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。
答：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．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？
答：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．数字计算机有哪些主要应用？
答：数字计算机的主要应用有：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．冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它由哪些主要组成部分？
答：冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是存储程序并按地址顺序执行，它由运算器，控制器，存储器，接口及I/O设备组成。
5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字，什么是地址字？
答：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。
6．什么是指令？什么是程序？
答：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．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？
答：计算机可以从时间和空间两方面来区分指令和数据，在时间上，取指周期从内存中取出的是指令，而执行周期从内存取出或往内存中写入的是数据，在空间上，从内存中取出指令送控制器，而执行周期从内存从取的数据送运算器、往内存写入的数据也是来自于运算器。
8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。
答：内存是指计算机内的半导体存储器，包括ROM和RAM。ROM用来存放监控程序和一些不变的数据表格，RAM存放正运算的程序和正在处理的数据，外存通常指的是磁盘、磁带、光盘存储器等，用于存放暂不运行的程序和暂不处理的数据。CPU是运算器和控制器的合称，适配器是指连接主机与外设一个中间电路，也叫接口，其作用相当于一个转换器，保证外设用与主机要求相适应的形式发送和接收信息。
9．计算机的系统软件包括哪几类？说明它们的用途。
答：计算机的软件包括系统软件和应用软件。系统软件用来简化程序设计，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及用途。它可分为四类：（1）各种服务性程序，如诊数据程序、排错程序、练习程序等；（2）语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序等；（3）操作系统程序；（4）数据库管理系统（DBMS）。而应用软件是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序，如工程设计程序，数据加工程序，自动控制程序，企业管理程序、情报检索程序、科学计算程序等等。
10．说明软件发展的演变过程。
答：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。11．现代计算机系统如何进行多级划分？这种分级观点对计算机设计会产生什么影响?
答：现代计算机系统可分为五个层次，第一级是微程序设计级；第二级是一般机器级；第三级是操作系统级；第四级是汇编语言级；第五级是高级语言级。其中前二级是硬件系统、后两级是软件系统对硬件系统的功能扩展，第三级是可以说是软件与硬件的一个交界面。这种分级不是绝对的，也不是惟一的，比如随着大规模集成电路和固件的发展，硬件的功能在不断往上层延伸。而且，不同的硬件结构，其层次也不同，如硬布线控制器的计算机，就没有微程序级。
12．为什么软件能够转化为硬件？硬件能够转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？
答：随着大规模集成电路和计算机系统结构的发展，实体硬件机的功能范围不断从一、二级向三、四级扩展，原因有：
(1)容量大、价格低、体积小、可改写的只读存储器提供了软件固化的良好物质基础，固件即固化的软件，从功能上讲是软件，从形态上看又是硬件。
(2)在一片硅单晶芯片上制作复杂的逻辑电路已实际可行，这又为扩大指令功能提供了相应的技术手段，而且成本降低使实用成为可能。
因此，传统的软件今后有可能“固化”甚至“硬化”而变成硬件，而在不追求高速处理时为了降低硬件成本，也可以用软件来模拟硬件的功能。
13．“计算机应用”与“应用计算机”在概念上等价吗？用学科角度和计算机系统的层次结构来说明你的观点。
答：计算机应用是一个学科的名词，它包含计算机网络、信息管理、数据库技术、人工智能、计算机辅助设计等多个领域，而应用计算机，从计算机层次结构的角度来看，不同的应用者，应用的方法和目标是不同的，如CPU的设计者是在微程序级应用计算机，目的是要后面的应用者提供功能强大的指令系统、而操作系统的设计者是在汇编语言级应用计算机，目的是扩展硬件功能，为后面的应用者提供良好的操作环境和手段。
第二章运算方法和运算器
1．写出下列各数的原码、反码、补码表示（用8位二进制数），其中MSB是最高位（又是符号位），LSB是最高位。如果是小数，小数点在MSB之后；如果是整数，小数点在LSB之后。
(1) -35/64 (2)23/128 (3) –127 (4)用小数表示-1 (5)用整数表示-1 解：(1)-35/64 = -0.100011
原码1.1000110 反码1.0111001 补码1.0111010
