计算机组成与系统结构书本答案
计算机组成与系统结构课后答案全(清华大学出版社袁春风主编)之欧阳美创编
第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
因为10×5000 > 5×8000，所以，M2的性价比高。
计算机组成与体系结构课后答案
计算机组成与体系结构课后答案【篇一：计算机组成与体系结构(linda null) 第五章课后习题讲解】、3、已知2m*16的主存储器的前两个字节中有如下的十六进制数值：字节0处为fe 字节1处为01，如果这些字节保存的是一个16位2补整数，问如果按照如下的方式存储数据，那么实际存放的十进制数值分别是多少？a) 存储器是大端格式 b) 存储器是小端格式答案：大端格式：fe01原码为：小端格式：01fe原码为：8、将下列表达式由中缀表示法变换成反向逆波兰（后缀）表示法：a)x*y+w*z+v*u b)w*x+w*(u*v+z)c)（w*(x+y*(u*v))）/(u*(x+y)) 答案：b)w*x + w*(u*v + z) =wx* + w*(uv* + z) =wx* + w*(uv*z +) =wx* + wuv*z + * =wx* wuv*z+*+c)（w*(x + y*(u*v))）/(u*(x + y)) =(w*(x + y*(uv*)))/(u*(xy+))=(w*(x + yuv**))/uxy+* =(w*(xyuv**+))/uxy+* =(wxyuv**+*)/uxy+*=wxyuv**+*uxy+*/9、将下列反向逆波兰式（后缀）表示法转换成中缀表示法：a)wxyz-+* =wxy-z+* =wx+y-z* =w*(x+y-z)b)uvwxyz+*+*+ =uvwxy+z*+*+ =uvwx*(y+z)+*+ =uvw+x*(y+z)*+=uv*(w+x*(y+z))+ =u+v*(w+x*(y+z))c)xyz+vw-*z++ =xy+zv-w*z++ =x(y+z)*(v-w)z++ =x(y+z)*(v-w)+z+ =x+((y+z)*(v-w)+z)11、如果某台计算机的指令格式为：指令的长度共11位，而地址域的大小占4位，试证明采用这种指令格式的计算机是否可能有如下的指令形式，并验证你的答案：5个二地址指令 45个一地址指令 32个零地址指令 000 xxxx xxxx 001 xxxx xxxx010 xxxx xxxx 5个二地址指令 011 xxxx xxxx 100 xxxx xxxx 45个一地址指令： 101 0000 xxxx16条 101 1111 xxxx110 0000 xxxx16条 110 1111 xxxx 111 0000 xxxx13条 1111100 xxxx 32个0地址指令 111 1110 000016条 111 1110 1111 111 1111 000016条 111 1111 1111b)假如某台采用上述指令格式的计算机体系结构，并设计了6个2地址指令和24个0地址指令，试问可以在该指令系统中添加的1地址指令的最大数目是多少？二地址：一地址：零地址：假设2地址这样用：【篇二：计算机体系结构课后习题原版答案_张晨曦著】............................................................... 1 第2章指令集结构的分类 ........................................................................................ 6 第3章流水线技术 (8)第4章指令级并行 (20)第5章存储层次 ....................................................................................................30 第6章输入输出系统 (38)第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。
计算机系统组成与体系结构参考答案
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Page ii
Computer Systems Organization and Architecture - Solutions Manual
Chapter 1
1.
