，用于存储计算机准备显示的字符编码。
缓存的每个地址对应于CRT显示屏幕上的不同位置，并且缓存单元的内容是要显示的字符的ASCII码。
字符显示器接口电路中的只读存储器用于存储与每个ASCII码对应的光点代码。
若荧光屏上的字符由5×7光点组成，则可以将ROM视为使ASCII码转换为一组5×7光点矩阵的组件，也称为字符发生器。
7．试比较针式打印机、激光打印机和喷墨打印机的特点。
答：三种打印机都配有一个字符发生器，它们的共同点是都能将字符编码信息变为点阵信息，不同的是这些点阵信息的控制对象不同。
点阵针式打印机的字符点阵用于控制打印针的驱动电路；激光打印机的字符点阵脉冲信号用于控制激光束；喷墨打印机的字符点阵信息控制墨滴的运动轨迹。
此外，点阵针式打印机属于击打式的打印机，可以逐字打印，也可以逐行打印；喷墨打印机只能逐字打印；激光打印机属于页式输出设备。
后两种都属于非击打式打印机。
不同类型的打印机性能和价格差别巨大，用户可根据实际情况合理选择。
激光打印机用于要求印字质量高的场合；串行点阵针式打印机用于要求价格便宜的或只需具有文字处理功能的个人用计算机；要求处理的信息量很大，速度又要快，应该配行式打印机或高速激光打印机。
8．某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息。
字符信息的格式为1位起始位、7位数据位、1位检验位和1位停止位。
若要求每秒钟传送480个字符，那么该设备的数据传送速率为多少？答：由题干可知一个字符共有(1+7+1+1)=10位，每秒要求传达480个字符，则数据传送速率要求为480×10=4800（bps）9．什么是多媒体技术？简要说明研制多媒体计算机的关键技术。
答：多媒体的核心词是媒体。
所谓媒体是指信息传输和存储的最基本技术和手段。
日常生活中最常用的媒体包括音乐、语言、图片、文件、书籍、电视、广播、电话等。
人们可以使用媒体获得他们需要的信息，他们也可以使用这些媒体传输或保存有用的信息。
但是，传统的媒体设施，工具和手段几乎是单一功能的。
例如，音响设备只能录制和播放；电视只能提供音频和视频信息；报纸只能提供文字和图像图表信息等。
由于它们都是单一功能的媒体，并且处于独立分离的状态，所以人们希望拥有一个集多功能的多媒体系统，这就是应用领域向计算机科学与技术和计算机工业提出的迫切要求。
多媒体计算机的关键技术如下：（1）视频和音频数据的压缩与解压缩技术：多媒体计算机的关键问题是如何实时综合处理声、图和文字信息，需要将每幅图像从模拟量转换成数字量，然后进行图像处理，与图形、文字复合后存放在机器中。
因为数字化图像和声音信息的信息量非常庞大，另外计算机总线的传输速率有限，所以必须压缩和解压缩信息。
（2）多媒体专用芯片：因为多媒体计算机承担大量与数据信号处理、图像处理、压缩与解压缩和解决多媒体之间关系等有关的问题，并且要求处理速度快，所以需要研制专用芯片。
（3）大容量存储器：多媒体计算机需要存储大量信息，所以大容量存储器的开发仍然是多媒体计算机系统的关键技术。
（4）适用于多媒体技术的软件：如图5-13所示，除底层硬件层外，所有其他层都包含适用于多媒体技术的软件。