(2)23/128= 0.0010111
原码0.0010111 反码0.0010111 补码0.0010111 (3) –127=1111111
原码11111111 反码10000000 补码10000001 (4) 用小数表示-1 补码1.0000000 (5) 用整数表示-1
原码10000001 反码11111110 补码111111111
2． 设[x]补＝a 0. a 1 a 2 …a 6 其中a i 取0或1，若要x>-0.5,求a 0，a 1 ， a 2 ， … ， a 6 的取值。
解：[x]补 = a 0. a 1a 2…a 6 解法一、
（1） 若a 0 = 0, 则x > 0, 也满足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a0 = 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
010000001**6210<+?a a a a 00111111**6210
11000000
6210>?a a a a
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”）
3．有一个字长为32位的浮点数，符号位１位，阶码８位，用移码表示，尾数23位，用补码表示；基数为2。请写出：（1）最大数的二进制表示；（2）最小数的二进制表示； （3）规格化数所能表示数的范围。
解：用IEEE754格式(E 的取值范围：1~254，留出全0和全1分别表示0和无穷大)
0 11111110 11111111111111111111111即 2127(2-2-23)
(2) 最小数的二进制表示：
1 11111110 11111111111111111111111即 - 2127(2-2-23)
(3) 规格化数所能表示数的范围：
最小的正数：0 00000001 00000000000000000000001 即2-126(1+2-23) 绝对最小的负数：
1 00000001 00000000000000000000001 即-2-126(1+2-23) 所以范围是： -2127(2-2-23)至-2-126(1+2-23) ，2-126(1+2-23)至2127(2-2-23)
4．将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位浮点规格化数。
(1) 27/64 (2) – 27/64
解：27/64=0.011011=1.1011*2-2
(1) 0 01111101 10110000000000000000000
(2) 1 01111101 10110000000000000000000
5．已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。
（1）x=0.11011 y=0.00011
（2）x=0.11011 y=-0.10101
（3）x=-0.10110 y=-0.00001
解：（1）
x+y = 0.11110
无溢出
x+y = 0.00110
无溢出
（3）x = -0.10110
x+y = -0.10111
无溢出
6．已知x和y，用变形补码计算x-y，同时指出运算结果是否溢出。（1）x=0.11011 y=-0.11111
（2）x=0.10111 y=0.11011
（3）x=0.11011 y=-0.10011 解：（1）x = 0.11011
溢出
（2）x = 0.10111
x-y = -0.00100
无溢出
（3）x = 0.11011
7．用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分别计算x*y 。 （1）x = 0.11011 y = - 0.11111 （2）x = -0.11111 y = - 0.11011 解：（1）原码阵列
x = 0.11011, y = -0.11111 符号位: x 0⊕y 0 = 0⊕1 = 1 [x]原 = 11011, [y]原 = 11111
[x*y]原 = 1， 11 0100 0101
直接补码阵列
[x]补 = (0)11011, [y]补 = (1)00001
[x*y]补 = 1,00101,11011
带求补器的补码阵列
[x]补 = 0 11011, [y]补 = 1 00001
乘积符号位单独运算0⊕1＝1
尾数部分算前求补输出│X│＝11011，│y│＝11111
X×Y＝
(2) 原码阵列
x = -0.11111, y = -0.11011
符号位: x0⊕y0 = 1⊕1 = 0
[x]补 = 11111, [y]补 = 11011
[x*y]补 = 0,11010,00101
直接补码阵列
[x]补 = (1)00001, [y]补 = (1)00101
[x*y]补 = 0,11010,00101
带求补器的补码阵列
[x]补 = 1 00001, [y]补 = 1 00101
乘积符号位单独运算1⊕1＝0
尾数部分算前求补输出│X│＝11111，│y│＝11011
X×Y＝0.1101000101
8．用原码阵列除法器计算x÷y。
（1）x = 0.11000 y = - 0.11111
（2）x = -0.01011 y = - 0.11001
解：(1) 符号位 Sf = 0⊕1 = 1
去掉符号位后：[y’]补 = 00.11111
[-y’]补 = 11.00001
x
5
=
=余数
.0-
-
-
*
01110
10111
.0
,
2
y
9．设阶码3位，尾数6位，按浮点运算方法，完成下列取值的[x+y],[x-y]运算。
（1）x = 2-011 * 0.100101 y = 2-010 *（- 0.011110）