x 0 0 0 0 1 1 1 1 w 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 x 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 y 0 0 1 1 0 0 1 1 x 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 y 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 z x + y´ y + z (x + y´)(y + z) 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 y 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 z 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 wx 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 xy xz y´z xy + xz + y´z 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1
Table of Contents
Chapter 1 ....................................................................................................................................1 Chapter 2 ....................................................................................................................................8 Chapter 3 ..................................................................................................................................18 Chapter 4 ..................................................................................................................................21 Chapter 5 ..................................................................................................................................33 Chapter 6 ..................................................................................................................................45 Chapter 7 ..................................................................................................................................59 Chapter 8 ..................................................................................................................................80 Chapter 9 ..................................................................................................................................92 Chapter 10 .............................................................................................................................. 100 Chapter 11 .............................................................................................................................. 106 Chapter 12 .............................................................................................................................. 116
计算机组成和系统结构课后答案解析版全(清华大学出版社_袁春风主编)
第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
因为10×5000 > 5×8000，所以，M2的性价比高。
计算机组成原理和系统结构课后参考答案
1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。
1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。
1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。
略。
1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？略。
1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。
答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。
1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指CPU一次能处理的数据位数。
它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。
1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
它包括主存容量和辅存容量。
主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。
如内存等。
辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。
1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。
（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。
（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。
它具有加法、测试和控制其他部件的功能。
（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。
（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。
（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。
（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。
（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。
