计算机硬件基础课后习题答案

第1章计算机概述

1：计算机的类型有哪些？简述它们的特点

目前国际上比较流行的计算机分类是：巨型计算机、主机（大、中型机）、小型计算机、和个人计算机。

巨型计算机指运算速度快、存储容量大的高性能计算机，它采用了大规模并行处理的体系结构，CPU由数以百计、千计的处理器组成，有极强的运算处理能力。计算机的运算速度平均每秒1000万次以上；存贮容量在1000万位以上。巨型机的研制水平是一个国家计算机技术水平的重要标志。

主机（大、中型机）大型机的运算速度一般在100万次/秒至几千万次/秒，通常用每秒运行多少万次来作为运算速度单位，字长32～64位，主存容量在几百兆字节以上，。它有比较完善的指令系统，丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。其特点是通用，有极强的综合处理能力。中型机的规模介于大型机和小型机之间。

小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短，便于及时采用先进工艺技术，软件开发成本低，易于操作维护。

微型计算机是以微处理器（CPU）为核心，通过系统总线（BUS）将存储器、外围控制电路、输入输出接口连接起来的系统称为微型计算机。若配有相应的外围设备(如显示器、键盘、打印机等)和系统软件，就组成了微型计算机系统(Micro Computer System)。微型计算机具有以下特点：

◆集成度高，体积小，重量轻，价格低廉；

◆部件标准化，易于组装及维修；

◆高可靠性及适应性。

2：微型计算机简单分哪几类？各有什么特点？

微型计算机简单可分为常见的台式微型计算机即个人计算机PC，笔记本，及掌上电脑

台式机具有：集成度高、体积较小价格低廉、部件标准化、，易于组装维修、高可靠性及适应性，计算能力强等特点；

笔记本具有体积小重量轻，便于携带移动性强，耗电少功能强的特点;

掌上电脑具有更小的体积、更轻的重量、更少的耗电和更强的可移动性的特点，其方便的上网功能正将加速“处处计算，移动计算”的时代到来。；

Flash存储器与RAM相比具有非易失性的优势，但是寿命短，可擦写次数少，读写速度慢，且不能完成完全随机读写。

3：微型计算机的组成部件有哪些？

微型计算机由软件和硬件二部分组成，硬件的组成部件主要包括：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等。微型计算机以微处理器（CPU）为核心，通过系统总线（BUS）将存储器、外围控制电路、输入输出接口连接起来。若配有相应的外围设备(如显示器、键盘、打印机等)和系统软件，就组成了微型计算机系统

4：微处理器的组成单元及各单元的功能和特点：

（1）运算单元，用来执行当前指令所规定的算术运算和逻辑运算，具有定点和浮点运算功能，（2）控制单元，指挥微处理器执行指令操作的功能，（3）寄存器组，用来暂存操作数，中间结果和处理结果，它构成了微处理器内部的小型存贮空间，其容量大小影响到微处理器的效率，（4）总线接口单元，提供微处理器与周围其它硬件的接口，有效地将微处理器的地址、数据和控制等信息通过总线和各相关部件接通。

5：计算机的速度和容量怎么衡量，影响它们的主要因素有哪些？

计算机的速度常以；MIPS （Million Instructs per Second）每秒百万条指令；CPI (Cycle per Instruct )执行一条指令所需时钟周期数；FLOPS ( Floating Point Operation per Second ) 每秒浮点运算次数；影响计算机的运算速度的主要因素有：机器的主频、执行何种操作、主存访问存取的速度。计算机容量的大小，是说它的存储量多大，可用字节（Byte,简写为B）来表示，计算机规定8位长的二进制数字为一个字节。字节这一单位太小了，又常用千字节（KB）、兆字节（MB）甚至吉字节（GB）来表示。

6：计算机的主要发展趋势有哪些？有什么特点和含义？

目前计算机正以超大规模集成电路为基础，向巨型化、微型化、网络化与智能化的方向发展。

巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强；微型化指计算机在保证功能的同时体积更小，更适合仪器设备和移动的环境；网络化是指计算机技术与现代通信技术相结合，网络计算时代的到来；智能化是指让计算机来模拟人的感觉、行为、思维过程的机理，使计算机具备逻辑推理、学习等能力。

7：简述摩尔定律的含义。

摩尔定律的含义为：在相等面积(制作成本)上，CPU上的晶体管数量以每18个月倍增的趋势增加，执行性能的提升大体也符合这个趋势。

8：冯﹒诺依曼计算机的结构和特点是什么？

⑴计算机（指硬件）由五大基本部件组成；运算器、存储器、控制器、输入和输出系统

⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据；

⑶将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再执行程序。

9：什么是计算机体系结构？有什么含义？

“计算机系统结构”源于英文computer architecture。其研究的内容不但涉及计算机硬件,也涉及计算机软件。计算机系统结构这个词最早由Amdahl等人在1964年提出。他们把系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性。Amdahl等人提出的系统结构定义是指机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性，即硬件系统的概念结构及其功能特性：包括机器内的数据表示，寄存器定义，指令系统，中断机构和输入输出结构等计算机属性。

10：简述计算机的结构模块及各模块的功能作用与特点

计算机由计算机硬件和软件二大部分组成，可由模块化结构表示，如下图所示：

硬件部分主要模块为：（1）中央处理器：简称CPU（Central Processing Unit），它是计算机系统的核心，包括运算器和处理器两部分。计算机所发生的全部动作都受CPU的控制；（2）内存储器，用来存放当前正在使用的或随时要使用的程序或数据；（3）外存储器，即外存，也称辅存，是内存的延伸，其主要作用是长期存放计算机工作所需要的系统文件、应用程序、用户程序、文档和数据等；（4）输入输出设备，输出设备包括：显示设备、打印设备、绘图仪等；输入设备包括：文字输入设备、图形输入设备、图像输入设备和音频处理设备等，为声、文、图像以及音视频等数据提供人机交互接口。

第2章计算机系统组成及工作原理

一、选择题

7．用以指定待执行指令所在地址的是（c ）