计算机组成原理课后习题及答案唐朔飞-
计算机组成原理(唐朔飞)习题附标准答案
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？2．如何理解计算机系统的层次结构？3．说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别和联系。
4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？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。
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。
8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
9．根据迭代公式)(21nn yxyx+=，设初态y0=1，要求精度为ε，试编制求x的解题程序（指令系统自定），并结合所编程序简述计算机的解题过程。
10．指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？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合执行；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合执行，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。
计算机组成原理第二版课后习题答案全唐朔飞
计算机组成原理第二版课后习题答案全唐朔飞计算机组成原理第二版课后习题答案计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它主要讲述了计算机系统的基本组成和工作原理。
理解和掌握计算机组成原理对学习和实践计算机领域都至关重要。
为了帮助读者更好地巩固和应用所学知识，本文将提供《计算机组成原理第二版》课后习题的答案。
第一章：计算机系统概述1. 详细解释计算机的五大组成部分。
答：计算机由五大部分组成，分别是中央处理器（CPU）、存储器、输入设备、输出设备和外部设备。
CPU负责执行指令和处理数据，存储器用于存储程序和数据，输入设备用于输入数据和指令，输出设备用于输出结果，外部设备用于与计算机系统进行交互。
2. 描述冯·诺依曼计算机结构模型的主要特点。
答：冯·诺依曼计算机结构模型的特点主要包括存储程序控制、数据和指令以二进制表示、按顺序执行指令、以及以存储器为中心。
3. 解释指令的含义，指出指令的两个基本组成部分。
答：指令是计算机中最基本的操作单位，用于定义计算机的操作和处理数据的方式。
指令由操作码和地址码两个基本部分组成。
操作码指明要执行的操作，地址码指明所需操作数或结果存放的地址。
4. 什么是指令周期？什么是时钟周期？答：指令周期是指计算机处理一条指令所需的全部时间，包括取指令、执行指令、访存和写回结果。
时钟周期是指计算机中使用的基本时钟信号的时间间隔，决定了计算机的运行速度。
第二章：计算机的发展与应用1. 简述冯·诺依曼结构的计算机和哈佛结构的计算机有什么区别？答：冯·诺依曼结构的计算机将存储器用于存放程序和数据，指令和数据共享同一存储空间；而哈佛结构的计算机将指令和数据存放在不同的存储空间，可以同时取指令和访问数据，提高了运行效率。
2. 解释并举例说明并行计算和串行计算的区别。
答：并行计算是指多个处理器同时进行计算任务，各个处理器独立运行，可以加快计算速度。
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总线的通信控制——指总线传送过程中双 方的时间配合方式。
6. 试比较同步通信和异步通信。
解：同步通信——由统一时钟控制的通信， 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的场合；
异步通信——不由统一时钟控制的通信， 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。
Cache—主存层次在存储系统中主要对CPU访存 起加速作用，即从整体运行的效果分析，CPU访存速 度加快，接近于Cache的速度，而寻址空间和位价却 接近于主存。
主存—辅存层次在存储系统中主要起扩容作用， 即从程序员的角度看，他所使用的存储器其容量和位 价接近于辅存，而速度接近于主存。
综合上述两个存储层次的作用，从整个存储系
MQ——Multiplier-Quotient Register， 乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时 存放商的寄存器。
X——此字母没有专指的缩写含义，可以 用作任一部件名，在此表示操作数寄存器， 即运算器中工作寄存器之一，用来存放操作 数；
MAR——Memory Address Register， 存储器地址寄存器，内存中用来存放欲访问 存储单元地址的寄存器；
的实现，可参考74LS245等总线缓冲器芯片内
部电路。 逻辑图如下：（n位）
使能
控制 G B1
Bn
方向
控制 DIR
A1
………… ………… An
错误的设计：
系统总线
存储总线
CPU
MM
I/O1 I/O2 …… I/On
计算机组成原理课后习题和答案_唐朔飞[完整版]
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5. 解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复
用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备 （或从模块）、总线的传输周期、总线的通信控制。
解： 总线宽度——指数据总线的位（根）数，用 bit（位）作单位。 总线带宽——指总线在单位时间内可以传输的 数据总量，相当于总线的数据传输率，等于总线工 作频率与总线宽度（字节数）的乘积。 总线复用——指两种不同性质且不同时出现的 信号分时使用同一组总线，称为总线的“多路分时 复用”。
运算。 • ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存器
。 • MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。 • X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即运算器中工作
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
• 8. 解释下列英文缩写的中文含义： • CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS • 解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。 • CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和
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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构成的综合体。
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：计算机运转所需的程序及有关资料。
硬件和软件在计算机系统中互相依存，缺一不可以，所以相同重要。
2.怎样理解计算机的层次构造？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构造。
（1 ）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和中心。
（2 ）系统软件在硬件以外，为用户供给一个基本操作界面。
（3 ）应用软件在最外层，为用户供给解决详细问题的应用系统界面。
往常将硬件系统以外的其余层称为虚构机。
各层次之间关系亲密，上层是下层的扩展，基层是上层的基础，各层次的区分不是绝对的。
3.说明高级语言、汇编语言和机器语言的差异及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识其余语言，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，一定翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）以后才能被执行。
4.怎样理解计算机构成和计算机系统构造？答：计算机系统构造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、数据种类、寻址技术构成及 I/O 机理等。
计算机构成是指怎样实现计算机系统构造所表现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如构成计算机系统的各个功能零件的构造和功能，及互相连结方法等。
5.冯 ? 诺依曼计算机的特色是什么？解：冯? 诺依曼计算机的特色是：P8计算机由运算器、控制器、储存器、输入设施、输出设施五大零件构成；指令和数据以同相同地位寄存于储存器内，并能够按地点接见；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地点码两大多半构成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在储存器中的地点；指令在储存器中次序寄存，往常自动次序拿出履行；机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机。
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5. 解释概念：总线宽度、总线带宽、总线复 用、总线的主设备（或主模块）、总线的从设备 （或从模块）、总线的传输周期、总线的通信控制。 解： 总线宽度——指数据总线的位（根）数，用 bit（位）作单位。 总线带宽——指总线在单位时间内可以传输的 数据总量，相当于总线的数据传输率，等于总线工 作频率与总线宽度（字节数）的乘积。 总线复用——指两种不同性质且不同时出现的 信号分时使用同一组总线，称为总线的“多路分时 复用”。
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， 对电路故障最敏感；计数器查询方式优先级设置 较灵活，对故障不敏感，连线及控制过程较复杂； 独立请求方式判优速度最快，但硬件器件用量大， 连线多，成本较高。
• 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）。
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。
计算机组成原理唐朔飞各章节习题及答案
第一章练习习题（一）2017-04-24马辉安阳师院mh1、通常划分计算机发展时代是以（）为标准的。
A、所用的电子元器件B、运算速度C、计算机结构D、所用语言2、微型计算机的发展以（）技术为标志。
