《计算机组成原理》课后题答案-清华大学出版-秦磊华-吴非··
《计算机组成原理》课后题答案_清华大学出版_秦磊华_吴非··
1.l 解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。
主存: 计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取。
控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。
时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。
多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。
字长：运算器一次运算处理的二进制位数。
存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。
CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。
MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。
CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。
计算机系统的层次结构：计算机系统的层次结构由多级构成，一般分成5级，由低到高分别是：微程序设计级，机器语言级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。
基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。
软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现，也可以由专门的硬件实现。
固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。
可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。
MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。
MTTR：系统的平均修复时间。
MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。
可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。
计算机组成原理课后习题答案
计算机组成原理课后习题答案(一到九章)(总40页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--作业解答第一章作业解答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。
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。
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。
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。
计算机组成原理课后习题-参考答案
习题参考答案
5-2：计算机为什么要设置时序部件？ 周期、节拍、脉冲三级时序关系如何 表示？
一条指令运行的各种操作控制信号在时间上有严格 的定时关系， 的定时关系，时序部件用以控制时序以保证指令 的正确执行。 的正确执行。 将指令周期划分为几个不同的阶段， 将指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段称为 一个机器周期。 一个机器周期。 一个机器周期又分为若干个相等的时间段， 一个机器周期又分为若干个相等的时间段，每个时 时间段称为一个时钟周期（节拍）。 时间段称为一个时钟周期（节拍）。 在一个时钟周期（节拍）内可设置几个工作脉冲， 在一个时钟周期（节拍）内可设置几个工作脉冲， 用于寄存器的清除、接收数据等工作。 用于寄存器的清除、接收数据等工作。
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习题什么特点？
依据控制器中的时序控制部件和微操作控制信号形 成部件的具体组成与运行原理不同，通常把控制 成部件的具体组成与运行原理不同， 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 器区分为微程序控制器和硬布线控制器两大类。 微程序控制方式是用一个ROM做为控制信号产生 微程序控制方式是用一个 做为控制信号产生 的载体， 中存储着一系列的微程序， 的载体，ROM中存储着一系列的微程序，组成微 中存储着一系列的微程序 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号， 程序的微指令代码产生相应的操作控制信号，这 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充， 是一种存储逻辑型的控制器。方便修改和扩充， 但指令执行速度较慢。 但指令执行速度较慢。 硬布线控制方式采用组合逻辑电路实现各种控制功 在制造完成后， 能，在制造完成后，其逻辑电路之间的连接关系 就固定下来，不易改动。其运行速度快， 就固定下来，不易改动。其运行速度快，但构成 复杂。 复杂。
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习题参考答案
计算机组成原理课后详细标准答案
第一章计算机系统概论 p.191.1什么是计算机系统、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：计算机硬件、软件和数据通信设备地物理或逻辑地综合体计算机硬件：计算机地物理实体计算机软件：计算机运行所需地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1.2如何理解计算机系统地层次结构？实际机器M1向上延伸构成了各级虚拟机器，机器M1内部也可向下延伸而形成下一级地微程序机器 M0 ,硬件研究地主要对象归结为传统机器M1和微程序机器 M0 ,软件研究对象主要是操作系统及以上地各级虚拟机b5E2RGbCAP1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言地差别及其联系机器语言是可以直接在机器上执行地二进制语言汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元地地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错地二进制代码来编写程序p1EanqFDPw高级语言对问题地描述十分接近人们地习惯，并且还具有较强地通用性1.4如何理解计算机组成和计算机体系结构？计算机体系结构是对程序员可见地计算机系统地属性计算机组成对程序员透明，如何实现计算机体系结构所体现地属性1.5冯•诺依曼计算机地特点是什么？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一形式（二进制形式）存于存储器中指令由操作码、地址码两大部分组成指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行以运算器为中心（原始冯氏机）1.6画出计算机硬件组成框图，说明各部件地作用及计算机硬件地主要技术指标计算机硬件各部件运算器：ACC, MQ, ALU, X控制器：CU, IR, PC 主存储器：M, MDR, MARI/O设备：设备，接口计算机技术指标：机器字长：一次能处理数据地位数，与CPU地寄存器位数有关存储容量：主存：存储单元个数X存储字长运算速度：MIPS, CPI, FLOPS1.7解释概念主机：计算机硬件地主体部分，由CPU+MM （主存或内存）组成CPU :中央处理器，是计算机硬件地核心部件，由运算器+控制器组成主存：计算机中存放正在运行地程序和数据地存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址地存储单位存储元件/存储基元/存储元：存储一位二进制信息地物理元件，是存储器中最小地存储单位，不能单独存取存储字：一个存储单元所存二进制代码地逻辑单位存储字长：一个存储单元所存二进制代码地位数存储容量：存储器中可存二进制代码地总量机器字长：CPU能同时处理地数据位数指令字长：一条指令地二进制代码位数1.8解释英文代号CPU: Central Process ing UnitPC: Program Coun terIR: In structio n RegisterCU: Co ntrol UnitALU: Arithmetic Logic UnitACC: AccumulatorMQ: Multiplier-Quotie nt RegisterX:操作数寄存器MAR: Memory Address RegisterMDR: Memory Data RegisterI/O: In put/OutputMIPS: Million Instructions Per SecondCPI: Cycle Per In structio nFLOPS: Floati ng-poi nt Operati on Per Second1.9存数指令和加法指令地信息流程，主存容量256M X 32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等地条件下，指出图中各寄存器地位数• DXDiTa9E3d①存数指令地信息流程：取指令：PC T MAR T M T MDR T IR分析指令：Ad(IR) T MAR执行指令：ACC T MDR T M②加法指令地信息流程：取指令：PCT MAR T M T MDR T IR;分析指令：OP(IR) T CU ;执行指令：Ad(IR) T MAR T M T MDR T XACC T ALU,同时 X T ALUALU T ACC主存容量是 256M X 32位，得 2地28次方=256M.