计算机组成原理-第7章以后作业答案

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计算机组成原理第7章作业答案

解：三地址指令格式如下：
4
4
4
4
OP
A1
A2
A3
解题思路：以三地址指令格式为
该指令系统的基本格式。以此格式为基础，采用扩展操作码技术，设计出题意所要求的地址码结构的指令。
指令操作码分配方案如下：
第 5 张幻灯片
指令操ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ码分配方案
4位OP 0000， ……， A1，A2，A3；8条三地址指令 01目11，录 1000，0000， …10上…00一，，页…11…11，， A2，A3；16条二地址指令 10下01一，页0000，0000， …退…，出……，……， A3；100条一地址指令 1001，0110，0011， 1001，0110，0100， ……，……，……，冗余编码 1001，1111，1111，可用来扩充一、零地址指令条数 1010， ……，冗余编码 1111，可用来扩充三、二、一、零地址指令条数
FFH ECH
第 14 张幻灯片
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16. 某机主存容量为4M16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式，试回答以下问题。
（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用。
（2）该指令直接寻址的最大范围。（3）一次间接寻址和多次间接寻址的寻址范围。（4）立即数的范围（十进制表示）。
第 15 张幻灯片
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执行JMP后PC各为： EA1= 200AH EA2 = 1FF7H
请参考课件上的例子。
第 13 张幻灯片
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15.解： +35-3 = 20H -17-3 = ECH

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。

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。

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。

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答案

计算机组成原理课后答案习题解答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？计算机系统是指计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。

硬件即指计算机的实体部分。

软件是由计算机运行所需的程序及相关文档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4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？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，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等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，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。

5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成(5) 指令在存储器内按顺序存放。

(6) 机器以运算器为中心。

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。

硬件的主要技术指标：(1) 机器字长：指 CPU 一次能处理数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关(2) 存储容量：包括主存容量和辅存容量，存放二进制代码的总数＝存储单元个数×存储字长(3) 运算速度：主频、Gibson 法、MIPS 每秒执行百万条指令、CPI 执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS 每秒浮点运算次数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。

主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；存储字长——存储器一次存取操作的最大位数；存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；机器字长——CPU能同时处理的数据位数；等于处理器内部寄存器位数指令字长——一条指令包含的二进制代码位数；8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。

第7章习题答案计算机组成原理课后答案(清华大学出版社袁春风主编)

寄存器写口和寄存器读口分别安排在一个时钟周期的前、后半个周期内独立工作呢？ ——2、3、4 条之前分别插入 2 条 nop 就可以
• 159 •
7. 假定以下 MIPS 指令序列在图 7.18 所示的流水线数据通路中执行：
addu $s3, $s1, $s0
subu $t2, $s0, $s3
流水线深度（ Pipeline Depth）流水线冒险（ Hazar d）控制冒险（Control hazard）流水线阻塞（ Pipeline stall）空操作（ nop）分支预测（Branch predict）动态分支预测（Dynamic predict）分支延迟槽（Delayed branch slot）旁路（ Bypassing） IPC（Instructions Per Cycle）动态多发射（Dynamic multiple issue）超长指令字 VLIW 动态流水线（Dynamic pipelining）指令分发（Instruction dispatch）无序发射（ out-of-order issue）重排序缓冲（Reorder buffer）乱序执行（ out-of-order execution）无序完成（ out-of-order completion）
（1）插入一个流水段寄存器，得到一个两级流水线（2）插入两个流水段寄存器，得到一个三级流水线（3）插入三个流水段寄存器，得到一个四级流水线（4）吞吐量最大的流水线参考答案：
（1）两级流水线的平衡点在 C 和 D 之间，其前面一个流水段的组合逻辑延时为 80+30+60=170ps，后面一个流水段的组合逻辑延时为 50+70+10=130ps。这样每个流水段都以最长延时调整为 170+20=190ps ，故时钟周期为 190ps ，指令吞吐率为 1/190ps=5.26GOPS，每条指令的执行时间为 2x190=380ps。