A、操作系统B、微处理器C、磁盘D、软件3、电子计算机技术发展至今，其运行仍遵循一位科学家提出的基本原理，他是（）。
A、牛顿B、爱因斯坦C、爱迪生D、冯诺依曼4、以下说法中，正确的是（）。
A、控制器能理解并执行所有指令及存储结果B、一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个单元C、所有的数据运算都在CPU的控制器中完成D、都不对5、电子计算机发展的四代中所用的主要元器件分别是（）A、电子管、晶体管、中小规模集成电路、激光器件B、晶体管、中小规模集成电路、激光器件、光介质C、电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路D、电子管、数码管、中小规模集成电路、激光器件6、下列选项中不是冯诺依曼机器的最根本特征的是（）。
A、以运算器为中心B、指令并行执行C、存储器按地址访问D、数据以二进制编码，用二进制运算7、在CPU的组成中不包括（）A、运算器B、存储器C、控制器D、寄存器8、存储字是指（）A、存放在一个存储单元中的二进制代码组合B、存放在一个存储单元中的二进制代码位数C、存储单元的个数D、机器指令的位数9、存储字长是指（）选项同上题10、计算机中数据处理中心是（）A、主机B、运算器C、控制器D、I/O系统11、以下说法错误的是（）A、硬盘是外部设备B、软件的功能与硬件的功能在逻辑上是等效的C、硬件实现的功能一般比软件实现具有较高的执行速度D、软件的功能不能由硬件替换12、32位微机是指该计算机所用的CPU（）A、具有32个寄存器B、能同时处理32位的二进制数C、能处理32个字符D、运算的结果最大为2的32次方13、下列选项中，描述浮点数操作速度的指标是（）A、MIPSB、CPIC、IPCD、MFLOPS14、当前设计高性能计算机的重要技术途径是（）A、提高CPU主频B、采用非冯诺依曼结构C、扩大主存容量D、采用并行处理技术答案：1、A2、B3、D4、B5、C6、B7、B 8、A 9、B 10、B 11、D 12、B 13、D 14、D 第三章练习习题（一）2017-05-04马辉安阳师院mh1、连接计算机与计算机之间的总线属于（）总线A、片内B、系统C、通信D、都不对2、挂接在总线上的多个部件（）A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线上接收数据B、只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C、可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据3、在总线上，同一时刻（）A、只能有一个主设备控制总线传输操作B、只能有一个从设备控制总线传输操作C、只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作D、可以有多个主设备控制总线传输操作4、总线是计算机各部件交换信息的公共通路，当使用总线传送数据时在每一时刻在总线上传送（）A、多个部件发送给多个部件的信息B、多个部件发送给一个部件的信息C、一个部件发送给一个部件的多组信息D、一个部件发送给多个部件的一组信息5、系统总线是指（）A、运算器、控制器、寄存器之间的连接部件B、运算器、寄存器、主存之间的连接部件C、运算器、寄存器、外围设备之间的连接部件D、CPU、主存、外围设备之间的连接部件6、系统级的总线是用来连接（）A、CPU内部的运算器和寄存器B、主机系统板上的所有部件C、主机系统板上的各个芯片D、系统中的各个功能模块或设备7、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（）A、地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现B、地址信息和数据信息不能同时出现C、两种信息源的代码在总线中不能同时出现D、都不对8、下面所列的（）不属于系统总线接口的功能A、数据缓存B、数据转换C、状态设置D、完成算术逻辑运算9、地址总线、数据总线、控制总线三类是根据（）来划分的A、总线所处的位置B、总线传送的内容C、总线的传送方式D、总线的传送方向10、系统总线中地址线的功能是（）A、用于选择主存单元地址B、用于选择进行信息传输的设备C、用于选择外存地址D、用于指定主存或IO设备接口的地址11、CPU的控制总线提供（）A、数据信号流B、所有存储器和IO设备的时序信号及控制信号C、来自IO设备和存储器的响应信号D、包含B和C12、在系统总线的数据线上，不可能传输的是（）A、指令B、操作数C、握手（应答）信号D、中断类型号答案：1、C2、B3、A4、D5、D6、D7、C 8、D 9、B 10、D 11、D 12、C第三章练习习题（二）2017-05-08马辉安阳师院mh1、串行总线主要用于（）A、连接主机与外围设备B、连接主存与CPUC、连接运算器与控制器D、连接CPU内部各部件2、不同信号在同一条信号线上分时传输的方式称为（）A、并行传输方式B、串行传输方式C、总线复用方式D、分离式通信3、在一个16位的总线系统中，若时钟频率为100MHz，总线周期为5个时钟周期传输一个字，则总线带宽是（）A、4MBpsB、40MBpsC、16MBpsD、64MBps4、某总线有104根信号线，其中数据总线32根，若总线工作频率为33MHz，则其理论最大传输率为（）A、33MBpsB、64MBpsC、132MBpsD、164MBps5、在链式查询方式下，越靠近控制器的设备（）A、优先级越高，得到总线使用权的机会越多B、优先级越低，得到总线使用权的机会越少C、优先级越低，得到总线使用权的机会越多D、优先级越高，得到总线使用权的机会越少6、若总线位宽为16位，总线时钟频率为8MHz，完成一次数据传输需2个总线时钟周期，则总线数据传输率为（）A、16MbpsB、8MbpsC、16MBpsD、8MBps7、假设某系统总线在一个总线周期中能并行传输4字节的信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是（）A、10MBpsB、20MBpsC、40MBpsD、80MBps8、设一个32位微处理器配有16位的外部数据总线，若时钟频率为50MHz，若总线传输最短周期为4个时钟周期，则总线的最大数据传输率为（）A、12.5MBps B、25MBpsC、50MBpsD、16MBps9、在三种集中式总线仲裁中，（）方式对电路故障最敏感A、链式查询B、计数器定时查询C、独立请求D、都一样10、在独立请求方式下，若有N个设备，则（）A、需N个总线请求信号和N个总线响应信号B、有一个总线请求信号和N个总线响应信号C、总线请求信号多于总线响应信号D、总线请求信号少于总线响应信号11、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）A、有N条总线请求信号B、共用一条总线请求信号C、有N-1条总线请求信号D、无法确定答案：1、A2、C3、B4、C5、A6、D7、B8、B 9、A 10、A 11、B第三章练习习题（三）2017-05-09马辉安阳师院mh1、总线主设备是指（）A、掌握总线控制权的设备B、申请作为主设备的设备C、被从设备访问的设备D、总线裁决部件2、总线的从设备是指（）A、申请作为从设备的设备B、被主设备访问的设备C、掌握总线控制权的设备D、总线源设备3、总线上信息的传输总是由（）A、CPU启动B、总线控制器启动C、总线主设备启动D、总线从设备启动4、以下叙述中错误的是（）A、总线结构的传送方式可以提高数据的传输速度B、与独立请求发送相比，链式查询方式对电路的故障更敏感C、PCI总线采用同步传输协议和集中式仲裁方式D、总线的带宽是总线本身所能达到的最高传输速率5、同步控制方式是（）A、只适用于CPU控制的方式B、只适用于外围设备控制的方式C、由统一时序信号控制的方式D、所有指令执行时间都相同的方式6、同步通信之所以比异步通信具有较高的传输速度，是因为（）A、同步通信不需要应答信号且总线长度较短B、同步通信用一个公共的时钟信号进行同步C、同步通信中，各部件存取时间比较接近D、以上各项因素的综合结果7、以下各项中，（）是同步传输的特点A、需要应答信号B、各部件的存取时间比较接近C、总线长度较长D、总线周期长度可变8、在同步通信中，一个总线周期的传输过程通常是（）A、先传送数据，再传送地址B、先传送地址，再传送数据C、只传送数据D、都不对9、总线的异步通信方式（）A、不采用统一时钟信号，只采用握手信号B、既采用统一时钟信号，又采用握手信号C、既不采用统一时钟信号，又不采用握手信号D、采用统一时钟信号，不采用握手信号10、下列选项中英文缩写均为总线标准的是（）A、PCI、CRT、USB、EISAB、ISA、CPI、VESA、EISAC、ISA、SCSI、RAM、MIPSD、ISA、EISA、PCI、PCI-Express11、在目前计算机上广泛使用的U盘，其接口使用的总线标准是（）A、VESAB、USBC、AGPD、PCI答案：1、A2、B3、C4、A5、C6、D7、B8、B 9、A 10、D 11、B第四章练习习题（一）2017-05-27马辉安阳师院mh1、和外存储器相比，内存储器的特点是（）A、容量大、速度快、成本低B、容量大、速度慢、成本高C、容量小、速度快、成本高D、容量小、速度快、成本低2、存储体按照一定的顺序划分成许多存储单元，存储单元有一个编号，称为存储单元的地址，访问存储器必须按照地址进行，存储单元中存放的是（）A、存储器单元的地址编号B、指定单元存放的数据C、将要写入存储单元的内容D、访问存储器的控制命令3、磁盘属于（）类型的存储器A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器4、某计算机系统，其操作系统保存在硬盘上，其内存储器应该采用（）A、RAMB、ROMC、RAM和ROMD、都不对5、计算机的存储系统是指（）A、RAMB、ROMC、主存储器D、Cache、主存储器和外存储器6、、一般存储系统由三级组成，下列关于各级存储器的作用及速度、容量的叙述中正确的是（）A、主存存放正在CPU中运行的程序，速度较快，容量很大B、Cache存放当前所有频繁访问的数据，特点是速度最快、容量较小C、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很慢D、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很快7、以下器件中存取速度最快的是（）A、CacheB、主存C、寄存器D、磁盘8、在下列几种存储器中，CPU可直接访问的是（）A、主存储器B、磁盘C、磁带D、光盘9、下列叙述中，（）是正确的A、主存可由RAM和ROM组成B、主存只能由RAM组成C、主存只能由ROM组成D、都不对10、在存储器层次结构中，存储器从速度最快到最慢的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、寄存器-Cache-辅存-主存D、寄存器-Cache-主存-辅存11、在存储器层次结构中，存储器从容量最大到最小的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、辅存-主存-Cache-寄存器D、寄存器-Cache-主存-辅存12、用户程序所存放的主存空间属于（）A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器答案：1、C2、B3、D4、C5、D6、C7、C8、A9、A 