计算机组成原理练习题一

计算机组成原理练习题一
一、简答题：
1、电子计算机一般分成哪些组成部分？为什么要分成这些组成部分？
答：电子计算机主要有五个组成部分：输入设备、控制单元、存储器、运算单元和输出设备。

这些部件相互配合，相互协调地完成运算任务。

输入设备用于接收外界信息，输出设备将计算的结果从计算机中输出，控制器完成操作步骤的控制和协调，存储器用于存储程序和数据，运算器则是完成计算工作的部件。

2、计算机中采用什么计数制？为什么？
答：计算机中所采用的是二进制的数据表示形式,因为二进制能方便可靠地用数字电路的逻辑电平表示。

3、运算器中可以有哪些寄存器？为什么？
答：首先讲一下寄存器的概念，寄存器是运算中临时存放数据的部件，由触发器构成，用于存储最频繁使用的数据。

运算器中可以有存储数据的寄存器，用于存放一些中间运算结果等；运算器中还可以有保存指令的寄存器、保存运算状态的寄存器以及保存存储器地址的寄存器。

原因：数据和存储器地址等信息从存储器中取出后需要临时保存在运算器中，运算的中间结果在存放到存储器中之前也需要临时存放。

4、什么是存储器的容量？什么是数据字？什么是指令字？
答:存储器的容量是衡量存储器容纳信息能力的指标.主存储器中数据的存储一般是以字为单位时进行,存储器中存储的一个字的信息如果是数据则称为数据字,如果是指令则称为指令字.
5、存储器中存储的数据和程序是怎样区分的？
答：数据和指令都以二进制代码的形式存储在存储器中，从代码本身无法区别它是数据还是指令，CPU在取指令时把从存储器中读取的信息都看作指令，在读取数据时把从存储器中读取的信息都看成是数据。

为了区分运算数据和程序中的指令，程序员在编写程序时需要知道每个数据的存储位置以及指令的存储位置，以避免将指令当作数据或者将数据当作指令。

6、存储器中可存放大量数据，怎样从中找出指定的数据？
答:为了寻找主存储器中的某一个数据的位置,需要给不同的存储位置指定一个编号,也就是编排地址.数据写入和读出通过指定一个地址进行,就可以从存储器中找出指定的数据.
7、某计算机的内存为64MB，试计算该内存有多少个字节？
答：存储器容量的换算关系：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。

64MB=64×1024KB=64×1024×1024B=67108864B。

8、计算机的存储器为什么要有内存和外存之分？
答:为了用最合理的成本实现最大的存储容量,存储器分为主存储器和辅存储器.主存储器一般采用半导休存储器件实现,速度较高.程序和数据在运行时主要存放在主存中由于主存的成本较高,在计算机中难以实现很大容量,为此需要附加一个成本较低容量更大的辅存储器辅存又称外存,它一般通过输入输出部件连接到主存的外围设备.
9、为什么说系统软件是整个计算机系统的一部分？
答:系统软件向用户提供了一个基本的操作界面,并向应用软件提供功能支持.计算机如果没有系统软件将无法进行工作,因为应用软件的输入存储装入和运行都需要系统软件的支持,同时用户向计算机发出一系列操作命令也需要由系统软件来执行.
10、软件与硬件之间有什么关系？
答：软件和硬件在逻辑上是等效的，其区别在于速度、成本、可靠性、存储容量、变更周期等因素。

一般而言，用硬件实现的功能具有较高的执行速度，但同时成本也相对较高，而且硬件不易改变，它的灵活性较差。

硬件是基础，通常实现一些最基本的系统功能，软件则实现一些比较复杂的功能，作为硬件的扩充。

11、计算机软件兼容有什么用处？
答:计算机软件的兼容就是软件的通用性,也就是一种计算机上的软件可以在别一种计算机上运行.软件的兼容有利充分利用已有的软件,降低软件的成本.
12、什么是计算机程序设计语言？为什么要有程序设计语言？
答:计算机语言是人与计算机交流信息用的语言,或者叫表达信息的规则.通过计算机语言,人们可以将要求计算机完成的工作表示出来.用于编写计算机软件的语言称为程序设计语言,它是用于编写各种计算机软件的工具.有了程序设计语言,人们就可以编写出各种计算机软件.
13、数字计算机如何分类？分类的依据是什么？
答：数字计算机进一步又可分为专用计算机和通用计算机。

通用计算机又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机。

14、数字计算机有哪些主要应用？
答：数字计算机的应用主要有科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理（事务处理、管理应用）、教育和卫生、家用电气、人工智能。

15、冯.诺依曼计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？
答：将解题的程序（指令序列）存放在存储器中称为存储程序，而控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算机任务叫做程序控制，存储程序并按地址顺序招待，这就是冯.诺依曼型计算机的设计思想，也是机器自动工作的关键。

其由运算器、存储器、输入设备或输出设备、控制器组成。

16、什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？
答：存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

存储器是由许多存储单元组成的，每个存储单元都有编号，称为单元地址。

由于计算机使用的信息既有指令又有数据。

如果某字处理的数据，则称为数据字。

如果某字为一条指令，则可以称为指令字。

17、什么是指令？什么是程序？
答：运算器完成加、减、乘、除四则运算及其他一些辅助操作。

每一个基本操作就叫做一条指令。

而解算某一问题的一串指令序列，叫做该问题的计算程序，简称程序。

18、计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途？
答：系统软件包括以下四类：1、程序，如诊断程序、排错程序、练习程序等。

2、语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序 3、操作系统 4、数据库管理系统。

19、说明软件发展的演变过程。

答：软件发展的过程是一开始人们直接用手工来写机器语言，这种方式称为手工程序。

这种方式效率低下。

人们又想出了用一些约定的文字、符号和数字按规定的格式来表示各种不同的指令，然后再用特殊符号表示的指令来编写程序，这就是汇编程序。

于是人们又创造了接近数学算法语言，对于算法来说，其有两种：解释方式和编译方式。

后来又出现了操作系统来管理用户及各种程序的情况。

随着计算机的普及，大量数据需要进行计算就出现了所谓的数据库技术。

数据和数据库管理软件在一块。

就形成了数据管理系统。

20、现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？
答：第一级是微程序设计级，这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令。

第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由程序解释机器指令系统。

第三级是操作系统级，它由操作系统实现。

第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。

第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设计的。

用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的提供了一种好的结构和体制。

而且用这种分级的观点来设计计算机，对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

21、为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？
答：随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，要明确划分计算机系统软、硬件界限已经显得比较困难了，因为任何操作可以由软件来实现，也可以由软件来完成，对于某一机器功能采用硬件方案还是软件方案，取决于价格、速度、可靠性、存储容量、变更周期等因素。

二、分析题
1、指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点：
15 10 7 4 3 0
答：这条指令是单字长二地址指令，寄存器---寄存器（RR)型指令。

2、指令结构如下所示，试分析指令及寻址方式特点。

15 10 7 4 3 0
答：这种指令是双字长指令，RS型。

其中S采用基址寻址或变址寻址，R由源寄存器。

3、指令结构如下所示，试分析指令及寻址方式特点。

15 12 11 9 8 6 5 3 2 0
答：详见书中P153中的PDP/11型机。

单字长双操作数指令。

这种指令格式可以是RR、SR、RS、SS型指令。

4、一种单地址指令格式如下所示，其中I为间接特征，X为寻址模式，D为形式地址，I，X，D 组成该指令的操作数有效地址E，设R为变址寄存器，PC为程序计数器。

请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。