计算机组成与设计第三版第七章课后答案

13在所用主存储器芯片已确定的情况下，还要进行大幅度提高主存储器系统的读写速度的办法是什么？
答：在所用主存储器芯片已确定的情况下，还要进行大幅度提高主存储器系统的读写速度的办法是采用成组传送数据的方式，该方式是指用于提高在数据总线上的数据输入/输出能力的一种技术。即通过地址总线传送一次地址后，能连续在数据总线上传送多个（一组）数据，而不像正常总线工作方式那样，每传送一次数据，总要用两段时间，即先送一次地址（地址时间），后送一次数据传送（数据时间）。在成组传送方式，为传送N个数据，就可以用N+1个总线时钟周期，而不再是用 2N个总线时钟周期，使总线上的数据入/出尖峰提高一倍。
01
12存储器读写操作时，地址信号、片选信号、读写命令、读出的数据或写入的数据，在时间配合上要满足些什么关系？
02
答：存储器读写操作时，地址信号、片选信号、读写命令、读出的数据或写入的数据，它们之间在时序配合要满足以下这些条件：有了稳定的地址与片选信号才可以读；有了稳定的地址和写入的数据，再有了片选信号才能再给出写命令，以便保证无误的写操作。此外，这些信号应有一定的持续时间，以保证读写操作得以正常完成。
202X
计算机组成原理第七章习题
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7.1.在计算机中，为什么要采用多级结构的存储器系统？它们的应用是建立在程序的什么特性之上的？
答：在现代的计算机系统中，通常总是采用由三种运行原理不同，性能差异很大的存储介质分别构建高速缓冲存储器、主存储器和虚拟存储器，再将它们组成三级结构的统一管理、高度的一体化存储器系统。由高速缓冲存储器缓解主存储器读写速度慢，不能满足CPU运行速度需要的矛盾；用虚拟存储器更大的存储空间，解决主存储器容量小，存不下更大程序与更多数据的难题。

《计算机组成原理》各章练习参考答案.

《计算机组成原理》各章练习题参考答案第一章思考练习题一.填空1.电子数字计算机可以分为专用计算机和通用计算机两类。

2.硬件采用LSI或VLSI的电子计算机属于计算机发展过程中的第四代。

3.存储器中存放数据和程序。

4.一台计算机包括运算、存储、控制、输入及输出五个单元。

5.完成算术运算和逻辑运算的部件是运算器(或ALU)；运算器的核心是加法器；控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果的部件是控制器。

6.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线是内部总线；CPU同存储器、通道等互相连接的总线是系统总线；中、低速I/O设备之间互相连接的总线是I/O总线。

7.在多总路线结构中，CPU总线、系统总线和高速总线相连通过桥实现。

8.计算机软件一般分为系统软件和应用软件。

9.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。

10.机器字长是指一台计算机一次所能够处理的二进制位数量。

11.数据分类、统计、分析属于计算机在数据处理方面的应用。

12.计算机是一种信息处理机，它最能准确地反映计算机的主要功能。

13.个人台式商用机属于微型机。

14.对计算机软硬件进行管理，是操作系统的功能。

15.用于科学技术的计算机中，标志系统性能的主要参数是MFLOPS。

16.通用计算机又可以分为超级机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机六类。

17.“存储程序控制”原理是冯.诺依曼提出的。

18.运算器和控制器构成CPU，CPU和主存构成主机。

19.取指令所用的时间叫取指周期，执行指令所用的时间叫执行周期。

20.每个存储单元都有一个编号，该编号称为地址。

21.现代计算机存储系统一般由高速缓存、主存和辅存构成。

22.计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制原理。

二.单选1.存储器用来存放( C )。

A.数据B.程序C.数据和程序D.正在被执行的数据和程序2.下面的描述中，正确的是( B )A.控制器能够理解、解释并执行所有的指令及存储结果。

计算机组成原理第七章课后部分答案

7.1 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指令的主要功能以及与硬件结构之间存在着密切的关系？机器指令：是CPU能直接识别并执行的指令，它的表现形式是二进制编码。

机器指令通常由操作码和操作数两部分组成。

指令系统：计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。

指令系统是计算机硬件和软件的接口部分，是全部机器指令的集合。

7.2 什么叫寻址方式？为什么要学习寻址方式？寻址方式：指确定本条指令的数据地址以及下一条将要执行的指令地址的方法，它与硬件结构紧密相关，而且直接影响指令格式和指令功能。