10、D 11、C 12、A第四章练习习题（二）2017-05-31马辉安阳师院mh1、以下（）表示从主存M中读出数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)2、以下（）表示向主存M中写入数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)3、下列说法中正确的是（）A、半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆B、DRAM是易失性RAM，而SRAM中的存储信息是不易失的C、半导体RAM是易失性RAM，但只要电源不断电，所存信息是不丢失的D、半导体RAM是非易失性的RAM4、下面有关系统主存的叙述中，错误的是（）A、RAM是可读可写存储器，ROM是只读存储器B、ROM和RAM的访问方式相同，都采用随机访问方式进行C、系统的主存由RAM和ROM组成D、系统的主存都是用DRAM芯片实现的5、静态半导体存储器SRAM指（）A、在工作过程中，存储内容保持不变B、在断电后信息仍保持不变C、不需动态刷新D、芯片内部有自动刷新逻辑6、半导体静态存储器SRAM的存储原理是（）A、依靠双稳态电路B、依靠定时刷新C、依靠读后再生D、信息不再变化7、动态RAM的特点是（）A、工作中存储内容动态地变化B、工作中需要动态地改变访存地址C、每隔一定时间刷新一遍D、每次读出后需根据原存内容全部刷新一遍8、和静态RAM相比，动态RAM具有（）优点A、容量能随应用任务需要动态变化B、成本低、功耗低C、掉电后内容不会丢失D、内容不需要再生9、DRAM的刷新是以（）为单位进行的A、存储单元B、行C、列D、存储元10、某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为（）A、64、16 B、16、64C、64、8D、16、1611、某存储器容量为32K×16位，则（）A、地址线为16根，数据线为32根B、地址线为32根，数据线为32根C、地址线为15根，数据线为16根D、地址线为15根，数据线为32根12、在存储器芯片中，地址译码采用双译码方式是为了（）A、扩大寻址范围B、减少存储单元数目C、增加存储单元数目D、减少存储单元选通线数目13、在1K×1位的存储芯片中，采用双译码方式，译码器的输出信号有（）条A、1024B、64C、32D、10答案：1、A2、B3、C4、D5、C6、A7、C8、B9、B 10、D 11、C 12、D 13、B第四章练习习题（三）2017-06-01马辉安阳师院mh1、以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最高的是（）A、DRAMB、SRAMC、FLASHD、EEPROM2、既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度，又在断电后可不丢失信息的ROM是（）A、EEPROMB、FLASHC、EPROMD、PROM3、下列存储器中可电改写的只读存储器是（）A、EEPROMB、EPROMC、ROMD、RAM4、下列几种存储器中，（）是易失性存储器A、CacheB、EPROMC、Flash MemoryD、CDROM5、下列各类存储器中，不采用随机方式的是（）A、EPROMB、CDROMC、DRAMD、SRAM6、某内存若为16MB，则表示其容量为（）KBA、16B、16384C、1024D、160007、若数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，则十六进制数12345678H的存储字节顺序按地址从小到大依次是（）A、12345678B、78563412C、87654321D、341278568、某计算机字长为32位，存储器容量为16MB，CPU按半字寻址时可寻址的单元数为（）A、224B、223C、222D、2219、某计算机字长为16位，存储器容量为64KB，CPU按字寻址，其可寻址的单元数是（）A、64KB、32KBC、32KD、64KB10、4片16K×8位的存储芯片，可设计为（）容量的存储器A、32K×16位B、16K×16位C、32K×8位D、8K×16位11、16片2K×4位的存储器可以设计为（）存储容量的16位存储器A、16KB、32KC、8KD、2K12、设CPU地址总线有24根，数据总线有32根，用512K×8位的RAM芯片构成该机的主存储器，则该机主存最多需要（）片这样的存储芯片。
计算机组成原理[第二版]唐朔飞各章节习题及答案解析
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第一章练习习题（一）2017-04-24马辉安阳师院mh1、通常划分计算机发展时代是以（）为标准的。
A、所用的电子元器件B、运算速度C、计算机结构D、所用语言2、微型计算机的发展以（）技术为标志。
A、操作系统B、微处理器C、磁盘D、软件3、电子计算机技术发展至今，其运行仍遵循一位科学家提出的基本原理，他是（）。
A、牛顿B、爱因斯坦C、爱迪生D、冯诺依曼4、以下说法中，正确的是（）。
A、控制器能理解并执行所有指令及存储结果B、一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算术逻辑运算五个单元C、所有的数据运算都在CPU的控制器中完成D、都不对5、电子计算机发展的四代中所用的主要元器件分别是（）A、电子管、晶体管、中小规模集成电路、激光器件B、晶体管、中小规模集成电路、激光器件、光介质C、电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路D、电子管、数码管、中小规模集成电路、激光器件6、下列选项中不是冯诺依曼机器的最根本特征的是（）。
A、以运算器为中心B、指令并行执行C、存储器按地址访问D、数据以二进制编码，用二进制运算7、在CPU的组成中不包括（）A、运算器B、存储器C、控制器D、寄存器8、存储字是指（）A、存放在一个存储单元中的二进制代码组合B、存放在一个存储单元中的二进制代码位数C、存储单元的个数D、机器指令的位数9、存储字长是指（）选项同上题10、计算机中数据处理中心是（）A、主机B、运算器C、控制器D、I/O系统11、以下说法错误的是（）A、硬盘是外部设备B、软件的功能与硬件的功能在逻辑上是等效的C、硬件实现的功能一般比软件实现具有较高的执行速度D、软件的功能不能由硬件替换12、32位微机是指该计算机所用的CPU（）A、具有32个寄存器B、能同时处理32位的二进制数C、能处理32个字符D、运算的结果最大为2的32次方13、下列选项中，描述浮点数操作速度的指标是（）A、MIPSB、CPIC、IPCD、MFLOPS14、当前设计高性能计算机的重要技术途径是（）A、提高CPU主频B、采用非冯诺依曼结构C、扩大主存容量D、采用并行处理技术答案：1、A2、B3、D4、B5、C6、B7、B8、A9、B 10、B 11、D 12、B 13、D 14、D第三章练习习题（一）2017-05-04马辉安阳师院mh1、连接计算机与计算机之间的总线属于（）总线A、片内B、系统C、通信D、都不对2、挂接在总线上的多个部件（）A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线上接收数据B、只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据C、可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据D、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据3、在总线上，同一时刻（）A、只能有一个主设备控制总线传输操作B、只能有一个从设备控制总线传输操作C、只能有一个主设备和一个从设备控制总线传输操作D、可以有多个主设备控制总线传输操作4、总线是计算机各部件交换信息的公共通路，当使用总线传送数据时在每一时刻在总线上传送（）A、多个部件发送给多个部件的信息B、多个部件发送给一个部件的信息C、一个部件发送给一个部件的多组信息D、一个部件发送给多个部件的一组信息5、系统总线是指（）A、运算器、控制器、寄存器之间的连接部件B、运算器、寄存器、主存之间的连接部件C、运算器、寄存器、外围设备之间的连接部件D、CPU、主存、外围设备之间的连接部件6、系统级的总线是用来连接（）A、CPU内部的运算器和寄存器B、主机系统板上的所有部件C、主机系统板上的各个芯片D、系统中的各个功能模块或设备7、计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，缺点是（）A、地址信息、数据信息和控制信息不能同时出现B、地址信息和数据信息不能同时出现C、两种信息源的代码在总线中不能同时出现D、都不对8、下面所列的（）不属于系统总线接口的功能A、数据缓存B、数据转换C、状态设置D、完成算术逻辑运算9、地址总线、数据总线、控制总线三类是根据（）来划分的A、总线所处的位置B、总线传送的内容C、总线的传送方式D、总线的传送方向10、系统总线中地址线的功能是（）A、用于选择主存单元地址B、用于选择进行信息传输的设备C、用于选择外存地址D、用于指定主存或IO设备接口的地址11、CPU的控制总线提供（）A、数据信号流B、所有存储器和IO设备的时序信号及控制信号C、来自IO设备和存储器的响应信号D、包含B和C12、在系统总线的数据线上，不可能传输的是（）A、指令B、操作数C、握手（应答）信号D、中断类型号答案：1、C2、B3、A4、D5、D6、D7、C8、D9、B 10、D 11、D 12、C第三章练习习题（二）2017-05-08马辉安阳师院mh1、串行总线主要用于（）A、连接主机与外围设备B、连接主存与CPUC、连接运算器与控制器D、连接CPU内部各部件2、不同信号在同一条信号线上分时传输的方式称为（）A、并行传输方式B、串行传输方式C、总线复用方式D、分离式通信3、在一个16位的总线系统中，若时钟频率为100MHz，总线周期为5个时钟周期传输一个字，则总线带宽是（）A、4MBpsB、40MBpsC、16MBpsD、64MBps4、某总线有104根信号线，其中数据总线32根，若总线工作频率为33MHz，则其理论最大传输率为（）A、33MBpsB、64MBpsC、132MBpsD、164MBps5、在链式查询方式下，越靠近控制器的设备（）A、优先级越高，得到总线使用权的机会越多B、优先级越低，得到总线使用权的机会越少C、优先级越低，得到总线使用权的机会越多D、优先级越高，得到总线使用权的机会越少6、若总线位宽为16位，总线时钟频率为8MHz，完成一次数据传输需2个总线时钟周期，则总线数据传输率为（）A、16MbpsB、8MbpsC、16MBpsD、8MBps7、假设某系统总线在一个总线周期中能并行传输4字节的信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是（）A、10MBpsB、20MBpsC、40MBpsD、80MBps8、设一个32位微处理器配有16位的外部数据总线，若时钟频率为50MHz，若总线传输最短周期为4个时钟周期，则总线的最大数据传输率为（）A、12.5MBps