故 MAR=28 , PC=28 , MDR=32 ;又指令字长=存储字长=机器字长，则IR=ACC=MQ=X=32.1.10根据迭代公式V x =1/2(yn +x/yn), 设初态 y0=1,要求精度为£ .试编制求"x地RTCrpUDGiT解题程序，并结合所编程序简述解题过程•牛顿迭代法开根号：精度是I y n+1-y n| <£ 指令系统可以自行定义，下面给出一个例子y0n+11.11指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？计算机硬件主要通过不同地时间段来区分指令和数据，即：取指周期（或取指微程序）取出地既为指令，执行周期（或相应微程序）取出地既为数据.5PCZVD7HXA另外也可通过地址来源区分，从PC指出地存储单元取出地是指令，由指令地址码部分提供操作数地址•1.12什么是指令？什么是程序？指令：人为输入计算机，由计算机识别并执行一步步操作地命令地形式称为指令.程序：一系列指令地有序集合称为程序第二章计算机地发展及应用p.382.1通常，计算机地更新换代以什么为依据？主要以组成计算机基本电路地元器件为依据，如电子管、晶体管、集成电路等2.2举例说明专用计算机和通用计算机地区别按照计算机地效率、速度、价格和运行地经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、最经济和最快地计算机，但适应性很差•例如个人电脑和计算器jLBHrnAILg2.3什么事摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么？微芯片上集成地晶体管数目每3年翻两番地规律，不是永远生效，因为每代芯片地成本大约为前一代芯片成本地两倍XHAQX74J0X2.4举三个实例，说明网络技术地应用.网络教育，网络共享，远程协助2.5举例说明人工智能方面地应用有哪些自然语言处理：机器翻译，自然语言理解模式识别：指纹识别，脸部识别，语音识别人机对弈：2.6举例说明那些计算机地应用需采用多媒体技术数据压缩，图像处理，音频处理，数据库内容检索，著作工具，通信及分布式多媒体应用2.7设想一下计算机地未来体型小，价格低廉，使用方便•第三章系统总线3.1什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线地负载，总线上地不见都应具备什么特点？总线是连接各个部件地信息传输线，是各个部件共享地传输介质特点：某一时刻只允许有一个部件向总线发送信息，多个部件可以同时从总线接收相同信息为了减轻总线负载，总线上地部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通3.2总线如何分类？什么是系统总线？系统总线又分为几类，它们各有何作用，是单向地，还是双向地，它们与机器字长、存储字长、存储单元有何关系？LDAYtRyKfE按照连接部件地不同，总线可以分为片内总线、系统总线和通信总线系统总线是CPU,主存，1/0,设备（通过I/O接口）各大部件之间地信息传输线系统总线按照传输信息不同分为数据总线，地址总线，控制总线数据总线是双向地，根数与存储子长相同，是机器字长地整数倍地址总线是单向地，根数越多，寻址空间越大，即CPU能访问地存储单元地个数越多3.3常用地总线结构有几种？不同地总线结构对计算机地性能有什么影响？举例说明单总线结构：将CPU主存,I/O设备都挂在一组总线上，极易形成计算机系统瓶颈双总线结构：将速度较低I/O设备从单总线上分离出来，形成主存总线与I/O总线分开地结构.CPU将一部分功能下放给通道，使其对I/O设备具有统一管理Zzz6ZB2Ltk 三总线结构：I/O 总线，DMA总线，主存总线，任何时刻只能使用一种总线三总线结构：局部总线，扩展总线，系统总线3.4为什么要设置总线判优控制？常见地集中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？dvzfvkwMI1解决多个部件同时申请总线时地使用权分配问题链式查询：连线简单，已与扩充，对电路故障最敏感计数器定时查询：优先级设置较灵活，对故障不敏感，连线机控制过程较复杂独立请求方式：速度最快，但硬件器件用量大，连线多，成本较高3.5解释下列概念：总线宽度、总线带宽、总线复用、总线地主设备（或主模块）、总线地从设备（或从模块）、总线地传输周期和总线地通信控制.rqyn14ZNXI总线宽度：通常只数据总线地根数总线带宽：总线地数据传输率，直单位时间内总线上传输数据地位数总线复用：指同一条信号线可以分是传输不同地信号总线地主设备：指一次总线传输期间，拥有总线控制权地设备总线地从设备：指一次总线传输期间，配合主设备完成数据传输地设备，只能被动接受主设备发来地命令总线地传输周期：指总线完成一次完整而可靠地传输所需时间总线地通信控制：指总线传送过程中双方地时间配合方式3.6试比较同步通信和异步通信同步通信：指由统一时钟控制地通信，控制方式简单，灵活性差，当系统中各部件工作速度差异较大时，总线工作效率明显下降•适合于速度差别不大地场合EmxvxOtOco异步通信：指没有统一时钟控制地通信，部件间采用应答方式进行联系，控制方式较同步复杂，灵活性高，当系统中各部件工作速度差异较大时，有利于提高总线工作效率SixE2yXPq53.7画图说明异步通信中请求与回答有哪几种互锁关系不互锁，半互锁，全互锁3.8为什么说半同步通信同时保留了同步通信和异步通信地特点？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6ewMyirQFL3.9分离式通讯有何特点，主要用于什么系统？1.各模块欲占用总线使用权都必须提出申请2.在得到总线使用权后，主模块在先定地时间内向对方传送信息，采用同步方式传送，不再等待对方地回答信号3.各模块在准备数据地过程中都不占用总线，使总线可接受其它模块地请求4.总线被占用时都在做有效工作，或者通过它发送命令，或者通过它传送数据，不存在空闲等待时间，充分利用了总线地占用，从而实现了总线在多个主、从模块间进行信息交叉重叠并行传送kavU42VRUs主要用于大型计算机系统3.10什么是总线标准？为什么要设置总线标准？你知道目前流行地总线标准有哪些？什么叫plug and play ?哪些总线有这一特点？y6v3ALoS89总线标准：系统与各模块，模块与模块之间地一个互连地标准界面为了使系统设计简化，模块生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化ISA,EISA,PCI,AGP,USBplug and play: 即任何扩展卡只要插入系统便可工作，PCI,USB3.11画一个具有双向传输功能地总线逻辑图3.12设数据总线上接有 A、B C D四个寄存器，要求选用合适地74系列芯片，完成下列逻辑设计：(1)设计一个电路，在同一时间实现D^A D-B和D-C寄存器间地传送；(2)设计一个电路，实现下列操作：TO 时刻完成"总线； T1时刻完成总线T A; T2时刻完成A T 总线；T3时刻完成总线T B. (1 )由T 打开三态门将 据打入到A 、B C 寄存器中• T 和cp 地时间关系如图(1)所示M2ub6vSTnP⑵三态门1受T0+ T1控制，以确保TO 时刻DT 总线，以及T1时刻总线T 接收门1T A.三态门2受T2 + T3控制，以确保T2时刻A T 总线，以及T3时刻总线T 接收门2T B.TO 、 T1、T2、T3波形图如图(2)所示OYujCfmUCw3.13什么是总线地数据传输率，它与哪些因素有关?总线数据传输率即总线带宽， 指单位时间内总线上传输数据地位数，通常用每秒传输信息地字节数来衡量.它与总线宽度和总线频率有关，总线宽度越宽，频率越快，数据传输率越高eUts8ZQVRd 3.14设总线地时钟频率为 8MHZ —个总线周期等于一个时钟周期.如果一个总线周期中并行传送16位数据，试问总线地带宽是多少？sQsAEJkW5T解：由于：f=8MHz,T=1/f=1/8M 秒，一个总线周期等于一个时钟周期 所以：总线带宽 =16/ (1/8M) = 128Mbps 3.15在一个32位地总线系统中，总线地时钟频率为 66MHZ 假设总线最短传输周期为 4个时钟周期，试计算总线地最大数据传输率.若想提高数据传输率，可采取什么措施？GMslasNXkA解：总线传输周期=4*1/66M 秒总线地最大数据传输率 =32/(4/66M)=528Mbps 若想提高数据传输率，可以提高总线时钟频率、增大总线宽度或者减少总线传输周期包 含地时钟周期个数• 3.16在异步串行传送系统中，字符格式为：1个起始位、8个数据位、1个校验位、2个终D 寄存器中地内容送至总线bus ，由cp 脉冲同时将总线上地数cp 脉冲------------------ 1 1 ------------------ABCT —►- 三态门TDcp FL总线T1CPT0T2T3止位.若要求每秒传送120个字符，试求传送地波特率和比特率• TlrRGchYzg 解：一帧包含：1+8+1+2=12位波特率为：（1+8+1+2）*120=1440bps比特率为：8*120=960bps版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理. 版权为个人所有This article includes someparts, including text, pictures,and desig n. 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计算机组成原理课后习题及答案(完整版)