学习寻址方式，是为了找到指令中参与操作的数据，然后根据指令，得出结果。

7.3什么是指令字长、机器字长和存储字长？指令字长：是指机器指令中二进制代码的总位数。

指令字长取决于从操作码的长度、操作数地址的长度和操作数地址的个数。

不同的指令的字长是不同的。

机器字长：是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数（整数运算即定点整数运算）。

机器字长也就是运算器进行定点数运算的字长，通常也是CPU内部数据通路的宽度。

即字长越长，数的表示范围也越大，精度也越高。

机器的字长也会影响机器的运算速度。

存储字长：一个存储单元存储一串二进制代码（存储字），这串二进制代码的位数称为存储字长，存储字长可以是8位、16位、32位等。

7.6 某指令系统字长为16位，地址码取4位，提出一种方案，使该指令系统有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。

解：三地址指令格式如下：4 4 4 4OP A1 A2 A3指令操作码分配方案如下：4位OP0000，……， A1,A2,A3:8条三地址指令0111，1000，0000，……，……， A2，A3:16条二地址指令1000，1111，1001，0000，0000，……，……，……， A3:100条一地址指令1001，0110，0011，1001，0110，0100，……，……，……，冗余编码1001，1111，1111，可用来扩充一、零地址指令条数1010，……，冗余编码1111，可用来扩充三、二、一、零地址指令条数7.7 设指令字长为16位，采用扩展操作码技术，每个操作数的地址为6位。

计算机组成原理18-计算机组成原理答案-第七章.doc

此时，无论指令中有几个地址，指令格式都不变。
设二地址指令有K种，则： K = 24 – M – N
当M=1（最小值），N=1（最小值）时，二地址指令最多有： Kmax=16-1-1=14种
2）若采用变长操作码时，二地址指令格式仍如1）所示，但操作码长度可随地址码的个数而变。 Kmax=16-1=15种（只留一种编码作扩展标志用。）
图中，指令的第一字保持原来格式不变，形式地址A扩展到第2个字。这样，直接寻址时，EA=A=16+6=22位，正好可访问4M地址空间。由于A的扩展，变址、基址、相对、立即数等寻址方式也扩展到22位。（8）如使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采用上述双字长一地址指令，通过选用合适的寻址方式完成。（如选用直接寻址就可转移到主存任一位置，但选用相对寻址则只能在±2M范围内转移。）除此之外，（7）、（8）两题也可通过段寻址方式达到扩大寻址空间的目的。总之，不论采取何种方式，最终得到的实际地址应是22位。
2000H 2001H 2002H 当执行JMP指令时，指令第二字节的内容不变，PC的内容变为 2002H。此时转移指令第二字节内容各为： A1= +8 = 0000 1000 = 08H A2= -9 = 1111 0111 = F7H OP A
其有效地址各为： EA1= (PC) +8 = 2002H+0008H = 200AH EA2= (PC) –9 =2002H+FFF7H = 1FF9H
3）包括取指在内共访存四次的指令有：二重间址的一地址指令；一重间址的二地址指令，当另一操作数采用直接、基址、变址、相对、寄存器间接寻址时。
（公操作）
A
13. 画出执行ADD *-5指令（*为相对寻址特征）的信息流程图。设另一个操作数和结果存于ACC中，并假设（PC）=4000H。解：由于本题未指定数据通路结构，因此只能大概地排一下信息流程图，并且流程图中突出寻址过程的实现。 ADD *-5指令信息流程图如下：取指令（可省）寻址计算： EA=(PC)-5 =4000H+FFFBH =3FFBH A EA MAR，读 M(EA) MDR (ACC)+(MDR) ACC （公操作）