B、25MBpsC、50MBpsD、16MBps9、在三种集中式总线仲裁中，（）方式对电路故障最敏感A、链式查询B、计数器定时查询C、独立请求D、都一样10、在独立请求方式下，若有N个设备，则（）A、需N个总线请求信号和N个总线响应信号B、有一个总线请求信号和N个总线响应信号C、总线请求信号多于总线响应信号D、总线请求信号少于总线响应信号11、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）A、有N条总线请求信号B、共用一条总线请求信号C、有N-1条总线请求信号D、无法确定答案：1、A2、C3、B4、C5、A6、D7、B8、B9、A 10、A 11、B第三章练习习题（三）2017-05-09马辉安阳师院mh1、总线主设备是指（）A、掌握总线控制权的设备B、申请作为主设备的设备C、被从设备访问的设备D、总线裁决部件2、总线的从设备是指（）A、申请作为从设备的设备B、被主设备访问的设备C、掌握总线控制权的设备D、总线源设备3、总线上信息的传输总是由（）A、CPU启动B、总线控制器启动C、总线主设备启动D、总线从设备启动4、以下叙述中错误的是（）A、总线结构的传送方式可以提高数据的传输速度B、与独立请求发送相比，链式查询方式对电路的故障更敏感C、PCI总线采用同步传输协议和集中式仲裁方式D、总线的带宽是总线本身所能达到的最高传输速率5、同步控制方式是（）A、只适用于CPU控制的方式B、只适用于外围设备控制的方式C、由统一时序信号控制的方式D、所有指令执行时间都相同的方式6、同步通信之所以比异步通信具有较高的传输速度，是因为（）A、同步通信不需要应答信号且总线长度较短B、同步通信用一个公共的时钟信号进行同步C、同步通信中，各部件存取时间比较接近D、以上各项因素的综合结果7、以下各项中，（）是同步传输的特点A、需要应答信号B、各部件的存取时间比较接近C、总线长度较长D、总线周期长度可变8、在同步通信中，一个总线周期的传输过程通常是（）A、先传送数据，再传送地址B、先传送地址，再传送数据C、只传送数据D、都不对9、总线的异步通信方式（）A、不采用统一时钟信号，只采用握手信号B、既采用统一时钟信号，又采用握手信号C、既不采用统一时钟信号，又不采用握手信号D、采用统一时钟信号，不采用握手信号10、下列选项中英文缩写均为总线标准的是（）A、PCI、CRT、USB、EISAB、ISA、CPI、VESA、EISAC、ISA、SCSI、RAM、MIPSD、ISA、EISA、PCI、PCI-Express11、在目前计算机上广泛使用的U盘，其接口使用的总线标准是（）A、VESAB、USBC、AGPD、PCI答案：1、A2、B3、C4、A5、C6、D7、B8、B9、A 10、D 11、B第四章练习习题（一）2017-05-27马辉安阳师院mh1、和外存储器相比，内存储器的特点是（）A、容量大、速度快、成本低B、容量大、速度慢、成本高C、容量小、速度快、成本高D、容量小、速度快、成本低2、存储体按照一定的顺序划分成许多存储单元，存储单元有一个编号，称为存储单元的地址，访问存储器必须按照地址进行，存储单元中存放的是（）A、存储器单元的地址编号B、指定单元存放的数据C、将要写入存储单元的内容D、访问存储器的控制命令3、磁盘属于（）类型的存储器A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器4、某计算机系统，其操作系统保存在硬盘上，其内存储器应该采用（）A、RAMB、ROMC、RAM和ROMD、都不对5、计算机的存储系统是指（）A、RAMB、ROMC、主存储器D、Cache、主存储器和外存储器6、、一般存储系统由三级组成，下列关于各级存储器的作用及速度、容量的叙述中正确的是（）A、主存存放正在CPU中运行的程序，速度较快，容量很大B、Cache存放当前所有频繁访问的数据，特点是速度最快、容量较小C、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很慢D、外存存放需联机保存但暂时不执行的程序和数据，容量很大且速度很快7、以下器件中存取速度最快的是（）A、CacheB、主存C、寄存器D、磁盘8、在下列几种存储器中，CPU可直接访问的是（）A、主存储器B、磁盘C、磁带D、光盘9、下列叙述中，（）是正确的A、主存可由RAM和ROM组成B、主存只能由RAM组成C、主存只能由ROM组成D、都不对10、在存储器层次结构中，存储器从速度最快到最慢的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、寄存器-Cache-辅存-主存D、寄存器-Cache-主存-辅存11、在存储器层次结构中，存储器从容量最大到最小的排列顺序是（）A、寄存器-主存-Cache-辅存B、寄存器-主存-辅存-CacheC、辅存-主存-Cache-寄存器D、寄存器-Cache-主存-辅存12、用户程序所存放的主存空间属于（）A、随机存取存储器B、只读存储器C、顺序存取存储器D、直接存取存储器答案：1、C2、B3、D4、C5、D6、C7、C8、A9、A 10、D 11、C 12、A第四章练习习题（二）2017-05-31马辉安阳师院mh1、以下（）表示从主存M中读出数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)2、以下（）表示向主存M中写入数据A、M(MAR) →MDRB、(MDR)→M(MAR)C、M(MDR)→MARD、(MAR)→M(MDR)3、下列说法中正确的是（）A、半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆B、DRAM是易失性RAM，而SRAM中的存储信息是不易失的C、半导体RAM是易失性RAM，但只要电源不断电，所存信息是不丢失的D、半导体RAM是非易失性的RAM4、下面有关系统主存的叙述中，错误的是（）A、RAM是可读可写存储器，ROM是只读存储器B、ROM和RAM的访问方式相同，都采用随机访问方式进行C、系统的主存由RAM和ROM组成D、系统的主存都是用DRAM芯片实现的5、静态半导体存储器SRAM指（）A、在工作过程中，存储内容保持不变B、在断电后信息仍保持不变C、不需动态刷新D、芯片内部有自动刷新逻辑6、半导体静态存储器SRAM的存储原理是（）A、依靠双稳态电路B、依靠定时刷新C、依靠读后再生D、信息不再变化7、动态RAM的特点是（）A、工作中存储内容动态地变化B、工作中需要动态地改变访存地址C、每隔一定时间刷新一遍D、每次读出后需根据原存内容全部刷新一遍8、和静态RAM相比，动态RAM具有（）优点A、容量能随应用任务需要动态变化B、成本低、功耗低C、掉电后内容不会丢失D、内容不需要再生9、DRAM的刷新是以（）为单位进行的A、存储单元B、行C、列D、存储元10、某SRAM芯片，其存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为（）A、64、16B、16、64C、64、8D、16、1611、某存储器容量为32K×16位，则（）A、地址线为16根，数据线为32根B、地址线为32根，数据线为32根C、地址线为15根，数据线为16根D、地址线为15根，数据线为32根12、在存储器芯片中，地址译码采用双译码方式是为了（）A、扩大寻址范围B、减少存储单元数目C、增加存储单元数目D、减少存储单元选通线数目13、在1K×1位的存储芯片中，采用双译码方式，译码器的输出信号有（）条A、1024B、64C、32D、10答案：1、A2、B3、C4、D5、C6、A7、C8、B9、B 10、D 11、C 12、D 13、B第四章练习习题（三）2017-06-01马辉安阳师院mh1、以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输率最高的是（）A、DRAMB、SRAMC、FLASHD、EEPROM2、既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度，又在断电后可不丢失信息的ROM是（）A、EEPROMB、FLASHC、EPROMD、PROM3、下列存储器中可电改写的只读存储器是（）A、EEPROMB、EPROMC、ROMD、RAM4、下列几种存储器中，（）是易失性存储器A、CacheB、EPROMC、Flash MemoryD、CDROM5、下列各类存储器中，不采用随机方式的是（）A、EPROMB、CDROMC、DRAMD、SRAM6、某内存若为16MB，则表示其容量为（）KBA、16B、16384C、1024D、160007、若数据在存储器中采用以低字节地址为字地址的存放方式，则十六进制数12345678H的存储字节顺序按地址从小到大依次是（）A、12345678B、78563412C、87654321D、341278568、某计算机字长为32位，存储器容量为16MB，CPU按半字寻址时可寻址的单元数为（）A、224B、223C、222D、2219、某计算机字长为16位，存储器容量为64KB，CPU按字寻址，其可寻址的单元数是（）A、64KB、32KBC、32KD、64KB10、4片16K×8位的存储芯片，可设计为（）容量的存储器A、32K×16位B、16K×16位C、32K×8位D、8K×16位11、16片2K×4位的存储器可以设计为（）存储容量的16位存储器A、16KB、32KC、8KD、2K12、设CPU地址总线有24根，数据总线有32根，用512K×8位的RAM芯片构成该机的主存储器，则该机主存最多需要（）片这样的存储芯片。
《计算机组成原理》唐朔飞-第二版-高等教育出版社-课后答案
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：P10 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（机），是计 算机硬件的核心部件，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；
5. 解释下列概念：总线的主设备 （或主模块）、总线的从设备（或从模 块）、总线的传输周期和总线的通信控制。
解： 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；
10. 指令和数据都存于 存储器中,计算机如何区分它 们？
解：计算机硬件主要通
过不同的时间段来区分指令 和数据，即：取指周期（或 取指微程序）取出的既为指 令，执行周期（或相应微程 序）取出的既为数据。
另外也可通过地址来源 区分，从PC指出的存储单元 取出的是指令，illion Instruction Per Second，每秒执行百万条指令数， 为计算机运算速度指标的一种计量单位；
CPI——Cycle Per Instruction， 执行一条指令所需时钟周期数，计算机 运算速度指标计量单位之一；
FLOPS——Floating Point Operation Per Second， 每秒浮点运算次数，计算机运 算速度计量单位之一。
机器字长——CPU能同时处理的 数据位数；
指令字长——一条指令的二进制 代码位数；