（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。
（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。
（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。
供选择的词或短语：1、汇编器2、嵌入式系统3、中央处理器（CPU）4、编译器5、操作系统6、控制器7、机器指令8、台式机或个人计算机9、主存储器10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。
计算机组成与系统结构教材习题参考答案(陈书开)
习题参考答案习题1参考答案1.6、计算题，解：假设某机器指令系统按指令周期长短分为4种，t 1=10ns ，t 2=15ns ，t 3=16ns ，t 4=20ns ，这4种指令在程序中出现的概率分别为ƒ1=20%，ƒ2=16%，ƒ3=40%，ƒ4=24%，计算出平均运算速度是多少MIPS ？解：由式（1.1）先计算出T m 。
m T =ini t fi ⨯∑=1=10×0.2+15×0.16+16×0.4+20×0.24=15.6 ns由式（1.2）求得平均运算速度为V m =1/T m =1/（15.6×10-9）=64.10（MIPS ）习题2参考答案2、11010111，327,D73、12.5，28.875，205.43754、原码：-127~+127；补码：-128~+127；反码：-127~+127。
7、0.1110,1.00101,1.01110 8、0.1101，-0.0001，-0.1111 9、10101101，00010011 10、[x]补 =a 0.a 1a 2…a 6 解法一、（1）若a 0=0, 则x>0, 满足x>-0.5，此时a 1…a 6可任意 （2）若a 0=1, 则x<=0,要满足x>-0.5, 需a 1=1 即a 0=1, a 1=1, a 2…a 6有一个不为0 解法二、-0.5=-0.1(2)=-0.100000=1,100000 （1）若x>=0, 则a 0=0, a 1…a 6任意即可 [x]补=x=a 0.a 1a 2…a 6 （2）若x<0,则x>-0.5只需-x<0.5,-x>0[x]补=-x,[0.5]补=01000000 即[-x]补<01000000即a 0a 1=11,a 2…a 6不全为0或至少有一个为1（但不是“其余取0”）11．字长32位浮点数，阶码10位，用移码表示，尾数22位，用补码表示，基为2，（1）最大的二进制数表示 E=111111111Ms = 0, M = 11…1（全1） 表示为： 11…1 011…1 10个 21个即：（2)最小的二进制数E=111111111Ms=1,M=00…0（全0）（注意：用10….0来表示尾数－1）表示为： 11...1 100 010个 21个即：（3）规格化范围正数最大 E = 11…1，M = 11…1，Ms = 010个 21个即：正数最小 E = 00…0，M=100…0， Ms = 010个 20个即：负数最大 E = 00…0，M = 011…1， Ms = 110个 20个（最接近0的负数）即：负数最小 E = 11…1， M = 00…0， Ms =1，即：10个 21个规格化所表示的范围用集合表示为：[ , ][,]（4）最接近于0的正规格化数、负规格化数（由上题可得出）正规格化数 E = 00…0， M = 100…0， Ms = 0，即10个 20个负规格化数 E = 00…0， M = 011…1， Ms = 1，即10个20个12、假设浮点数格式如下：（1）阶码补码： 1 11尾数补码：0 1101 1000机器数：1110 1101 1000（2）阶码补码： 1 11尾数补码： 1 0010 1000机器数：1110 0010 100013、(1) 1 (2) 014、需5个检验位。
计算机组成与系统结构课后答案全
第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=倍，所以M1比M2快倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
因为10×5000 > 5×8000，所以，M2的性价比高。
计算机组成与系统结构课后答案免费版全(清华大学出版社-袁春风主编)之欧阳法创编
第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI 为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI 为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
计算机组成原理和系统结构课后答案
1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。
1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。
1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。
略。
1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？略。
1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。
答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。
1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指CPU一次能处理的数据位数。
它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。
1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
它包括主存容量和辅存容量。
主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。
如内存等。
辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。
1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。
（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。
（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。
它具有加法、测试和控制其他部件的功能。
（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。
（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。
（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。
（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。
（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。
（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。
（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。
（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。
供选择的词或短语：1、汇编器2、嵌入式系统3、中央处理器（CPU）4、编译器5、操作系统6、控制器7、机器指令8、台式机或个人计算机9、主存储器10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。