19-计算机组成原理答案-第七章.doc

直接寻址的最大空间直接寻址的最大空间220201m1m字字此指令格式的设计有较大的发挥余地为简化设计在此采用此指令格式的设计有较大的发挥余地为简化设计在此采用紧贴题意紧贴题意的答题方式即只按题意要求的因素设计不考虑扩展因的答题方式即只按题意要求的因素设计不考虑扩展因20操作码操作码寄存器号寄存器号间接标志间接标志形式地址形式地址19
12. 某机主存容量为 ×16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统某机主存容量为4M× 位且存储字长等于指令字长，可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、立种操作，可完成种操作操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、即等六种寻址方式，试回答：即等六种寻址方式，试回答：（7）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到？）如何修改指令格式，使指令的寻址范围可扩大到4M？（8）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？）为使一条转移指令能转移到主存的任一位置，可采取什么措施？简要说明之。简要说明之。解：（7）为使指令寻址范围可扩大到，需要有效地址位，此时可：（）为使指令寻址范围可扩大到4M，需要有效地址22位将单字长一地址指令的格式改为双字长，如下图示：将单字长一地址指令的格式改为双字长，如下图示： OP 7 M3 A6 A 16
12. 某机主存容量为 ×16位，且存储字长等于指令字长，若该机指令系统某机主存容量为4M× 位且存储字长等于指令字长，可完成108种操作，操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、立种操作，可完成种操作操作码位数固定，且具有直接间接、变址、基址、相对、即等六种寻址方式，试回答：即等六种寻址方式，试回答：（2）该指令直接寻址的最大范围；）该指令直接寻址的最大范围；（3）一次间址和多次间址的寻址范围；）一次间址和多次间址的寻址范围；（4）立即数的范围（十进制表示）；）立即数的范围（十进制表示）；（5）相对寻址的位移量（十进制表示）；）相对寻址的位移量（十进制表示）； OP 7 M3 A6

计算机组成原理3-7章作业答案

计算机组成原理3-7章作业答案(总6页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第3章习题参考答案2.已知某64位机主存采用半导体存储器, 其地址码为26位, 若使用4M ×8位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间, 并选用内存条结构形式, 问；(1) 若每个内存条为16M ×64位, 共需几个内存条 (2) 每个内存条内共有多少DRAM 芯片(3) 主存共需多少DRAM 芯片 CPU 如何选择各内存条解：(1) 共需条4641664226=⨯⨯M 内存条 (2) 每个内存条内共有32846416=⨯⨯M M 个芯片(3) 主存共需多少个RAM 芯片, 共有4个内存条, 故CPU 选择内存条用最高两位地址A24和A25通过2: 4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。

3.用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器, 要求: (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。

(2) 设存储器读/写周期为μS, CPU 在1μS 内至少要访问一次。

试问采用哪种刷新方式比较合理两次刷新的最大时间间隔是多少对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少解：(1) 用16K ×8位的DRAM 芯片构成64K ×32位存储器, 需要用个芯片, 其中每4片为一组构成16K ×32位——进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连——分别接D0(D7、D8(D15.D16(D23和D24(D31, 其余同名引脚互连), 需要低14位地址(A0(A13)作为模块内各个芯片的内部单元地址——分成行、列地址两次由A0(A6引脚输入；然后再由4组进行存储器容量扩展, 用高两位地址A14.A15通过2: 4译码器实现4组中选择一组。

画出逻辑框图如下。

(1) (2) (3) (4)(5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) CPUD 0~D 31RAS 0RAS 1RAS 2RAS 3A 0~A 13A 14 A 15A 0~A 6A 0~A 6 A 0~A 6 A 0~A 6 WE WE2-4 译码RASD 0~7 D 8~15 D 16~23 D 24~31D 0~7 D 8~15 D 16~23 D 24~31D 0~7 D 8~15 D 16~23 D 24~31D 0~7 D 8~15 D 16~23 D 24~31WEWEWERASRASRAS(2) 设刷新周期为2ms, 并设16K(8位的DRAM 结构是128(128(8存储阵列, 则对所有单元全部刷新一遍需要128次(每次刷新一行, 共128行)若采用集中式刷新, 则每2ms 中的最后128((s=64(s 为集中刷新时间, 不能进行正常读写, 即存在64(s 的死时间若采用分散式刷新, 则每1(s 只能访问一次主存, 而题目要求CPU 在1μS 内至少要访问一次, 也就是说访问主存的时间间隔越短越好, 故此方法也不是最适合的比较适合采用异步式刷新:采用异步刷新方式, 则两次刷新操作的最大时间间隔为 , 可取(s ；对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间为：(s(128=；采用这种方式, 每(s 中有(s 用于刷新, 其余的时间用于访存(大部分时间中1(s 可以访问两次内存)。