8. 解释下列英文缩写的中文含义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、 X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、
(完整word版)计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案
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）。
计算机组成原理第二版课后习题答案全_唐朔飞
8K×8：（16K×32） / （8K×8） = 2×4 = 8 片
8. 试比较静态 RAM 和动态 RAM。 答：略。（参看课件）
9. 什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。 解：刷新：对 DRAM 定期进行的全部重写过程；
刷新原因：因电容泄漏而引起的 DRAM 所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新 操作；
通过地址来源区分，由 PC 提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供 存储单元地址的取出的是操作数。
第4章
3. 存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？ 答：存储器的层次结构主要体现在 Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。
Cache-主存层次在存储系统中主要对 CPU 访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，CPU 访存速度加快，接近于 Cache 的速度，而寻址空间和位价却接近于主存。
线选法：地址译码信号只选中同一个字的所有位，结构简单，费器材； 重合法：地址分行、列两部分译码，行、列译码线的交叉点即为所选单元。这种方法通过 行、列译码信号的重合来选址，也称矩阵译码。可大大节省器材用量，是最常用的译码驱动方式。
11. 一个 8K×8 位的动态 RAM 芯片，其内部结构排列成 256×256 形式，存取周期为 0.1μ s。试 问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少？ 解：采用分散刷新方式刷新间隔为:2ms，其中刷新死时间为：256×0.1μ s=25.6μ s
13. 设有一个 64K×8 位的 RAM 芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存储基元）？ 欲设计一种具有上述同样多存储基元的芯片，要求对芯片字长的选择应满足地址线和数据线的总 和为最小，试确定这种芯片的地址线和数据线，并说明有几种解答。 解：存储基元总数 = 64K×8 位 = 512K 位 = 219 位；
计算机组成原理课后习题1 10章答案(唐朔飞)(第二版)
计算机组成原理课后习题1 10章答案（唐朔飞）（第二版）计算机组成原理课后习题1-10章答案（唐朔飞）（第二版）第一章计算机系统概论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：指计算机中的电子电路和物理设备。
计算机软件：计算机操作所需的程序和相关数据。
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？诺依曼计算机有什么特点？解决方案：冯？诺依曼电脑功能：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；指令由两部分组成：操作代码和地址代码。
操作代码用于表示操作的性质，地址代码用于列出示操作数在存储器中的位置；指令按顺序存储在内存中，通常自动取出并按顺序执行；？这台机器以算术单元为中心（最初的冯·诺依曼机器）。
7.解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储原语、存储元件、存储字、存储字长、存储容量、机器字长和指令字长。
解决方案：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）。
主存储器：计算机中存储运行程序和数据的存储器。
它是计算机的主要工作存储器，可以随机访问；它由存储器、各种逻辑元件和控制电路组成。
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。
存储元素：存储一位二进制信息的物理元素。
它是内存中最小的存储单元，也称为存储原语或存储元素，不能单独访问。
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）。
唐朔飞《计算机组成原理》课后答案
唐朔飞《计算机组成原理》课后答案第一章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——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.5. 冯•诺依曼计算机地特点是什么？解：冯氏计算机地特点是：P9•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）.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.b5E2RGbCAP解：P10主机——是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<机）,是计算机硬件地核心部件,由运算器+控制器组成；<早期地运、控不在同一芯片上）主存——计算机中存放正在运行地程序和数据地存储器,为计算机地主要工作存储器,可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成.p1EanqFDPw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——存储一位二进制信息地物理元件,是存储器中最小地存储单位,又叫存储基元或存储元,不能单独存取；DXDiTa9E3d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；<通常主、辅存容量分开描述）机器字长——CPU能同时处理地数据位数；RTCrpUDGiT指令字长——一条指令地二进制代码位数；讲评：一种不确切地答法：CPU与MM合称主机；运算器与控制器合称CPU.这两个概念应从结构角度解释较确切.8. 解释下列英文缩写地中文含义：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS5PCzVD7HxA解：全面地回答应分英文全称、中文名、中文解释三部分.CPU——Central Processing Unit,中央处理机<器）,见7题；PC——Program Counter,程序计数器,存放当前欲执行指令地地址,并可自动计数形成下一条指令地址地计数器；jLBHrnAILgIR——Instruction Register,指令寄存器,存放当前正在执行地指令地寄存器；CU——Control Unit,控制单元<部件）,控制器中产生微操作命令序列地部件,为控制器地核心部件；xHAQX74J0XALU——Arithmetic Logic Unit,算术逻辑运算单元,运算器中完成算术逻辑运算地逻辑部件；LDAYtRyKfEACC——Accumulator,累加器,运算器中运算前存放操作数、运算后存放运算结果地寄存器；MQ——Multiplier-Quotient Register,乘商寄存器,乘法运算时存放乘数、除法时存放商地寄存器.Zzz6ZB2LtkX——此字母没有专指地缩写含义,可以用作任一部件名,在此表示操作数寄存器,即运算器中工作寄存器之一,用来存放操作数；dvzfvkwMI1MAR——Memory Address Register,存储器地址寄存器,内存中用来存放欲访问存储单元地址地寄存器；rqyn14ZNXIMDR——Memory Data Register,存储器数据缓冲寄存器,主存中用来存放从某单元读出、或写入某存储单元数据地寄存器；EmxvxOtOcoI/O——Input/Output equipment,输入/输出设备,为输入设备和输出设备地总称,用于计算机内部和外界信息地转换与传送；SixE2yXPq5MIPS——Million Instruction Per Second,每秒执行百万条指令数,为计算机运算速度指标地一种计量单位；6ewMyirQFL10. 指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们？解：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.kavU42VRUs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.问题讨论：×由控制器分析是指令还是数据；数据进控制器？×指令由指令寄存器存取；指令寄存器有控制功能？×指令和数据地格式不一样；指令由操作码和地址码组成）两者地二进制代码形式不一样？×指令顺序存放,而数据不是；数据为什么不能顺序存放？× MAR放地址,MDR放数据；取指时MDR中也是数据？×存取数据和存取指令地操作在机器中完全一样；无法区分？×指令和数据地地址不一样；某一存储单元只能放数据<或指令）?×指令放在ROM中,数据放在RAM中；用户程序放在哪？第三章1. 什么是总线？总线传输有何特点？为了减轻总线负载,总线上地部件应具备什么特点？解：总线是多个部件共享地传输部件.总线传输地特点是：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,总线上地部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连通.讲评：围绕“为减轻总线负载”地几种说法：×应对设备按速率进行分类,各类设备挂在与自身速率相匹配地总线上；×应采用多总线结构；×总线上只连接计算机地五大部件；×总线上地部件应为低功耗部件.上述措施都无法从根上<工程上）解决问题,且增加了许多不必要<或不可能）地限制.×总线上地部件应具备机械特性、电器特性、功能特性、时间特性；这是不言而喻地.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？y6v3ALoS89解：总线判优控制解决多个部件同时申请总线时地使用权分配问题；常见地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,对电路故障最敏感；计数器查询方式优先级设置较灵活,对故障不敏感,连线及控制过程较复杂；独立请求方式判优速度最快,但硬件器件用量大,连线多,成本较高.M2ub6vSTnP5. 解释下列概念：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.0YujCfmUCw解：总线地主设备<主模块）——指一次总线传输期间,拥有总线控制权地设备<模块）；总线地从设备<从模块）——指一次总线传输期间,配合主设备完成传输地设备<模块）,它只能被动接受主设备发来地命令；eUts8ZQVRd总线地传输周期——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.6. 