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计算机组成与系统结构课后答案免费版全（清华大学出版社_袁春风主编）第 1 章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
计算机组成与系统结构课后答案(清华大学出版社-袁春风主编)
习
题 答 案
5． 若有两个基准测试程序 P1 和 P2 在机器 M1 和 M2 上运行， 假定 M1 和 M2 的价格分别是 5000 元和 8000 元，下表给出了 P1 和 P2 在 M1 和 M2 上所花的时间和指令条数。 程序 P1 P2 M1 指令条数 200×10 300×10
+1001，–1001，+1，–1，+10100，–10100，+0，–0 参考答案： 移码 补码 +1001： 10001001 00001001 –1001： 01110111 11110111 +1： 10000001 00000001 –1： 011111111 11111111 +10100： 10010100 00010100 –10100： 01101100 11101100 +0： 10000000 00000000 –0： 10000000 00000000 6． 已知 [x]补，求 x （1）[x]补=1.1100111 （3）[x]补=0.1010010 参考答案： （1）[x]补=1.1100111 （2）[x]补=10000000 （3）[x]补=0.1010010 （4）[x]补=11010011
（2）[x]补=10000000 （4）[x]补=11010011 x = –0.0011001B x = –10000000B = –128 x = +0.101001B x = – 101101B = – 45
7．假定一台 32 位字长的机器中带符号整数用补码表示，浮点数用 IEEE 754 标准表示，寄存器 R1 和 R2 的内容分别为 R1：0000108BH，R2：8080108BH。不同指令对寄存器进行不同的操作，因而，不同 指令执行时寄存器内容对应的真值不同。假定执行下列运算指令时，操作数为寄存器 R1 和 R2 的内 容，则 R1 和 R2 中操作数的真值分别为多少？ （1） 无符号数加法指令 （2） 带符号整数乘法指令 （3） 单精度浮点数减法指令 参考答案： R1 = 0000108BH = 0000 0000 0000 0000 0001 0000 1000 1011b R2 = 8080108BH = 1000 0000 1000 0000 0001 0000 1000 1011b （1） 对于无符号数加法指令， R1 和 R2 中是操作数的无符号数表示， 因此， 其真值分别为 R1： 108BH, R2：8080108BH。 （2）对于带符号整数乘法指令，R1 和 R2 中是操作数的带符号整数补码表示，由最高位可知， R1 为正数， R2 为负数。R1 的真值为+108BH, R2 的真值为–(0111 1111 0111 1111 1110 1111 0111 0100b + 1b) = –7F7FEF75H。 （3）对于单精度浮点数减法指令，R1 和 R2 中是操作数的 IEEE754 单精度浮点数表示。在 IEEE 754 标准中，单精度浮点数的位数为 32 位，其中包含 1 位符号位，8 位阶码，23 位尾数。 由 R1 中的内容可知， 其符号位为 0， 表示其为正数， 阶码为 0000 0000， 尾数部分为 000 0000 0001 0000 1000 1011，故其为非规格化浮点数，指数为–126，尾数中没有隐藏的 1，用十六进制表示 尾数为+0.002116H，故 R1 表示的真值为+0.002116H × 10-126。 由 R2 中的内容可知， 其符号位为 1， 表示其为负数， 阶码为 0000 0001，尾数部分为 000 0000 0001 0000 1000 1011，故其为规格化浮点数，指数为 1–127 = –126，尾数中有隐藏的 1，用十六进制 表示尾数为–1.002116H，故 R2 表示的真值为–1.002116H × 10-126
计算机组成原理和系统结构课后答案
1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。
1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。
1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。
略。
1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？略。
1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。
答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。
1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指CPU一次能处理的数据位数。
它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。
1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
它包括主存容量和辅存容量。
主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。
如内存等。
辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。
1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。
（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。
（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。
它具有加法、测试和控制其他部件的功能。
（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。
（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。
（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。
（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。
（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。
（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。
（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。
（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。
供选择的词或短语：1、汇编器2、嵌入式系统3、中央处理器（CPU）4、编译器5、操作系统6、控制器7、机器指令8、台式机或个人计算机9、主存储器10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。
计算机组成与系统结构习题参考答案
计算机组成与系统结构习题答案第1章计算机系统概述1-1 见教材1.1.2。
1-2 见教材1.2.1。
1-3 见教材1.2.1。
1-4 见教材1.2.3。
1-5 见教材1.3.1。
1-6 各需KN ns 、KN 2 ns 、KN 3 ns 的时间。
1-7 需要K M N s 、K 22M N s 和K 33MN s 的时间。
1-8 透明的有：指令缓冲器、时序发生器、乘法器、主存地址寄存器、先行进位链、移位器。
1-9 见教材1.4.2。
1-1053.01910==F1-11 CPI=1.55， 运算速度≈25.81MIPS程序执行时间=3.875×10-3s 1-12 （1）平均CPI=2.28。
（2）MIPS 速率≈43.86MIPS 。