计算机组成原理第7章作业答案PPT培训课件

虚拟存储器
一种将内存和外存统一管理的技术，使得用户无需关心物理内存和外存的界限，方便程序的编写和运行。
04 指令系统
指令格式与寻址方式
指令格式
指令格式包括操作码和地址码两部分，操作码表示指令的操作类型，地址码表示操作数所在内存单元的地址。
寻址方式
寻址方式是指确定操作数所在内存单元地址的方式，包括直接寻址、间接寻址、寄存器
要点二
指令优化
为了提高指令执行效率，可以采用多种优化技术，如流水线技术、分支预测、动态调度等。其中流水线技术可以将指令执行过程划分为多个阶段，并行处理多个指令；分支预测可以预测分支指令的执行路径，减少分支带来的时间开销；动态调度可以根据指令的特性动态调整指令执行顺序，提高指令的并行度。
05 中央处理器
重点与难点回顾
重点回顾
该部分对本章的重点内容进行了回顾，包括计算机组成原理的基本概念、计算机系统的层次结构、指令系统、中央处理器、存储器等。
难点回顾
该部分对本章的难点内容进行了回顾，包括计算机组成原理的实现细节、指令执行的时序控制、流水线技术等。
学习建议与展望
学习建议
该部分给出了一些学习建议，包括如何加深对计算机组成原理的理解、如何提高解题能力等。
寻址、基址寻址和变址寻址等。
指令集与指令的功能
指令集
指令集是计算机中所有指令的集合，包括算术运算、逻辑运算、控制转移等指令。
指令的功能
指令的功能是指指令所能完成的操作类型，如加法、减法、乘法、除法、逻辑运算、控制转移等。
指令执行流程与优化
要点一
指令执行流程
指令执行流程包括取指令、解码、执行、访存和写回等阶段，其中取指令阶段是从内存中取出指令并存放到CPU的指令寄存器中；解码阶段是将指令操作码转换成相应的控制信号；执行阶段是完成指令所描述的操作；访存阶段是访问内存以获取操作数；写回阶段是将结果写回到内存或寄存器中。

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。

计算机组成原理习题答案第七章

６．某机CPU芯片的主振频率为８MHz，其时钟周期是多少μs？若已知每个机器周
期平均包含４个时钟周期，该机的平均指令执行速度为０．８MIPS，试问：
（１）平均指令周期是多少μs？
（２）平均每个指令周期含有多少个机器周期？
（３）若改用时钟周期为０．４μs的CPU芯片，则计算机的平均指令执行速度又是多少MIPS？
１０．CPU中指令寄存器是否可以不要？指令译码器是否能直接对存储器数据寄存器MDR中的信息译码？为什么？请以无条件转移指令JMP A为例说明。
解：指令寄存器不可以不要。指令译码器不能直接对MDR中的信息译码，因为在
取指周期MDR的内容是指令，而在取数周期MDR的内容是操作数。以JMP A指令为
例，假设指令占两个字，第一个字为操作码，第二个字为转移地址，它们从主存中取出时都
１．控制器有哪几种控制方式？各有何特点？
解：控制器的控制方式可以分为３种：同步控制方式、异步控制方式和联合控制方式。同步控制方式的各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。这种控制方式设计简单，容易实现；但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲时间，造成较大数量的时间浪费，从而影响了指令的执行速度。异步控制方式的各项操作不采用统一的时序信号控制，而根据指令或部件的具体情况决定，需要多少时间，就占用多少时间。异步控制方式没有时间上的浪费，因而提高了机器的效率，但是控制比较复杂。
MDR→MM
Acc＋１→Acc；恢复Acc
（４）STORE（存数）指令：
取指令微操作略。
A→MAR；Acc中的数据写
入主存单元
Acc→MDR，WRITE
MDR→MM
１２．某计算机的CPU内部结构如图６唱２２所示。两

计算机组成原理课后习题参考答案

计算机组成原理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。

解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。

两者主要区别见P1 表1.1。

2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。

通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。

分类依据：专用和通用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。

通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。

4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。

存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中；程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。