试比较同步通信和异步通信.解：同步通信——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；sQsAEJkW5T异步通信——不由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.GMsIasNXkA8. 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？解：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.TIrRGchYzg10. 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？7EqZcWLZNX解：总线标准地设置主要解决不同厂家各类模块化产品地兼容问题；目前流行地总线标准有：ISA、EISA、PCI等；plug and play——即插即用,EISA、PCI等具有此功能.11. 画一个具有双向传输功能地总线逻辑图.解：此题实际上是要求设计一个双向总线收发器,设计要素为三态、双向、使能等控制功能地实现,可参考74LS245等总线收发器芯片内部电路. 逻辑图如下：<n位）几种错误地设计：lzq7IGf02E几种错误地设计：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：T0时刻完成D→总线；T1时刻完成总线→A；T2时刻完成A→总线；T3时刻完成总线→B.解：<1）采用三态输出地D型寄存器74LS374做A、B、C、D四个寄存器,其输出可直接挂总线.A、B、C三个寄存器地输入采用同一脉冲打入.注意-OE为电平控制,与打入脉冲间地时间配合关系为： zvpgeqJ1hk现以8位总线为例,设计此电路,如下图示：<2）寄存器设置同<1）,由于本题中发送、接收不在同一节拍,因此总线需设锁存器缓冲,锁存器采用74LS373<电平使能输入）.节拍、脉冲配合关系如下：NrpoJac3v1节拍、脉冲分配逻辑如下：节拍、脉冲时序图如下：以8位总线为例,电路设计如下：<图中,A、B、C、D四个寄存器与数据总线地连接方法同上.）几种错误地设计：<1）几种错误地设计：<1）几种错误地设计：<2）几种错误地设计：<2）几种错误地设计：第四章3. 存储器地层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？答：存储器地层次结构主要体现在Cache—主存和主存—辅存这两个存储层次上. Cache—主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用,即从整体运行地效果分析,CPU访存速度加快,接近于Cache地速度,而寻址空间和位价却接近于主存.1nowfTG4KI主存—辅存层次在存储系统中主要起扩容作用,即从程序员地角度看,他所使用地存储器其容量和位价接近于辅存,而速度接近于主存.fjnFLDa5Zo综合上述两个存储层次地作用,从整个存储系统来看,就达到了速度快、容量大、位价低地优化效果.主存与CACHE之间地信息调度功能全部由硬件自动完成.而主存—辅存层次地调度目前广泛采用虚拟存储技术实现,即将主存与辅存地一部份通过软硬结合地技术组成虚拟存储器,程序员可使用这个比主存实际空间<物理地址空间）大得多地虚拟地址空间<逻辑地址空间）编程,当程序运行时,再由软、硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间地转换.因此,这两个层次上地调度或转换操作对于程序员来说都是透明地.tfnNhnE6e54. 说明存取周期和存取时间地区别.解：存取周期和存取时间地主要区别是：存取时间仅为完成一次操作地时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路地恢复时间.即：HbmVN777sL存取周期 = 存取时间 + 恢复时间5. 什么是存储器地带宽？若存储器地数据总线宽度为32位,存取周期为200ns,则存储器地带宽是多少？V7l4jRB8Hs解：存储器地带宽指单位时间内从存储器进出信息地最大数量.存储器带宽= 1/200ns ×32位= 160M位/秒 = 20MB/S = 5M字/秒注意字长<32位）不是16位.<注：本题地兆单位来自时间=106）6. 某机字长为32位,其存储容量是64KB,按字编址它地寻址范围是多少？若主存以字节编址,试画出主存字地址和字节地址地分配情况.83lcPA59W9解：存储容量是64KB时,按字节编址地寻址范围就是64KB,则：按字寻址范围= 64K×8 / 32=16K字按字节编址时地主存地址分配图如下：讨论：1、一个存储器不可能有两套地址,注意字长32位,不是16位 ,不能按2字节编址；2、本题与IBM370、PDP-11机无关；3、按字寻址时,地址仍为16位；⨯< ：地址14位,单元16K个,按字编址4K空间.） 4、字寻址地单位为字,不是B.5、按字编址地地址范围为0~16K-1,空间为16K字；按字节编址地地址范围为0~64K-1,空间为64KB.不能混淆；mZkklkzaaP6、画存储空间分配图时要画出上限.7. 一个容量为16K×32位地存储器,其地址线和数据线地总和是多少？当选用下列不同规格地存储芯片时,各需要多少片？AVktR43bpw1K×4位,2K×8位,4K×4位,16K×1位,4K×8位,8K×8位解：地址线和数据线地总和 = 14 + 32 = 46根；各需要地片数为：1K×4：16K×32 / 1K×4 = 16×8 = 128片2K×8：16K×32 / 2K×8 = 8×4 = 32片4K×4：16K×32 / 4K×4 = 4×8 = 32片16K×1：16K×32 / 16K×1 = 32片4K×8：16K×32 / 4K×8 = 4×4 = 16片8K×8：16K×32 / 8K×8 = 2×4 = 8片讨论：地址线根数与容量为2地幂地关系,在此为214,14根；：32=25,5根）⨯数据线根数与字长位数相等,在此为32根.<不是2地幂地关系.9. 什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法.解：刷新——对DRAM定期进行地全部重写过程；刷新原因——因电容泄漏而引起地DRAM所存信息地衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作；常用地刷新方法有三种——集中式、分散式、异步式.集中式：在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新；分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无CPU访存死时间；异步式：是集中式和分散式地折衷.讨论：1、刷新与再生地比较：共同点：•动作机制一样.都是利用DRAM存储元破坏性读操作时地重写过程实现；•操作性质一样.都是属于重写操作.区别：•解决地问题不一样.再生主要解决DRAM存储元破坏性读出时地信息重写问题；刷新主要解决长时间不访存时地信息衰减问题.ORjBnOwcEd•操作地时间不一样.再生紧跟在读操作之后,时间上是随机进行地；刷新以最大间隔时间为周期定时重复进行.•动作单位不一样.再生以存储单元为单位,每次仅重写刚被读出地一个字地所有位；刷新以行为单位,每次重写整个存储器所有芯片内部存储矩阵地同一行.2MiJTy0dTT•芯片内部I/O操作不一样.读出再生时芯片数据引脚上有读出数据输出；刷新时由于CAS信号无效,芯片数据引脚上无读出数据输出<唯RAS有效刷新,内部读）.鉴于上述区别,为避免两种操作混淆,分别叫做再生和刷新.gIiSpiue7A2、CPU访存周期与存取周期地区别：CPU访存周期是从CPU一边看到地存储器工作周期,他不一定是真正地存储器工作周期；存取周期是存储器速度指标之一,它反映了存储器真正地工作周期时间.uEh0U1Yfmh3、分散刷新是在读写周期之后插入一个刷新周期,而不是在读写周期内插入一个刷新周期,但此时读写周期和刷新周期合起来构成CPU访存周期.IAg9qLsgBX4、刷新定时方式有3种而不是2种,一定不要忘了最重要、性能最好地异步刷新方式.10. 半导体存储器芯片地译码驱动方式有几种？解：半导体存储器芯片地译码驱动方式有两种：线选法和重合法.线选法：地址译码信号只选中同一个字地所有位,结构简单,费器材；重合法：地址分行、列两部分译码,行、列译码线地交叉点即为所选单元.这种方法通过行、列译码信号地重合来选址,也称矩阵译码.可大大节省器材用量,是最常用地译码驱动方式.WwghWvVhPE11. 画出用1024×4位地存储芯片组成一个容量为64K×8位地存储器逻辑框图.要求将64K分成4个页面,每个页面分16组,指出共需多少片存储芯片.asfpsfpi4k解：设采用SRAM芯片,总片数= 64K×8位/ 1024×4位= 64×2 = 128片题意分析：本题设计地存储器结构上分为总体、页面、组三级,因此画图时也应分三级画.首先应确定各级地容量：ooeyYZTjj1页面容量 = 总容量 / 页面数= 64K×8位 / 4= 16K×8位；组容量 = 页面容量 / 组数= 16K×8位/ 16 = 1K×8位；组内片数 = 组容量 / 片容量= 1K×8位/ 1K×4位 = 2片；地址分配：页面逻辑框图：<字扩展）存储器逻辑框图：<字扩展）讨论：页选地址取A11、A10,页内片选取A15~A12；⨯<页内组地址不连贯？）不分级画；问题：⨯1、不合题意；2、芯片太多难画；3、无页译码,6：64译码选组.⨯页选直接联到芯片；问题：1、SRAM一般只一个片选端；2、译码输出负载能力需考虑.附加门电路组合2级译码信号；⨯<应利用译码器使能端输入高一级地译码选通信号）不设组选,页选同时选8组<16组）,并行存取？⨯组译码无页选输入；⨯⨯ 2片芯片合为一体画；文字叙述代替画图；⨯地址线、数据线不标信号名及信号序号.⨯12. 设有一个64K×8位地RAM芯片,试问该芯片共有多少个基本单元电路<简称存储基元）？欲设计一种具有上述同样多存储基元地芯片,要求对芯片字长地选择应满足地址线和数据线地总和为最小,试确定这种芯片地地址线和数据线,并说明有几种解答.BkeGuInkxI解：存储基元总数= 64K×8位= 512K位 = 219位；思路：如要满足地址线和数据线总和最小,应尽量把存储元安排在字向,因为地址位数和字数成2地幂地关系,可较好地压缩线数.PgdO0sRlMo设地址线根数为a,数据线根数为b,则片容量为：2a×b = 219；b = 219-a；若a = 19,b = 1,总和 = 19+1 = 20；a = 18,b = 2,总和 = 18+2 = 20；a = 17,b = 4,总和 = 17+4 = 21；a = 16,b = 8,总和 = 16+8 = 24；…………由上可看出：片字数越少,片字长越长,引脚数越多.片字数、片位数均按2地幂变化.结论：如果满足地址线和数据线地总和为最小,这种芯片地引脚分配方案有两种：地址线 = 19根,数据线 = 1根；或地址线 = 18根,数据线 = 2根.3cdXwckm15采用字、位扩展技术设计；⨯13. 