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• 3. 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效 ？为什么？
• 答：P23，否，P36
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系统总线
第三章
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1. 什么是总线？总线传输有何特点？ 为了减轻总线的负载，总线上的部件都应 具备什么特点？
解：总线是多个部件共享的传输部件； 总线传输的特点是：某一时刻只能有 一路信息在总线上传输，即分时使用； 为了减轻总线负载，总线上的部件应 通过三态驱动缓冲电路与总线连通。
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。
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11. 画一个具有双向传输功能的总线逻
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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。
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4. 为什么要设置总线判优控制？常见的集 中式总线控制有几种？各有何特点？哪种方式响 应时间最快？哪种方式对电路故障最敏感？
解：总线判优控制解决多个部件同时申请总 线时的使用权分配问题；
常见的集中式总线控制有三种： 链式查询、计数器查询、独立请求；
特点：链式查询方式连线简单，易于扩充，
《计算机组成原理》课后标准习题答案
第一章1．模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。
数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。
模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。
数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。
2．数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，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。
3．科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
4．主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
每个存储单元都有编号，称为单元地址。
如果某字代表要处理的数据，称为数据字。
如果某字为一条指令，称为指令字。
6．每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。
7．取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。
8．半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。
运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。
适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。
9．计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。
系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。
10．在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序，源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。
计算机组成原理课程习题答案_秦磊华
解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。
主存: 计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取。
控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。
时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。
多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。
字长：运算器一次运算处理的二进制位数。
存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。
CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。
MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。
CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。
计算机系统的层次结构：计算机系统的层次结构由多级构成，一般分成5级，由低到高分别是：微程序设计级，机器语言级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。
基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。
软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现，也可以由专门的硬件实现。
固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。
可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。
MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。
MTTR：系统的平均修复时间。
MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。
可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。
《计算机组成原理》各章练习参考答案要点
《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
计算机组成原理答案第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》课后题答案_清华大学出版_秦磊华_吴非··
习题一1.l解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数量.机能和价钱等成长趋向的猜测,其重要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番,机能将进步一倍,而其价钱将下降一半.主存: 盘算机中存放正在运行的程序和数据的存储器,为盘算机的重要工作存储器,可随机存取.掌握器：盘算机的批示中间,它使盘算机各部件主动调和地工作.时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数,也称为节奏周期或T周期,是处理操纵最根本的时光单位.多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完全的盘算引擎(内核).字长：运算器一次运算处理的二进制位数.存储容量:存储器中可存二进制信息的总量.CPI：指履行每条指令所须要的平均时钟周期数.MIPS：用每秒钟履行完成的指令数量作为权衡盘算机机能的一个指标,该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位.CPU时光：盘算某个义务时CPU现实消费的时光,也即CPU真正消费在某程序上的时光.盘算机体系的层次构造：盘算机体系的层次构造由多级构成,一般分成5级,由低到高分离是：微程序设计级,机械说话级,操纵体系级,汇编说话级,高等说话级.