1-13 第二种方法效果就好。
第2章数据的机器层次表示2-1 (725.6875)10=(1325.54)8=(2D5.B)16=(1011010101.1011)22-2 (111010.011)2=(72.3)8=(3A.6)16。
(1000101.1001)2=(105.44)8=(45.9)16。
2-3 真值 原码 补码 反码 0 -0 0.1000 -0.1000 0.1111 -0.1111 1101 -110100000000 10000000 0.1000000 1.1000000 0.1111000 1.1111000 00001101 1000110100000000 00000000 0.1000000 1.1000000 0.1111000 1.0001000 00001101 1111001100000000 11111111 0.1000000 1.0111111 0.1111000 1.0000111 00001101 111100102-4真值原码补码反码1670.0111 0.0111 0.01111640.0100 0.0100 0.01001610.0001 0.0001 0.00010 0.0000 0.0000 0.0000-0 1.0000 0.0000 1.1111-161 1.0001 1.1111 1.1110-164 1.0100 1.1100 1.1011-167 1.0111 1.1001 1.10002-5[X1]补=0.10100，[X2]补=1.01001。
计算机组成与系统结构课后答案全清华大学出版社袁春风主编之欧阳索引创编
第1 章习题答案欧阳索引（2021.02.02）5．若有两个基准测试法度P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格辨别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对P1，哪台机器的速度快？快几多？对P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度辨别是几多MIPS？在M2上的执行速度又各是几多？从执行速度来看，对P2，哪台机器的速度快？快几多？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是几多？（4）如果某个用户需要年夜量使用法度P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要年夜批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进年夜批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考谜底：（1）对P1，M2比M1快一倍；对P2，M1比M2快一倍。
（2）对M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越年夜说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
计算机组成与系统结构课后答案全清华大学出版社袁春风主编定稿版
计算机组成与系统结构课后答案全清华大学出版社袁春风主编HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第1章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
计算机组成与系统结构课后答案全(清华大学出版社袁春风主编).docx
第1章习题答案5 .若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000请回答下列问题：（1）对于P1,哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MlPS ?在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHZ和1.2GHZ，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1 ,并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么, 该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2 ?为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2 ?为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1 的速度为：200M∕10=20MIPS ；P2 为300k∕0.003=100MIPS。
对于M2，P1 的速度为：150M∕5=30MIPS ；P2 为420k∕0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2,因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10疋00M∕（200×106）=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5X1.2G/（150 ×06）=40°（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1∕（执行时间×介格）R越大说明性价比越高，也即，执行时间×介格”的值越小，则性价比越高。
因为10×5000 > 5 ×000,所以，M2的性价比高。
计算机组成与系统结构课后答案全清华大学出版社袁春风主编
第1章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和1.2GHz，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/0.003=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/0.006=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=1.43倍，所以M1比M2快0.43倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×1.2G/(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
计算机组成与系统结构课后答案全清华大学出版社袁春风主编
第1章习题答案5．若有两个基准测试程序P1和P2在机器M1和M2上运行，假定M1和M2的价格分别是5000元和8000元，下表给出了P1和P2在M1和M2上所花的时间和指令条数。
请回答下列问题：（1）对于P1，哪台机器的速度快？快多少？对于P2呢？（2）在M1上执行P1和P2的速度分别是多少MIPS？在M2上的执行速度又各是多少？从执行速度来看，对于P2，哪台机器的速度快？快多少？（3）假定M1和M2的时钟频率各是800MHz和，则在M1和M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI各是多少？（4）如果某个用户需要大量使用程序P1，并且该用户主要关心系统的响应时间而不是吞吐率，那么，该用户需要大批购进机器时，应该选择M1还是M2？为什么？（提示：从性价比上考虑）（5）如果另一个用户也需要购进大批机器，但该用户使用P1和P2一样多，主要关心的也是响应时间，那么，应该选择M1还是M2？为什么？参考答案：（1）对于P1，M2比M1快一倍；对于P2，M1比M2快一倍。
（2）对于M1，P1的速度为：200M/10=20MIPS；P2为300k/=100MIPS。
对于M2，P1的速度为：150M/5=30MIPS；P2为420k/=70MIPS。
从执行速度来看，对于P2，因为100/70=倍，所以M1比M2快倍。
（3）在M1上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：10×800M/(200×106)=40。