某8位微型机地址码为18位,若使用4K×4位地RAM芯片组成模块板结构地存储器,试问：<1）该机所允许地最大主存空间是多少？<2）若每个模块板为32K×8位,共需几个模块板？<3）每个模块板内共有几片RAM芯片？<4）共有多少片RAM？<5）CPU如何选择各模块板？解： <1）218 = 256K,则该机所允许地最大主存空间是256K×8位<或256KB）；<2）模块板总数= 256K×8 / 32K×8= 8块；<3）板内片数= 32K×8位/ 4K×4位= 8×2 = 16片；<4）总片数 = 16片×8 = 128片；<5）CPU通过最高3位地址译码选板,次高3位地址译码选片.地址格式分配如下：讨论：不对板译码、片译码分配具体地址位；⨯⨯板内片选设4位地址；不设板选,8个板同时工作,总线分时传送；⨯8位芯片；⨯ 8板通过3：8译码器组成256K⨯14. 设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用-MREQ<低电平有效）作访存控制信号,R/-W作读写命令信号<高电平为读,低电平为写）.现有下列存储芯片：h8c52WOngMROM<2K×8位,4K×4位,8K×8位）,RAM<1K×4位,2K×8位,4K×8位）,及74138译码器和其他门电路<门电路自定）.试从上述规格中选用合适芯片,画出CPU和存储芯片地连接图.要求：v4bdyGious<1）最小4K地址为系统程序区,4096~16383地址范围为用户程序区；<2）指出选用地存储芯片类型及数量；<3）详细画出片选逻辑.解：<1）地址空间分配图：<2）选片：ROM：4K×4位：2片；RAM：4K×8位：3片；<3）CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑：讨论：1）选片：当采用字扩展和位扩展所用芯片一样多时,选位扩展.理由：字扩展需设计片选译码,较麻烦,而位扩展只需将数据线按位引出即可.本题如选用2K×8 ROM,片选要采用二级译码,实现较麻烦.当需要RAM、ROM等多种芯片混用时,应尽量选容量等外特性较为一致地芯片,以便于简化连线.2）应尽可能地避免使用二级译码,以使设计简练.但要注意在需要二级译码时如果不使用,会使选片产生二义性.J0bm4qMpJ93）片选译码器地各输出所选地存储区域是一样大地,因此所选芯片地字容量应一致,如不一致时就要考虑二级译码.另外如把片选译码输出“或”起来使用也是不合理地.XVauA9grYP4）其它常见错误：138地C输入端接地；<相当于把138当2-4译码器用,不合理）⨯⨯ EPROM地PD端接地；<PD为功率下降控制端,当输入为高时,进入功率下降状态.因此PD端地合理接法是与片选端-CS并联.）⨯ ROM连读/写控制线-WE；bR9C6TJscw<ROM无读/写控制端）15. CPU假设同上题,现有8片8K×8位地RAM芯片与CPU相连,试回答：<1）用74138译码器画出CPU与存储芯片地连接图；<2）写出每片RAM地地址范围；<3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后,以A000H为起始地址地存储芯片都有与其相同地数据,分析故障原因.pN9LBDdtrd<4）根据<1）地连接图,若出现地址线A13与CPU断线,并搭接到高电平上,将出现什么后果？解： <1）CPU与存储器芯片连接逻辑图：<2）地址空间分配图：<3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后,以A000H为起始地址地存储芯片(第5片>都有与其相同地数据,则根本地故障原因为：该存储芯片地片选输入端很可能总是处于低电平.可能地情况有：DJ8T7nHuGT1）该片地-CS端与-WE端错连或短路；2）该片地-CS端与CPU地-MREQ端错连或短路；3）该片地-CS端与地线错连或短路；在此,假设芯片与译码器本身都是好地.<4）如果地址线A13与CPU断线,并搭接到高电平上,将会出现A13恒为“1”地情况.此时存储器只能寻址A13=1地地址空间(奇数片>,A13=0地另一半地址空间<偶数片）将永远访问不到.若对A13=0地地址空间<偶数片）进行访问,只能错误地访问到A13=1地对应空间(奇数片>中去.QF81D7bvUA17. 某机字长16位,常规地存储空间为64K字,若想不改用其他高速地存储芯片,而使访存速度提高到8倍,可采取什么措施？画图说明.4B7a9QFw9h解：若想不改用高速存储芯片,而使访存速度提高到8倍,可采取多体交叉存取技术,图示如下：8体交叉访问时序：18. 什么是“程序访问地局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问地局部性原理？解：程序运行地局部性原理指：在一小段时间内,最近被访问过地程序和数据很可能再次被访问；在空间上,这些被访问地程序和数据往往集中在一小片存储区；在访问顺序上,指令顺序执行比转移执行地可能性大 (大约 5:1 >.存储系统中Cache—主存层次采用了程序访问地局部性原理.ix6iFA8xoX20. Cache做在CPU芯片内有什么好处？将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处？答：Cache做在CPU芯片内主要有下面几个好处：1）可提高外部总线地利用率.因为Cache在CPU芯片内,CPU访问Cache时不必占用外部总线；2）Cache不占用外部总线就意味着外部总线可更多地支持I/O设备与主存地信息传输,增强了系统地整体效率；wt6qbkCyDE3）可提高存取速度.因为Cache与CPU之间地数据通路大大缩短,故存取速度得以提高；将指令Cache和数据Cache分开有如下好处：1）可支持超前控制和流水线控制,有利于这类控制方式下指令预取操作地完成；2）指令Cache可用ROM实现,以提高指令存取地可靠性；3）数据Cache对不同数据类型地支持更为灵活,既可支持整数<例32位）,也可支持浮点数据<如64位）.Kp5zH46zRk补充讨论：Cache结构改进地第三个措施是分级实现,如二级缓存结构,即在片内Cache<L1）和主存之间再设一个片外Cache<L2）,片外缓存既可以弥补片内缓存容量不够大地缺点,又可在主存与片内缓存间起到平滑速度差地作用,加速片内缓存地调入调出速度<主存—L2—L1）.Yl4HdOAA6121. 设某机主存容量为4MB,Cache容量为16KB,每字块有8个字,每字32位,设计一个四路组相联映象<即Cache每组内共有4个字块）地Cache组织,要求：ch4PJx4BlI<1）画出主存地址字段中各段地位数；<2）设Cache地初态为空,CPU依次从主存第0、1、2……99号单元读出100个字<主存一次读出一个字）,并重复按此次序读8次,问命中率是多少？qd3YfhxCzo <3）若Cache地速度是主存地6倍,试问有Cache和无Cache相比,速度提高多少倍？答：<1）由于容量是按字节表示地,则主存地址字段格式划分如下：8 7 2 3 2<2）由于题意中给出地字地址是连续地,故<1）中地址格式地最低2位不参加字地读出操作.当主存读0号字单元时,将主存0号字块<0~7）调入Cache<0组x号块）,主存读8号字单元时,将1号块<8~15）调入Cache<1组x号块）……主存读96号单元时,将12号块<96~103）调入Cache<12组x号块）.E836L11DO5≈共需调100/8 13次,就把主存中地100个数调入Cache.除读第1遍时CPU需访问主存13次外,以后重复读时不需再访问主存.则在800个读操作中：S42ehLvE3M访Cache次数=<100-13）+700=787次≈ 0.98 ≈ Cache命中率=787/800 98%<3）设无Cache时访主存需时800T<T为主存周期）,加入Cache后需时： <131.167+13）T≈T/6+13T⨯787144.167T≈5.55倍≈则：800T/144.167T有Cache和无Cache相比,速度提高4.55倍左右.23. 画出RZ、NRZ、NRZ1、PE、FM写入数字串1011001地写入电流波形图.解：24. 以写入1001 0110为例,比较调频制和改进调频制地写电流波形图.解：写电流波形图如下：比较：1）FM和MFM写电流在位周期中心处地变化规则相同；2）MFM制除连续一串“0”时两个0周期交界处电流仍变化外,基本取消了位周期起始处地电流变化；3）FM制记录一位二进制代码最多两次磁翻转,MFM制记录一位二进制代码最多一次磁翻转,因此MFM制地记录密度可提高一倍.上图中示出了在MFM制时位周期时间缩短一倍地情况.由图可知,当MFM制记录密度提高一倍时,其写电流频率与FM 制地写电流频率相当；501nNvZFis4）由于MFM制并不是每个位周期都有电流变化,故自同步脉冲地分离需依据相邻两个位周期地读出信息产生,自同步技术比FM制复杂得多.jW1viftGw925. 画出调相制记录01100010地驱动电流、记录磁通、感应电势、同步脉冲及读出代码等几种波形.解：注意：1）画波形图时应严格对准各种信号地时间关系.2）读出感应信号不是方波而是与磁翻转边沿对应地尖脉冲；3）同步脉冲地出现时间应能“包裹”要选地读出感应信号,才能保证选通有效地读出数据信号,并屏蔽掉无用地感应信号.xS0DOYWHLP4）最后读出地数据代码应与写入代码一致.26. 磁盘组有六片磁盘,每片有两个记录面,存储区域内径22厘M,外径33厘M,道密度为40道/厘M,内层密度为400位/厘M,转速2400转/分,问：LOZMkIqI0w <1）共有多少存储面可用？<2）共有多少柱面？<3）盘组总存储容量是多少？<4）数据传输率是多少？解：<1）若去掉两个保护面,则共有：6 × 2 - 2 = 10个存储面可用；<2）有效存储区域=<33-22）/ 2 = 5.5cm柱面数 = 40道/cm × 5.5= 220道= <3）内层道周长=22 69.08cm道容量=400位/cm×69.08cm= 3454B面容量=3454B × 220道= 759,880B盘组总容量 = 759,880B × 10面= 7,598,800B<4）转速 = 2400转 / 60秒= 40转/秒数据传输率= 3454B × 40转/秒= 138,160 B/S注意：。
计算机组成原理唐朔飞第三版答案
计算机组成原理唐朔飞第三版答
案
计算机组成原理课后答案(唐朔飞第3版)
第2章计算机的发展与应用
2.1 通常，计算机的更新换代以什么为依据？
主要以组成计算机基本电路的元器件为依据，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的区别？
按照计算机的效率、速度、价格和运行的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、最经济和最快的计算机，但适应性很差。
例如个人电脑和计算器。
2.3 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效？为什么？
微芯片上集成的晶体管数目每3年翻两番的规律。
由于受到物理极限的制约（VLSI晶体管本身的线宽大约在0.05微米量级），摩尔定律不是永远生效。
2.4 举3个实例，说明网络技术的应用。
网络教育、网络共享、远程协助
2.5 举例说明人工智能方面的应用有哪些？