基准测试程序：把运用程序中运用频度最高的那那些焦点程序作为评价盘算机机能的尺度程序.软/硬件功效的等价性：从逻辑功效的角度来看,硬件和软件在完成某项功效上是雷同的,称为软/硬件功效是等价的,如浮点运算既可以由软件实现,也可以由专门的硬件实现.固件：是一种软件的固化,其目标是为了加速软件的履行速度.靠得住性：靠得住性是指体系或产品在划定的前提和划定的时光内,完成划定功效的才能.产品靠得住性界说的要素是三个“划定”：“划定前提”.“规准时光”和“划定功效”.MTTF：平均无故障时光,指体系自运用以来到第一次出故障的时光距离的期望值.MTTR：体系的平均修复时光.MTBF：平均故障距离时光,指相邻两次故障之间的平均工作时光.可用性：指体系在随意率性时刻可运用的概率,可根据MTTF.MTTR和MTBF等指标盘算处体系的可用性.1.2什么是盘算机体系的硬件和软件？为什么说盘算机体系的硬件和软件在逻辑功效上是等价的？答：盘算机硬件体系是指构成盘算机体系的电子线路和电子元件等物理装备的总称.硬件是构成盘算机的物资基本,是盘算机体系的焦点.盘算机的硬件体系包含运算器.掌握器.存储器.输入装备和输出装备等五大部件.盘算机软件是盘算机中全体程序的聚集.软件按其功效分成运用软件和体系软件两大类.盘算机硬件实现的往往是最根本的算术运算和逻辑运算功效,而其它功效大多是经由过程软件的扩充得以实现的.有很多功效可以由硬件实现,也可以由软件实现,即从用户的角度来看它们在功效上是等价的,这一等价性被称为软/硬件逻辑功效的等价性.1.3冯·诺依曼型盘算机的根本思惟是什么？按此思惟设计的盘算机硬件体系应由哪些部件构成？各起什么感化？答：冯诺依曼型盘算机的根本思惟是存储程序和程序掌握,个中的“存储程序”是指将解题的步调编写成程序,然后把存储存放到盘算机的内存中,而“程序掌握”是指掌握器读出存放在存储器中的程序并根据该程序掌握全机调和工作以完成程序的功效.根据冯诺依曼型盘算机的根本思惟,盘算机的硬件应当由运算器.掌握器.存储器.输入/输出装备和总线构成.各部件的感化：运算器：对数据进交运算的部件.存储器：存放程序和数据.掌握器：根据指令的功效掌握构成盘算机的各大功效部件调和工作,配合完成指令的功效.输入装备：将外部信息输送到主机内部的装备.输出装备：能将盘算机内部的信息以不归并且响应的情势反馈给人们的装备.总线：衔接两个或多个装备（部件）的公共信息通路.1.4什么是盘算机字长？它取决于什么？盘算机字长同一了哪些部件的长度？答：盘算机的字长一般指一次介入运算数据的根本长度,用二进制数位的长度来权衡.它取决于运算器一次运算处理的二进制位数.它是盘算机的重要机能指标.经常运用的盘算机字长有8位.16位.32位及64位.一般与盘算机内部存放器.加法器.数据总线的位数以及存储器字长等长,是以,字长直接影响硬件的代价.1.5盘算机体系从功效上可划分为哪些层次？各层次在盘算机体系中起什么感化？答：盘算机体系分成五级层次构造,第1级为微程序设计级.第2级为机械说话级.第3级为操纵体系级.第4级为汇编说话级.第5级为高等说话级.各层次的感化：微程序级：为机械指令级供给机械指令的解释指行功效.机械指令级：是软件体系和硬件体系的界面,一条机械指令的功效由微程序机械级的一段微型程序的功效实现.操纵体系级：调剂盘算机中的软件和硬件资本.汇编说话级：它将用户编写的接近人类说话的程序,翻译成能在机械上运行的目标程序.高等说话级：完周全向用户,是用户关怀的目标,可履行各类用处的程序.1.6盘算机内部有哪两股信息在流淌？它们彼此有什么关系？答：盘算机中有两股信息在流淌：一股是掌握信息,即操纵敕令,它疏散流向各个部件;一股是数据信息,它受掌握信息的掌握,从一个部件流向另一个部件,在流淌的进程被响应的部件加工处理.1.7为什么说盘算机体系的软件与硬件可以互相转化？答：盘算机硬件实现的往往是最根本的算术运算和逻辑运算功效,而其它功效大多是经由过程软件的扩充得以实现的.有很多功效可以由硬件实现,也可以由软件实现,即从用户的角度来看它们在功效上是等价的,这一等价性被称为软/硬件逻辑功效的等价性.因为如许的等价性,所以可以说盘算机体系的软件与硬件是可以互相转化的.1.8 什么叫软件体系？它包含哪些内容？答：一台盘算机中全体程序的聚集,统称为这台盘算机的软件体系.软件按其功效分成运用软件和体系软件两大类.运用软件是用户为解决某种运用问题而编制的一些程序.体系软件用于对盘算机体系的治理.调剂.监督和办事等功效,常将体系软件分为以下六类：操纵体系,言处理程序,尺度程序库,办事性程序,数据库治理体系和算机收集软件.1.9 解释高等说话.汇编说话和机械说话三者之间的不同和接洽.答：机械说话是直接用二进制代码指令表达的说话,是一种面向机械的编程说话,属于低级说话.汇编说话是用助记符号来暗示的说话,也是低级的说话.是一类接近于人类天然说话和数学说话的程序设计说话的统称,分为面向进程的说话和的说话.它们都是盘算机的编程说话,并且是盘算机编程说话成长的三个阶段.三者各自的特色：运用机械说话编写的程序,占用内存少.履行效力高.缺陷：编程工作量大,轻易出错;依附具体的盘算机体系,因而程序的通用性.移植性都很差.运用汇编说话编写盘算机程序,可以或许根据特定的运用对代码做最佳的优化,进步运行速度;可以或许最大限度地施展硬件的功效.但是编写的代码异常难明,不好保护;开辟效力很低,时光长且单调.高等说话的长处是：编程相对简略.直不雅.易懂得.不轻易出错;编写的盘算机程序通用性好,具有较好的移植性.1.10 什么是体系的靠得住性?权衡体系靠得住性的指标有哪些?若何进步体系的靠得住性?答：体系的靠得住性是指体系在划定的前提和划定的时光内,完成划定功效的才能.权衡体系靠得住性的指标有三个：平均无故障时光.平均故障距离时光和可用性.进步体系靠得住性的经常运用办法包含避错和容错.前者即防止错误的消失,从而进步体系的平均无故障时光;后者许可错误的消失,但采纳有用的办法来防止其造成的晦气影响.1.11 假定某盘算机1和盘算机2以不合的方法实现了雷同的指令集,该指令分散共有A.B.C.D 四类指令,它们在程序中所占比例分离为40%.20%.20%.20%,机械1和机械2的时钟周期为600MHZ 和800MHZ,各类指令在两机械上的CPI 如表1.5所示,求两机械的MIPS 各为若干？表1.5 两台盘算机不合指令的CPIA B C D CPI12 3 4 5 CPI2 2 2 3 4解：CPI1= 2*0.4+ 0.2*(3+4+5)= 3.2 MIPS1= f/(CPI1106) = 600106/(3.2106)=187.5CPI2= 2*0.4+ 0.2*(2+3+4)= 2.6 MIPS2= f/(CPI1106) = 800106/(2.6106)=307.71.12 若某程序编译后生成的目标代码由A.B.C.D 四类指令构成,它们在程序中所占比例分离为40%.20%.15%.25%.已知 A.B.C.D 四类指令的CPI 分离为1.2.2.2.现须要对程序进行编译优化,优化后的程序中A 类指令条数削减了一半,而其它指令数量未产生变更.假设运行该程序的盘算机CPU 主频为500MHZ.完成下列各题：1)优化前后程序的CPI 各为若干?2)优化前后程序的MIPS 各为若干?3）经由过程上面的盘算成果你能得出什么结论？ 解：1)优化前：CPI=∑=⨯n i i i IC IC CPI 1)( = 1 0.4 + 2 0.2 + 2 0.15 + 2 0.25= 1.6 优化后：A.B.C.D 四类指令在程序中所占比例分离为1/4.1/4.3/16.5/16, CPI=∑=⨯n i i i IC IC CPI 1)( = 1 1/4 + 2 1/4 + 2 3/16 + 2 5/16= 1.75 2）根据 公式MIPS =6CPI 10⨯时钟频率得优化前：MIPS = (500106)/(1.6106) = 312.5优化后：MIPS = (500106)/(1.75106) = 285.73）优化后,A 类指令条数削减,造成盘算机的CPI 固然削减了A 类指令条数,却下降了程序的履行速度.第二章 数据暗示办法习 题 二2.1解释下列名词真值：正号和负号分离用“+”和“-”暗示,数据位保持二进制值不变的数据暗示办法.数值数据：盘算机所支撑的一种数据类型,用于科学盘算,罕有的数值数据类型包含小数.整数.浮点数数等.非数值数据：盘算机所支撑的一种数据类型,一般用来暗示符号或文字等没稀有值值的数据.机械数：数据在机械中的暗示情势,是正负符号数码化后的二进制数据.变形补码：用两个二进制位来暗示数字的符号位,其余与补码雷同.即“00”暗示正,“11”暗示负.规格化：将非规格化的数处理成规格化数的进程.规格化数划定尾数用纯小数暗示,且真值暗示时小数点后第一位不为0（以机械数暗示时对小数点后第一位的划定与具体的机械数的情势有关）.机械零：盘算机保管数字的位有限,所能暗示最小的数也有规模,个中有一个规模之中的数据无法准确暗示,当现实的数据处在这个无法准确暗示的数据规模时盘算机就将该数作为机械零来处理,是以,盘算机中的机械零其实对应的不是一个固定的数,而是一个数据暗示规模.BCD码：用4位二进制数来暗示1位十进制数中的0~9这10个数码,即二进制暗示的十进制数.汉字内码：盘算机内部存储.处理加工和传输汉字时所用的由0和1符号构成的代码.码距：一组编码中对应位上数字位不合的最小个数.奇偶校验：经由过程检测校验码中1的个数的奇/偶性是否转变来断定数据是否出错的一种数据校验办法.海明校验：是一种基于多重奇校验且具有检测与改正错误的校验办法.