在M2上执行P1时的平均时钟周期数CPI为：5×(150×106)=40。
（4）考虑运行P1时M1和M2的性价比，因为该用户主要关心系统的响应时间，所以性价比中的性能应考虑执行时间，其性能为执行时间的倒数。
故性价比R为：R=1/(执行时间×价格)R越大说明性价比越高，也即，“执行时间×价格”的值越小，则性价比越高。
因为10×5000 > 5×8000，所以，M2的性价比高。
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C1:
以下哪些设备不属于冯•诺伊曼体系结构计算机的五大部件？寄存器, 缓冲器
适配器的作用是保证_____用计算机系统特性所要求的形式发送或接收信息。
正确答案是：I/O设备
1966年，Flynn从计算机体系结构的并行性能出发，按照_____的不同组织方式，把计算机系统的结构分为SISD、SIMD、MISD和MIMD四类。
指令流, 数据流
具有相同_____的计算机，可以采用不同的_____ 。
：计算机体系结构，计算机组成冯•诺伊曼型计算机的设计思想是_____。
正确答案是：存储程序并按地址顺序执行
1958年开始出现的第二代计算机，使用_____作为电子器件。
晶体管
在计算机系统的层次结构中，_____采用符号语言。
高级语言级, 汇编语言级
世界上第一台通用电子数字计算机ENIAC使用_____作为电子器件电子管
在计算机系统的层次结构中，属于硬件级的是_____。
微程序设计级, 机器语言级
C2：
为了提高浮点数的表示精度，当尾数不为_____时，通过修改阶码并移动小数点，使尾数域的最高有效位为_____，这称为浮点数的规格化表示。
0，1
在我国使用的计算机汉字操作平台中，_____字符集未收录繁体汉字。
GB2312
在定点_____运算中，为了判断溢出是否发生，可采用双符号位检测法。
不论溢出与否,其_____符号位始终指示正确的符号。
小数，最高, 整数，最高
在定点二进制运算器中，减法运算一般通过_____来实现。
补码运算的二进制加法器
在奇偶校验中，只有当数据中包含有_____个1时, 偶校验位=_____。
偶数，0, 奇数，1奇偶校验无法检测_____个错误，更无法识别错误信息的_____。
偶数，位置, 偶数，内容
在PC机中，若用扩展ASCII码、Unicode UCS-2和UCS-4方法表示一个字符，则三者之间的差异为：扩展ASCII码用_____位表示，Unicode UCS-2用_____位表示，Unicode UCS-4用_____位表示。
8，16，32
C3：
相联存储器是以______来访问存储器的。
关键字, 内容
Cache由高速的______组成。
SRAM
Cache存储器在产生替换时，可以采用以下替换算法：______。
LFU算法, LRU算法, 随机替换
Cache的功能由______实现，因而对程序员是透明的。
硬件
MOS半导体存储器中，______的外围电路简单，速度______，但其使用的器件多，集成度不高。
SRAM，快
EPROM是指______。
光擦可编程只读存储器
虚拟地址空间的大小实际上受到______容量的限制。
辅助存储器
相联存储器是以______来访问存储器的。
关键字, 内容
从CPU来看，增加Cache的目的，就是在性能上使______的平均读出时间尽可能接近Cache 的读出时间。
主存, 内存
虚拟地址由______生成。
编译程序
MOS半导体存储器中，______可大幅度提高集成度，但由于______操作，外围电路复杂，速度慢。
DRAM，刷新
虚拟存储器可看作是一个容量非常大的______存储器，有了它，用户无需考虑所编程序在
______中是否放得下或放在什么位置等问题。
逻辑，主存
C4：
存储器堆栈是由程序员设置出来作为堆栈使用的一部分______ 。
主存储器
指令的顺序寻址方式，是指下一条指令的地址由______给出。
程序计数器
指令格式中的______字段，用来表征指令的操作特性与功能. 操作码
堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元。
如果进栈操作的动作顺序是(A)→MSP，(SP)-1→SP，那么出栈操作的动作顺序应为______。
(SP)+1→SP，(MSP)→A
指令格式就是______用二进制代码表示的结构形式。
指令字
指令的跳跃寻址方式，是指下一条指令的地址由本条指令直接给出，因此，______的内容必须相应改变，以便及时跟踪新的指令地址。
程序计数器
指令格式中的地址码字段，通常用来指定参与操作的______或其地址。
操作数
寄存器堆栈是______中设置的一组专门用于堆栈的寄存器。
CPU
一条指令中的操作数地址，可以有______个。
：0, 1, 2, 3
程序控制类指令的功能是______。
改变程序执行的顺序
C5:
为了执行任何给定的指令，必须对指令操作码进行测试，以便识别所要求的操作，CPU中的______就是完成这项工作的。
指令译码器
在CPU中，程序计数器用来保存______。
下一条指令的地址
在CPU中，跟踪指令后继地址的寄存器是______。
程序计数器
_____是处理操作的最基本时间单位。
时钟周期
广义地讲，并行性中的同时性是指两个以上事件在______发生。
同一时刻
奔腾CPU采用2条指令流水线，能在1个时钟周期内发射2条简单的整数指令，也可发射______条浮点指令1
微程序控制器的基本思想是：将微操作控制信号按一定规则进行编码，形成______，存放到一个只读存储器里；当机器运行时，一条又一条地读出它们，从而产生全机所需要的各种操作控制信号，使相应部件执行所规定的操作。
微指令
中央处理器包括______。
运算器, 控制器, Cache
取出和执行任何一条指令所需的最短时间为______个CPU周期。
2
CPU中的SIMD技术，其关键是在1条单独的指令中同时执行多个运算操作，以增加处理器的吞吐量。
以下哪个（些）技术属于SIMD技术？MMX, SSE, SSE2, SSE3
CPU的同步控制方式有时又称为______ 。
固定时序控制方式, 无应答控制方式
在CPU中，指令寄存器用来保存______ 。
当前指令
当执行指令时，CPU能自动______程序计数器的内容，使其始终保持将要执行的下一条指令的主存地址，为取下一条指令做好准备。
递增
在CPU中，运算器的主要功能是进行______ 。
算术运算, 逻辑测试, 逻辑运算
C6:
总线的特性包括______。
物理特性, 功能特性, 电气特性, 时间特性
在总线仲裁方式中，______仲裁需要______ 。
集中式，中央仲裁器
为了解决多个主设备同时______总线______权的问题，必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一个主设备作为总线的下一次主方。
竞争，控制
下列各种情况中，应采用异步传输方式的是______。
I/O接口与打印机交换信息
当代总线是一些标准总线，追求与______无关的开发标准。
技术, 结构, CPU, 厂家
C7:
在采用DMA方式高速传输数据时，数据传送是______。
在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的
通道对CPU的请求形式是_____ 中断
为了便于实现多级中断，保存现场信息最有效的方法是采用______。
堆栈
通道对CPU的请求形式是______。
中断
采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据就要占用一个______时间。
存储周期
计算机系统的输入输出接口是______之间的交互界面。
主机与外围设备
C8:
阵列处理机实现______级并行。
指令
多处理机实现______级并行。
任务或过程, 作业或程序
从执行程序的角度看，最高等级的并行是______并行。
作业级, 程序级
多处理机分类中，不属于紧耦合系统的是______。
MPP（大规模并行处理机）
阵列处理机的体系结构属于______计算机。
SIMD
从执行程序的角度看，最低等级的并行是______并行。
指令内部。