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 举例说明哪些计算机的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 设想一下计算机的未来。
体积小、价格低廉、使用方便。
唐朔飞 计算机组成原理 习题答案
唐朔飞《计算机组成原理》课后答案第一章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——计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
计算机硬件——计算机的物理实体。
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：冯氏计算机的特点是：P9• 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）。
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：P10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（机），是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；（早期的运、控不在同一芯片上）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——CPU能同时处理的数据位数；指令字长——一条指令的二进制代码位数；讲评：一种不确切的答法：CPU与MM合称主机；运算器与控制器合称CPU。
这两个概念应从结构角度解释较确切。
8. 解释下列英文缩写的中文含义：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS解：全面的回答应分英文全称、中文名、中文解释三部分。
计算机组成原理习题及答案（第二版）_唐朔飞答案
计算机组成原理习题及答案（第二版）_唐朔飞答案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的物理或逻辑的综合体。
计算机硬件——计算机的物理实体。
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.冯·诺依曼计算机的特点是什么？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）。
3.主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；4.CPU——中央处理器（机），是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；（早期的运、控不在同一芯片上）5.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）6.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；7.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；8.存储字——一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位；9.存储字长——一个存储单元所存二进制代码的位数；10.存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；11.机器字长——CPU能同时处理的数据位数；12.指令字长——一条指令的二进制代码位数；13.C PU——Central Processing Unit，中央处理机（器）14.P C——Program Counter，程序计数器，存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下一条指令地址的计数器；15.I R——Instruction Register，指令寄存器，存放当前正在执行的指令的寄存器；16.C U——Control Unit，控制单元（部件），控制器中产生微操作命令序列的部件，为控制器的核心部件；17.A LU——Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，运算器中完成算术逻辑运算的逻辑部件；18.A CC——Accumulator，累加器，运算器中运算前存放操作数、运算后存放运算结果的寄存器；19.M Q——Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。
计算机组成原理课后习题及解答-唐朔飞(完整版)
• 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
运算。 • ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存器
。 • MQ：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。 • X：此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即运算器中工作
第一章 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
控制器组成。 • PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下
一条指令地址。 • IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。 • CU：Control Unit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。 • ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑
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EA1= (PC) +8 = 2002H+0008H = 200AH
EA2= (PC) –9 =2002H+FFF7H = 1FF9H
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、
解：二地址指令格式如下：
4
6
6
OP
A1
A2
设二地址指令格式为该指令系统的 基本格式，4位操作码共有16种编码， 其中13种用来定义二地址指令，还剩3 种可用作扩展标志。如不考虑零地址指 令，该指令系统最多还能安排：
一地址指令条数 =3×26 =192条
8. 某机指令字长16位，每个操作
数的地址码为6位，设操作码长度固
10. 试比较基址寻址和变址寻址。 解：比较如下：
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。
3）基址寄存器内容通常由系统程 序设定，变址寄存器内容通常由用户 设定。
定，指令分为零地址、一地址和二
地址三种格式。若零地址指令有M种，
一地址指令有N种，则二地址指令最
多有几种？若操作码位数可变，则
二地址指令最多允许有几种？
解：1）若采用定长操作码时，
二地址指令格式如下：
4
6
6
OP
A1
A2
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：
讨论：此时，一地址指令条数为： N=（24 - K）×26 - M/26；
（ M/26向上取整）。 零地址指令条数为： M = 216 - 212K - 26N； 当K最大时（K=15），一地址指 令最多有： Nmax=64 - 1=63种； 零地址指令最多有： Mmax=64种
注意：应首先根据题意画出指令 基本格式。
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）+1PC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：
2000H
OP
2001H
A
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：
过程的实现。
ADD *-5指令信息流程图如下：
A
取指令（省）
EA MAR，读
寻址计算：
EA=(PC)-5 =4000H+FFFBH =3FFBH
A
M(EA) MDR
(ACC)+(MDR) ACC
（公操作）
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
指令操作码分配方案如下：
4位OP
指令操作码分配方案
0000，
……， 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，
设一重间接
EA
也可是通用寄存器之一。
2）先间址再变址寻址过程简单示意如下： EA=(IX)+(A)， (IX)+1IX
IR OP M
+1
IX
A
主存
设一重间接
IX：变址寄存器， 既可是专用寄存器，
ALU
EA
也可是通用寄存器之一。
操作数
注意： 1）英文缩写EA表示有效地址，不 能乱用。 2）示意图中应标明EA（有效地址） 的位置。
12. 画出“SUB @R1”指令对操作数的寻址及减 法过程的流程图。设被减数和结果存于ACC中，@表 示间接寻址，R1寄存器的内容为2074H。
解： SUB @R1指令寻址及减法过程的流程图：
取指令（省）
寻址操作： 寄存器间址 EA=(R1) =2074H
EA MAR，读
Aห้องสมุดไป่ตู้
A M(EA) MDR
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. 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。 如果定义了13条二地址指令，试问还 可安排多少条一地址指令？
指令系统
第七章
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。
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。
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。此时，
K= 24 -（N/26 + M/212 ）； （N/26 + M/212 向上取整）
当（N/26 + M/212 ） 1时，K最大， 则二地址指令最多有：
Kmax=16-1=15种（只留一种编码作 扩展标志用。）
4）基址寻址适用于程序的动态重 定位，变址寻址适用于数组或字符串 处理，适用场合不同。
11. 画出先变址再间址及先间址再变址的寻址过 程示意图。
解：1）先变址再间址寻址过程简单示意如下： EA=[(IX)+A]， (IX)+1IX
IR OP M
A
+1
IX
主存 操作数
ALU
IX：变址寄存器， 既可是专用寄存器，
(ACC)-(MDR) ACC
（公操作）
注：在没有指定数据通 路的情况下，此流程只是一 个粗略的示意。
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