其基起源基本理是将有用信息按某种纪律分成若干组,每组安插一个校验位进行奇偶测试,就能供给多位检错信息,以指出最大可能是哪位出错,从而将其改正.轮回冗余校验：是数据通讯范畴中最经常运用的一种具有检测与改正错误才能错误校验码,基运用生成多项式并基于模2运算树立编码规矩.检错：检测被传送的信息中是否产生错误.纠错：改正信息在传送或存储进程中所产生的错误.2.2答复下列问题1)为什么盘算机中采取二进制?答：因为二进制具有运算简略和暗示简略的长处,除此之外还有靠得住和轻易实现等特色.具体来说,是因为：（1）技巧实现简略,盘算机是由逻辑电路构成,逻辑德律风平日只有两个状况,开关的接通与断开,这两种状况正好可以用“1”和“0”暗示.（2）简化运算规矩：两个二进制数和.积运算组合各有三种,运算规矩简略,有利于简化盘算机内部构造,进步运算速度.（3）合适逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论根据,二进制只有两个数码,正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合.（4）易于进行转换,二进制与十进制数易于互相转换.2)为什么盘算机中采取补码暗示带符号的整数?答：采取补码运算具有如下两个特点：（1）因为运用补码可以将符号位和其他位同一处理,同时,减法也可以按加法来处理,即假如是补码暗示的数,不管是加减法都直接用加法运算即可实现.（2）两个用补码暗示的数相加时,假如最高位（符号位）有进位,则进位被舍弃.如许的运算有两个利益：（a）使符号位能与有用值部分一路介入运算,从而简化运算规矩.从而可以简化运算器的构造,进步运算速度;（减法运算可以用加法运算暗示出来.）（b）加法运算比减法运算更易于实现.使减法运算转换为加法运算,进一步简化盘算机中运算器的线路设计.3)浮点数的暗示规模和准确度分离由什么决议?字长一准时浮点数的暗示规模与准确度之间有和关系?答：浮点数的暗示规模由阶码的位数决议,准确度由尾数的位数决议.当机械字长一准时,分给阶码的位数越多,尾数占用的位数就越少,则数的暗示规模越大.而尾数占用的位数削减,必定会削减数的有用数位,即影响数的精度.4)汉字输入码.机内码和字型码在汉字处理进程中各有何感化？答：汉字输入码.机内码和字型码,分离用于汉字的输入.汉字在盘算机内的处理以及汉字的显示和打印.具体来说,盘算机要对汉字信息进行处理,起首要将汉字转换成盘算机可以识此外二进制情势并输入到盘算机,这是由汉字输入码完成的;汉字输入到盘算机后,还须要转换成内码才干被盘算机处理,显然,汉字内码也应当是二进制情势.假如须要显示和打印汉字,还要将汉字的内码转换成字形码.5)在机内码中若何区分两个ASCII码字符和一个汉字?答：将一个汉字算作是两个扩大ASCII码,使暗示GB2312汉字的两个字节的最高位都为1,而每个ASCII码字符中每个字节的最高位为0.如许就能差别一个机内码到底对应一个汉字照样两个西文字符.6)“8421码就是二进制数”.这种说法对吗？为什么？答：这种说法是不合错误的.8421码是一种最简略的有权码,它拔取4位二进制数的前10个代码0000～1001分离对应暗示十进制数的10个数码.若按权乞降,和数就等于该代码所对应的十进制数.8421码是一种编码方法,用于十进位制与二进制数之间的转换.而二进制数是用0和1两个数码来暗示的数.二者是不合的概念,不克不及等同.7)若何辨认浮点数的正负？浮点数能暗示的数值规模和数值的准确度取决于什么？答：当采取一般浮点数格局暗示浮点数时,阶码和尾数都各包含一位符号位.浮点数的正负由尾数的的符号位决议.当采取IEEE754格局时,经由过程数符就能断定出浮点数的正负.浮点数能暗示的数值规模和数值的准确度,分离取决于阶码的位数和尾数的位数.8)简述CRC的纠错道理.答：发送部件将某信息的CRC码传送至吸收部件,吸收部件收到CRC码后,仍用商定的生成多项式G(x)去除,若余数为0,暗示传送准确;若余数不为0,暗示出错,再由余数的值来肯定哪一位出错,从而加以改正.具体的纠错道理如下：（1）不管错误出如今哪一位,均要经由过程将出错位轮回左移到最左边的一位上时被改正;（2）不为零余数的具有轮回特点.即在余数后面补一个零除以生成多项目式,将得到下一个余数,持续在新余数基本上补零除以生成多项式,持续该操纵,余数最后能轮回到最开端的余数.（3）CRC就是运用不为零余数的轮回特点,在轮回盘算余数的同时,将收到的CRC编码同步移动,当余数轮回到等于最左边位出错对应的余数时,标明已将出错的位移到CRC码的最左边,对出错位进行纠错.（4）持续进行余数的轮回盘算,并同步移动CRC编码,当余数又回到最开端的值时,纠错后的CRC码又回到了最开端的地位.至此,完成CRC的纠错义务. 2.3 写出下列各数的原码.反码和补码.0, 一0, 0.10101, 一0.10101, 0.11111, 一0.11111, －0.10000, 0.10000解：x=0,则［＋0］原＝ 0.00…0 , [＋0]反＝ 0.00…0,［＋0］补＝0.00…0;x=-0,则［－0］原＝ 1.00…0,[－0]反＝ 1.11…l,[－0]补＝0.00…0;x=0.10101,则［x］原＝0.10101,[x]反＝0.10101,[x]补＝0.10101;x=一0.10101,则［x］原＝1.10101,[x]反＝1.01010,[x]补＝1.01011;x=0.11111,则［x］原＝0.11111,[x]反＝0.00000,[x]补＝0.00001;x=一0.11111,则［x］原＝1.11111,[x]反＝1.00000,[x]补＝1.00001;x=－0.10000,则［x］原＝1.10000,[x]反＝1.01111,[x]补＝1.10000;x=0.10000,则［x］原＝0.10000,[x]反＝0.10000,[x]补＝0.10000.2.4 已知数的补码暗示情势,求数的真值.[x]补＝0.10010,[x]补＝1.10010,[x]补＝1.11111,[x]补＝1.00000,[x]补＝0.10001,[x]补＝1.00001,解：[x]补＝0.10010,则[x]原＝0.10010,x=0.10010;[x]补＝1.10010,则[x]原＝1.01101,x=－0.01101;[x]补＝1.11111,则[x]原＝1.00000,x=－0;[x]补＝1.00000,则[x]原＝1.11111,x=－0.11111;[x]补＝0.10001,则[x]原＝0.10001,x=0.10001;[x]补＝1.00001,则[x]原＝1.11110,x=－0.11110.2.5 已知x＝0.10110,y＝—0.01010,求：[x/2]补, [x/4]补, [y/2]补, [2y]补解： [x]原=0.10110=[x]反=[x]补,所以[x/2]补=0.010110,[x/4]补=0.0010110;[y]原=1.01010,[y]反=1.10101,[y]补=1.10110,所以[y/2]补=1.110110,[2y]补=1.0110.2.6 C说话中许可无符号数和有符号整数之间的转换, 下面是一段C说话代码: Int x =-1;Unsigned u=2147483648;Printf (“x=%u=%d\n”,x,x);Printf (“u=%u=%d\n”,u,u);给出在32位盘算机中上述程序段的输出成果并剖析原因.解：x=4294967295=-1;u=2147483648=-2147483648原因：x是int型,在盘算机中以补码情势消失.%u以无符号输出,%d输出真值,所以x=4294967295=-1.u=231是一个无符号数,无溢出,因为首位为1%u符号输出第一位为非符号位,所所以2147483648%d 第一位为符号位,所所以负数,取反加1照样231所所以-2147483648.2.7剖析下列几种情形下所能暗示的数据规模分离是若干1)16位无符号数;2)16位原码定点小数;3)16位补码定点小数;4)16位补码定点整数;解：1)16位无符号数：0 ~ 1111 1111 1111 1111,即0 ~ 216-1=655352)16位原码定点小数：1.111 1111 1111 1111 ~ 0.111 1111 1111 1111,即-（1-2-15）~ 1-2-153)16位补码定点小数：1.000 0000 0000 0000 ~ 0.111 1111 1111 1111,即-1 ~ 1-2-154) 16位补码定点整数：1000 0000 0000 0000 ~ 0111 1111 1111 1111,即-215 ~ 215-12.8 用补码暗示8位二进制整数,最高位用一位暗示符号（即形如x0x1x2x3x4x5x6x7）时,模应为若干？解：因为8位二进制数补码的暗示规模为：-128~127一共有256个数,所以模为256.2.9 位浮点数尺度暗示十进制数解：移动小数点,使其变成1.M的情势：-110.101=-1.10101*22于是得到：S=0, e = 2,E=10+01111111 = 10000001,M=10101最后得到32位浮点数的二进制存储格局为：110000001101 0100 0000 0000 0000 0000=（C0D40000）16b)起首分离将整数和分数部分转换成二进制数：3.1415927=11.00100100001111110110101移动小数点,使其变成1.M的情势11.00100100001111110110101=1.100100100001111110110101×2于是得到：S=0, e = 1,E=1+01111111 =10000000,M=10010010000111111011010最后得到32位浮点数的二进制存储格局为：010********* 1001 0000 1111 1101 1010=（40490FDA）16c)起首将6400转换成二进制数：64000=1100100000000移动小数点,使其变成1.M的情势1100100000000=1.100100000000×212于是得到：S=0, e = 12,E= 1100+01111111 =10001011,M= 1001最后得到32位浮点数的二进制存储格局为：010********* 1000 0000 0000 0000 0000=(45C80000)162.10 求与IEEE754 32位浮点数43940000H对应的十进制数.