主要组成部分有：（控制器、运算器）（CPU的两部分组成）、存储器、输入设备、输出设备（I/O设备）。

5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。

单元地址：简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。

数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。

指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。

6．什么是指令？什么是程序？解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。

程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。

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？解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的信息即为数据信息。

计算机组成原理课后习题答案解析

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。

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。

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-第7章以后作业答案范文

第七章指令系统ღ7-1指令，程序指令：计算机执行某种操作的命令程序：由有序的指令串构成，程序要解决一个具体的问题指令系统：一台计算机能执行的全部指令的集合指令系统的重要性：软件编程的基础，硬件设计的依据，综合考虑计算机的软硬件是计算机设计的关键因素。

ღ7-2操作码操作码用来指明该指令所要完成的操作。

通常位数反映了机器的操作种类，即机器允许的指令条数，如7位→2^7=128条指令固定长度操作码：操作码长度(占二进制位数)固定不变硬件设计相对简单指令译码时间开销小指令空间利用率较低可变长度操作码：操作码长度随指令地址数目的不同而不同(可平均缩短指令长度) 硬件设计相对复杂指令译码时间开销较大指令空间利用率较高例：某机器采用固定长度指令系统，16位，包括3地址指令15条，双地址指令10条，单地址指令若干，每个地址占4位。

问：该指令系统最多容纳多少个单地址指令，并设计该指令系统的操作码编码方案析：每条指令：一个唯一操作码编码，不同类型指令具有不同标识，用扩展操作码方案三15条，1111双10条，6个没用6*16=96个๑ 7.3什么是指令字长、机器字长和存储字长？๑ 7.6某指令系统字长为16位，地址码取4位，试提出一种方案，使该指令系统有8条三地址指令、16条二地址指令、100条一地址指令。

固定操作码为4位。

8条三地址指令操作码为：0000~0111（剩下1000~1111共8个扩展窗口）16条二地址指令操作码为：1000 0000~1000 1111（剩下1001 0000~1111 1111共112个扩展窗口）100条一地址指令操作码为：0000~ 11110000~ 11110000~ 11110000~ 11110000~ 11110000~ 11110000~ 0011- 2 - ๑7.9试比较间接寻址和寄存器间接寻址。

๑7.10试比较基址寻址和变址寻址。

1）都可有效地扩大指令寻址范围。

2）基址寻址时，基准地址由基址寄存器给出，地址的改变反映在位移量A的取值上；变址寻址时，基准地址由A给出，地址的改变反映在变址值的自动修改上，变址值由变址寄存器给出。

计算机组成原理课后答案(高教版)7

取指令（省）寻址计算： EA=(PC)-5 =4000H+FFFBH =3FFBH A A EA MAR，读 M(EA) MDR (ACC)+(MDR) ACC （公操作）
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2019/1/21
14. 设相对寻址的转移指令占两个字节，第一个字节是操作码，第二个字节是相对位移量，用补码表示。假设当前转移指令第一字节所在的地址为2000H，且CPU每取出一个字节便自动完成（PC）+1的操作。试问当执行JMP *+8和JMP *-9指令时，转移指令第二字节的内容各为多少？解：据题意，相对寻址的转移指令格式如下：当执行JMP指令时，指令第二字节的内容不变，PC的内容变为 2002H。此时转移指令第二字节内容各为： A1= +8 = 00001000 = 08H A2= -9 = 11110111 = F7H 其有效地址各为： EA1= (PC) +8 = 2002H+0008H= 200AH EA2= (PC) –9 =2002H+FFF7H= 1FF9H
2019/1/21 20
17. 举例说明哪几种寻址方式在指令的执行阶段不访问存储器？哪几种寻址方式在指令的执行阶段只需访问一次存储器？完成什么样的指令，包括取指令在内共访问4次存储器？解：举例如下： 1）一地址指令在执行阶段不访存的寻址方式有：寄存器寻址、立即寻址。 2）一地址指令在执行阶段只访存一次的寻址方式有：寄存器间接寻址、直接寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址、页面寻址。 3）包括取指在内共访存四次的指令有：二重间址的一地址指令；一重间址的二地址指令，当另一操作数采用直接、基址、变址、相对、页面、寄存器间接寻址时。
2019/1/21 8