解：43940000H=（010********* 0100 0000 0000 0000 0000）2S=0,E=（10000111）2-127=8,M=1.00101所以暗示数为100101000,对应的十进制数为296.2.11 求32位 IEEE754 浮点数能暗示的最大数和最小数.解：用IEEE754格局(E的取值规模：1~254,留出全0和全1分离暗示0和无限大)0 11111110 11111111111111111111111即 2127(2-2-23)(2) 最小数的二进制暗示：1 11111110 11111111111111111111111即 - 2127(2-2-23)2.12 设有两个正浮点数：N1＝2m×M1,N2＝2n×M2.（1）若m＞n,是否有N1＞N2？（2）若M1和M2是规格化的数,上述结论是否准确？解：（1）不必定.例如,N1＝23×0.001,N2＝22×0.01,此时m＞n,却有N1＝N2.再如,N1＝23×0.001,N2＝22×0.1,此时m＞n,却有N1＜N2.（2）准确.因为浮点数规格化,请求尾数的最高位为非0数码,即当尾数的值不为零时,其绝对值应大于或等于(1/2)10.那么M1和M2都必须是0.1××…×的情势.这时,若m＞n,则必定有N1＞N2.2.13 设二进制浮点数的阶码为3位,尾数是7位.用模2补码写出它们所能暗示的最大正数.最小正数.最大负数和最小负数,并将它们转换成十进制数.解：补码真值最大正数:011;0.111111, 23×（1-2-6）最小正数:101;0.000001, 23×2-6最大负数:101;1.111111,-23×2-6最小负数:011;1.000000, -23×（1-2-6）2.14 将下列十进制数暗示成浮点规格化数,阶码4位,尾数10位,各含1位符号,阶码和尾数均用补码暗示.（1）57/128 （2) —69/128解：（1）57/128=(0.0111001)2,记x=0.0111001,则[x]原=[x]反=[x]补=0.0111001,规格化：[x]补=0.111001*2-1阶码的原码为：1001,是以补码为：1111尾数为：0111001000暗示成浮点规格化数：1111 0111001000（2）-69/128=(-0.1000101)2,记x=-0.1000101,则[x]原=1.1000101,[x]反=1.0111010,[x]补=1.0111011,无需规格化,阶码为0000,尾数为1011101100暗示成浮点规格化数：0000 10111011002.15 设有用信息为01011011,分离写出奇校验码和偶校验码.假如吸收方收到的有用信息为01011010,解释若何发明错误.解：奇偶校验位分离为：0和1,奇校验码：010110110偶校验码：010110111假如采取奇校验,则发送方发出的奇校验码x=010110110（前8位是有用信息位,最后一位是校验位）,假如吸收方收到的x=010110100 (只有1位出错,最后一个0是校验位),吸收方按奇校验方法根据01011010盘算得到的验位C’＝1 ,与从信息中读到得校验码的取值不合,标明传送的信息产生了错误.假如采取偶校验,运用类似的办法可以发明错误.2.16由 6 个字符的 7 位 ASCII 编码分列,再加上水温和垂直偶校验位构成如表2.23的行列构造（最后一列为程度奇偶校验位,最后一行动垂直奇偶校验位）表2.23 ASCII码交叉校验字符7 位 ASCII 码HP30X1X200110Y1100100X31+X41010110Y201X5X61111D100X710X80=0X9111X1011VP00111X111X12则 X1 X2 X3 X4 处的比特分离为 _1110_; X5 X6 X7 X8 处的比特分离为 _1000_; X9 X10 X11 X12处的比特分离为 _1011_; Y1 和 Y2 处的字符分离为 __I__ 和 __7__.解答思绪：运用交叉奇/偶校验道理来肯定各个X值,再查询ASCII码表获知Y1 和 Y2是什么字符.2.17 设8位有用信息为01101ll0,试写出它的海明校验码.给出进程,解释分组检测方法,并给出指误字及其逻辑表达式.假如吸收方收到的有用信息变成01101111,解释若何定位错误并改正错误.解：被磨练位有8位,设磨练位有r位因为：8+r<=2r-1r=4;设四位分离为P1,P2,P3,P4海明码为：P1P20P3110P41110P1：3,5,7,9,11P2：3,6,7,10,11P3：5,6,7,12P4：9,10,11,12所以 P1=1,P2=1 P3=0 P4=1海明码为：110011011110指错位G1：1,3,5,7,9,11G2：2,3,6,7,10,11G3：4,5,6,7,12G4：8,9,10,11,12G1=0,G2=0,G3=0,G4=0图略.2.18 设要采取CRC编码传送的数据信息x=1001,当生成多项式为G（x）＝1101时,请写出它的轮回校验码.若吸收方收到的数据信息x’=1101,解释若何所以轮回码为：1001011.若吸收到的数据信息x’所所以第2位出错,将第2位的1改为0即可.第三章运算办法和运算器习题三3.1解释下列名词变形形补码：即用两个二进制位来暗示数据的符号位,其余与补码雷同.溢出：运算成果超出数据类型所能暗示数据规模的现象称为溢出.阵列乘法：采取类似手工乘法运算的办法,用大量与门产外行工乘法中的各乘积项,同时将大量一位全加器按照手工乘法算式中须要进行加运算的各相干项的分列方法构成加法器阵列.恢复余数除法：比较被除数（余数）与除数的大小是用减法实现的.对原码除法而言,因为操纵数以绝对值的情势介入运算,是以,相减成果为正（余数的符号位为0）解释够减,商上1;相减成果为负（余数的符号位为1）解释不敷减,商上0.因为除法经由过程减法实现,当商上1时,可将比较数据大小时的减法操纵与除法操纵中的减法操纵归并,即商上1后持续后面的除法操纵.商上0时标明不敷减,但因比较操纵时已经实行了一次减法,是以,须要对履行比较操纵后的成果加上除数,既将余数还原成比较操纵前的数值,这种办法就称为恢复余数法.不恢复余数除法：又称加减瓜代法,是对恢复余数法的改良.不恢复余数法的特色是不敷减时不再恢复余数,而根据余数的符号作响应处理就可持续往下运算,是以运算步数固定,掌握简略,进步了运算速度.阵列除法：类似于阵列乘法器的思惟,为了加速除法的履行速度,也可以采取阵列除法器来实现除法.为简化运算及阵列除法器的构造,对介入运算的数据进行恰当的处理,使其以正数的情势介入运算.行波进位：多位进位之间消失高位进位的产生依附低位进位的一种进位方法.并行进位：高.低进位之间不消失具有依存关系,而是同时盘算的进位方法.算术移位：分为算术左移和算术右移.个中算数左移n位相当于乘上2n,履行办法是把本来的数中每一位都向左移动n个地位,左面移出的高位丢弃不要,右面低位空出的地位上全体补0,当符号位产生转变时标明产生了溢出.算术右移时,符号位保持不变,其余列位依次右移,最右边一位移出,将符号位拷贝到左边空出的位,一次移位相当于除2.逻辑移位：逻辑左移n位的履行办法,是把本来的数中每一位都向左移动n个地位,左面移出的高位丢弃不要,右面低位空出的地位上全体补"0". 逻辑右移n位的履行办法是把本来数中的每一位都向右移动n个地位,右面移出的低位丢弃不要,左面高位空出的地位上全体补0.对阶：使阶码相等的进程,对阶的时一般采纳小的阶码向大阶码看齐的方法.规格化：就是使浮点数的运算成果中,将尾数从非规格化数变成规格化数的进程.根据尾数情势的不合,规格化可分为左移规格化和右移规格化.3.2答复下列问题:1)为什么采取并行进位能进步加法器的运算速度？答：因为并行进位电路能很快产生列位的进位旌旗灯号,使得加法器的速度大大进步.2)若何断定浮点数运算成果是否产生溢出?答：因为溢出与数据的暗示规模有关,而浮点数的阶码影响到其数据暗示的规模,是以,浮点数的溢出是经由过程接码的是否溢出为断定标记.对于采取双符号位的阶码而言,当双符号位不合时暗示浮点数产生溢出,不然则未产生溢出. 3)若何断定浮点数运算成果是否为规格化数?假如不是规格化数,若何进行规格化?答：当尾数采取补码暗示时,若运算成果不是11.0××…×或00.1××…×的情势时,成果就不是规格化数.则应进行响应的规格化处理：当尾数符号为01或10时,须要向右规格化,且只需将尾数右移一位,同时将成果的阶码值加1.当尾数运算成果为11.1××…×或00.0××…×时须要左移规格化,并且左移次数不固定,与运算成果的情势有关.左规的办法是尾数连同符号位一路左移位.和的阶码减1,直到尾数部分消失11.0或00.1的情势为止.4)为什么阵列除法器中能用CAS的进位/借位掌握端作为上商的掌握旌旗灯号? 答：阵列除法器运用不恢复余数的除法,当商上1的时刻,会产生进位,当商上。
计算机组成原理参考答案
计算机组成原理参考答案习题1参考答案一、选择题1．微型计算机的分类通常是以微处理器的D来划分。
A．芯片名 B. 寄存器数目C．字长 D. 规格2.将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有价值的信息，我们称为A。
A．数据处理 B. 辅助设计C．实时控制 D. 数值计算3．计算机技术在半个世纪中虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循这一位科学家提出的基本原理D。
A.爱因斯坦B. 爱迪生C. 牛顿D. 冯·诺伊曼4．冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是A。
A．按地址访问并顺序执行指令B．堆栈操作C．选择存储器地址D．按寄存器方式工作5．目前的CPU包括_A_和cache。
A.控制器、运算器B.控制器、逻辑运算器C.控制器、算术运算器D.运算器、算术运算器二、填空1.数字式电子计算机的主要外部特性是快速性、准确性、通用性、逻辑性。
2.世界上第一台数字式电子计算机诞生于1946年。
3.第一代电子计算机逻辑部件主要由电子管组装而成。
第二代电子计算机逻辑部件主要由晶体管组装而成。
第三代电子计算机逻辑部件主要由集成电路组装而成。
第四代电子计算机逻辑部件主要由大规模集成电路组装而成。
4.当前计算机的发展方向是网络化计算机系统、分布式计算机系统和智能化计算机系统等方向发展。
5.电子计算机与传统计算工具的区别是自动化程度高。
6.冯·诺依曼机器结构的主要思想是1.采用二进制代码表示数据和指令；2．采用存储程序的工作方式；3．计算机的硬件系统由五大部分组成。
7.冯·诺依曼机器结构由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部分组成。
8.中央处理器由运算器和控制器两部分组成。
9.计算机中的字长是指机器数的二进制位数（或计算机一次可以处理的二进制位数）。
10.运算器的主要部件是算术逻辑运算单元ALU。
11.控制器工作的实质是指挥和协调机器各个部件有条不紊工作。
12.存储器在计算机中的主要功能是存储程序和数据。
计算机组成原理课后习题答案
计算机组成原理课后习题答案第一章1．模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。
数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。
模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。
数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。
2．数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，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。
3．科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
4．主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
每个存储单元都有编号，称为单元地址。
如果某字代表要处理的数据，称为数据字。
如果某字为一条指令，称为指令字。
6．每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。
7．取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。
8．半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。
运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。
适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。
9．计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。
系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。
10．在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序，源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。
计算机组成原理课后答案
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。
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）。
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；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。
主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。
存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。
存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。
存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。
存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。
机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。
指令字长：一条指令的二进制代码位数。
1-3-4-5计算机组成原理课后习题答案
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和执行；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和执行，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。
汇编语言是面向机器的语言，它由一些特殊的符号表示指令，高级语言是面向用户的语言，它是一种接近于数学的语言，直观，通用，与具体机器无关。
4、答：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。
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，大都属于抽象的属性。
5、答：特点是：(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，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置(5) 指令在存储器内按顺序存放。
通常，指令是顺序执行的，在特定情况下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序(6) 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。
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《计算机组成原理》课后题答案-清华大学出版-秦磊华-吴非··word文档，精心编排整理，均可修改你的满意，我的安心解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。
主存: 计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取。
控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。
时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。
多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。
字长：运算器一次运算处理的二进制位数。
存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。
CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。
MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。
CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。
计算机系统的层次结构：计算机系统的层次结构由多级构成，一般分成5级，由低到高分别是：微程序设计级，机器语言级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级。
基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。
软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现，也可以由专门的硬件实现。
固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。
可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。
MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。
MTTR：系统的平均修复时间。
MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。
可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。
1.2什么是计算机系统的硬件和软件为什么说计算机系统的硬件和软件在逻辑功能上是等价的答：计算机硬件系统是指构成计算机系统的电子线路和电子元件等物理设备的总称。
硬件是构成计算机的物质基础，是计算机系统的核心。
计算机的硬件系统包含运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件。
计算机软件是计算机中全部程序的集合。
软件按其功能分成应用软件和系统软件两大类。
计算机硬件实现的往往是最基本的算术运算和逻辑运算功能，而其它功能大多是通过软件的扩充得以实现的。
有许多功能可以由硬件实现，也可以由软件实现，即从用户的角度来看它们在功能上是等价的，这一等价性被称为软/硬件逻辑功能的等价性。
冯·诺依曼型计算机的基本思想是什么按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成各起什么作用答：冯诺依曼型计算机的基本思想是存储程序和程序控制，其中的“存储程序”是指将解题的步骤编写成程序，然后把存储存放到计算机的内存中，而“程序控制”是指控制器读出存放在存储器中的程序并根据该程序控制全机协调工作以完成程序的功能。
根据冯诺依曼型计算机的基本思想，计算机的硬件应该由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备和总线组成。
各部件的作用：运算器：对数据进行运算的部件。
存储器：存放程序和数据。
控制器：根据指令的功能控制构成计算机的各大功能部件协调工作，共同完成指令的功能。
输入设备：将外部信息输送到主机内部的设备。
输出设备：能将计算机内部的信息以不同并且相应的形式反馈给人们的设备。
总线：连接两个或多个设备（部件）的公共信息通路。
什么是计算机字长它取决于什么计算机字长统一了哪些部件的长度答：计算机的字长一般指一次参与运算数据的基本长度，用二进制数位的长度来衡量。
它取决于运算器一次运算处理的二进制位数。
它是计算机的重要性能指标。
常用的计算机字长有8位、16位、32位及64位。
一般与计算机内部寄存器、加法器、数据总线的位数以及存储器字长等长，因此，字长直接影响硬件的代价。
计算机系统从功能上可划分为哪些层次各层次在计算机系统中起什么作用答：计算机系统分成五级层次结构，第1级为微程序设计级、第2级为机器语言级、第3级为操作系统级、第4级为汇编语言级、第5级为高级语言级。
各层次的作用：微程序级：为机器指令级提供机器指令的解释指行功能。
机器指令级：是软件系统和硬件系统的界面，一条机器指令的功能由微程序机器级的一段微型程序的功能实现。
操作系统级：调度计算机中的软件和硬件资源。
汇编语言级：它将用户编写的接近人类语言的程序，翻译成能在机器上运行的目标程序。
高级语言级：完全面向用户，是用户关心的目标，可执行各种用途的程序。
计算机内部有哪两股信息在流动它们彼此有什么关系答：计算机中有两股信息在流动：一股是控制信息，即操作命令，它分散流向各个部件；一股是数据信息，它受控制信息的控制，从一个部件流向另一个部件，在流动的过程被相应的部件加工处理。
为什么说计算机系统的软件与硬件可以互相转化答：计算机硬件实现的往往是最基本的算术运算和逻辑运算功能，而其它功能大多是通过软件的扩充得以实现的。
有许多功能可以由硬件实现，也可以由软件实现，即从用户的角度来看它们在功能上是等价的，这一等价性被称为软/硬件逻辑功能的等价性。
由于这样的等价性，所以可以说计算机系统的软件与硬件是可以互相转化的。
什么叫软件系统它包含哪些内容答：一台计算机中全部程序的集合，统称为这台计算机的软件系统。
软件按其功能分成应用软件和系统软件两大类。
应用软件是用户为解决某种应用问题而编制的一些程序。
系统软件用于对计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，常将系统软件分为以下六类：操作系统,言处理程序,标准程序库，服务性程序，数据库管理系统和算机网络软件。
说明高级语言、汇编语言和机器语言三者之间的差别和联系。
答：机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言，是一种面向机器的编程语言，属于低级语言。
汇编语言是用助记符号来表示计算机指令的语言，也是低级的语言。
高级语言是一类接近于人类自然语言和数学语言的程序设计语言的统称，分为面向过程的语言和面向对象的语言。
它们都是计算机的编程语言，并且是计算机编程语言发展的三个阶段。
三者各自的特点：使用机器语言编写的程序，占用内存少、执行效率高。
缺点：编程工作量大，容易出错；依赖具体的计算机体系，因而程序的通用性、移植性都很差。
使用汇编语言编写计算机程序，能够根据特定的应用对代码做最佳的优化，提高运行速度；能够最大限度地发挥硬件的功能。
但是编写的代码非常难懂，不好维护；开发效率很低，时间长且单调。
高级语言的优点是：编程相对简单、直观、易理解、不容易出错；编写的计算机程序通用性好，具有较好的移植性。
什么是系统的可靠性衡量系统可靠性的指标有哪些如何提高系统的可靠性答：系统的可靠性是指系统在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。
衡量系统可靠性的指标有三个：平均无故障时间、平均故障间隔时间和可用性。
提高系统可靠性的常用方法包括避错和容错。
前者即避免错误的出现，从而提高系统的平均无故障时间；后者容许错误的出现，但采取有效的方法来防止其造成的不利影响。
假定某计算机1和计算机2以不同的方式实现了相同的指令集,该指令集中共有A、B、C、D四类指令，它们在程序中所占比例分别为40%、20%、20%、20%，机器1和机器2的时钟周期为600MHZ和800MHZ，各类指令在两机器上的CPI如表所示，求两机器的MIPS各为多少表两台计算机不同指令的CPIA B C DCPI12345CPI22234解：CPI1= 2*+ *(3+4+5)= MIPS1= f/(CPI1106) = 600106/106)=CPI2= 2*+ *(2+3+4)= MIPS2= f/(CPI1106) = 800106/106)=若某程序编译后生成的目标代码由A 、B 、C 、D 四类指令组成，它们在程序中所占比例分别为40%、20%、15%、25%。
已知A 、B 、C 、D 四类指令的CPI 分别为1、2、2、2。
现需要对程序进行编译优化，优化后的程序中A 类指令条数减少了一半，而其它指令数量未发生变化。
假设运行该程序的计算机CPU 主频为500MHZ 。
完成下列各题：1)优化前后程序的CPI 各为多少2)优化前后程序的MIPS 各为多少3）通过上面的计算结果你能得出什么结论解：1)优化前：CPI=∑=⨯n i i i ICIC CPI 1)( = 1 + 2 + 2 + 2 =优化后：A 、B 、C 、D 四类指令在程序中所占比例分别为1/4、1/4、3/16、5/16，CPI=∑=⨯n i i i ICIC CPI 1)( = 1 1/4 + 2 1/4 + 2 3/16 + 2 5/16 =2）根据 公式MIPS =6CPI 10⨯时钟频率得优化前：MIPS = (500106)/106) =优化后：MIPS = (500106)/106) =3）优化后，A 类指令条数减少，造成计算机的CPI 增加，MIPS 减少。
这样的优化虽然减少了A 类指令条数，却降低了程序的执行速度。
解释下列名词真值：正号和负号分别用“+”和“-”表示，数据位保持二进制值不变的数据表示方法。
数值数据：计算机所支持的一种数据类型，用于科学计算，常见的数值数据类型包括小数、整数、浮点数数等。
非数值数据：计算机所支持的一种数据类型，一般用来表示符号或文字等没有数值值的数据。
机器数：数据在机器中的表示形式，是正负符号数码化后的二进制数据。
变形补码：用两个二进制位来表示数字的符号位，其余与补码相同。
即“00”表示正，“11”表示负。
规格化：将非规格化的数处理成规格化数的过程。
规格化数规定尾数用纯小数表示，且真值表示时小数点后第一位不为0（以机器数表示时对小数点后第一位的规定与具体的机器数的形式有关）。
机器零：计算机保存数字的位有限，所能表示最小的数也有范围，其中有一个范围之中的数据无法精确表示，当实际的数据处在这个无法精确表示的数据范围时计算机就将该数作为机器零来处理，因此，计算机中的机器零其实对应的不是一个固定的数，而是一个数据表示范围。
BCD码：用4位二进制数来表示1位十进制数中的0~9这10个数码，即二进制表示的十进制数。
汉字内码：计算机内部存储、处理加工和传输汉字时所用的由0和1符号组成的代码。
码距：一组编码中对应位上数字位不同的最小个数。
奇偶校验：通过检测校验码中1的个数的奇/偶性是否改变来判断数据是否出错的一种数据校验方法。