（2）x = 2-101 *（-0.010110） y = 2-100 * (0.010110)
解：设两数均以补码表示，阶码采用双符号位，尾数采用单符号位，则它们的浮点表示分别为：
题(1) [x]浮=11 101,0.100101 [y]浮=11 110,1.100010
(1)求阶差并对阶
ΔE=Ex-Ey=[Ex]补-[Ey]补=[Ex]补+[-Ey]补=11 101 + 00 010 =11 111
即ΔE为-1，x阶码小，应使Mx右移1位，Ex加1
[x]浮=11 110,0.010010(1)
(2)尾数求和
0.010010(1)
+ 1.100010
1.110100(1)
(3)规格化
可见尾数运算结果的符号位与最高位相同，应执行左规格化处理，每左移尾数一次，相应阶码减1，所以结果尾数为1．010010，阶码为11 100
(4)舍入处理对本题不需要。
(5)判溢出
阶码两符号位为11，不溢出，故最后结果为
[x]浮+[y]浮=11 100，1010010
真值为2-100*(-0.101110)
(2)尾数求差
0.010010(1) + 0.011110 0.110000(1)
[x]浮－[y]浮=11 100，0.110001 真值为2-100*0.110001
题(2) [x]浮=11 011,1.101010 [y]浮=11 100,0.010110 (1)求阶差并对阶
ΔE=Ex-Ey=[Ex]补-[Ey]补=[Ex]补+[-Ey]补=11 011 + 00 100 =11 111 即ΔE 为-1，x 阶码小，应使Mx 右移1位，Ex 加1 [x]浮=11 100,1.110101(0) (2)尾数求和
1.110101(0) + 0.010110 0.001011(0) (3)规格化
可见尾数运算结果的符号位与最高位相同，应执行左规格化处理，每左移尾数一次，相应阶码减1，所以结果尾数为0.101100，阶码为11 010 (4)舍入处理 对本题不需要。 (5)判溢出
阶码两符号位为11，不溢出，故最后结果为 [x]浮+[y]浮=11 010，010100 真值为2-110*(0.010100)
10.设数的阶码为3位，尾数6位，用浮点运算方法，计算下列各式 （1）（23 × 13/16）×[24
×（－9/16）]
（2） （2-2 × 13/32） ÷ （ 23 ×15/16）
解：(1) Ex = 0011, Mx = 0.110100 Ey = 0100, My = 0.100100 Ez = Ex+Ey = 0111 规格化： 26*0.111011
(2) Ex = 1110, Mx = 0.011010
Ey = 0011, My = 0.111100
Ez = Ex-Ey = 1110+1101 = 1011 [Mx]补 = 00.011010
商 = 0.110110*2-6, 余数=0.101100*2-6
11. 某加法器进位链小组信号为C 4 C 3 C 2 C 1 ，低位来的进位信号为C 0 ，请分另按下述两种方法写出C 4 C 3 C 2 C 1 逻辑表达式： （1）串行进位方式 （2）并行进位方式 解：
4位加法器如上图，
1
111)()(----⊕+=++=++=i i i i i i i i i i i i i i i i i C B A B A C B A B A C B C A B A C
(1)串行进位方式
C 1 = G 1+P 1C 0 其中：G 1 = A 1B 1 P1 = A 1⊕B 1（A 1＋B 1也对） C 2 = G 2+P 2C 1 G 2 = A 2B 2 P 2 = A 2⊕B 2 C 3 = G 3+P 3C 2 G 3 = A 3B 3 P 3 = A 3⊕B 3 C 4 = G 4+P 4C 3 G 4 = A 4B 4 P 4 = A 4⊕B 4 (2)并行进位方式
C1 = G1+P1C0
C2 = G2+P2G1+P2P1C0
C3 = G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0
C4 = G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C0
12. 某机字长16位，使用四位74181组成ALU，设最低位序号标注为第0位，要求：
（1）写出第5位的进位信号C5的逻辑表达式。
（2）若用一片74182构成二级组间先行进位，请画出逻辑图。
解：
(1)组成最低四位的74181进位输出为：
C4 = C n+4 = G+PC n = G+PC0， C0为向第0位进位
其中，G = y3+y2x3+y1x2x3+y0x1x2x3，P = x0x1x2x3，所以
C5 = y4+x4C4
C6 = y5+x5C5 = y5+x5y4+x5x4C4
(2)设标准门延迟时间为T，“与或非”门延迟时间为1.5T，则进位信号C0，
由最低位传送至C6需经一个反相器、两级“与或非”门，故产生C0的最长延迟时间为
T+2*1.5T = 4T
(3)最长求和时间应从施加操作数到ALU算起：第一片74181有3级“与或
非”门（产生控制参数x0, y0, C n+4），第二、三片74181共2级反相器和2级“与或非”门（进位链），第四片74181求和逻辑（1级与或非门和1级半加器，设其延迟时间为3T），故总的加法时间为：
t0 = 3*1.5T+2T+2*1.5T+1.5T+3T = 14T
13．现用通用函数发生器和其他门电路组成一个32位字长并采用辅助函数的三级先进位并行加法器，最低位下标为1，最高位下标为32，要求：
（1）写出附加进位链的与或逻辑表达式。
（2）设状态寄存器有4位：V（溢出置位）、Z（结果全零置位）、C（进位置位）、S（结果为负置位）、写出它们的逻辑表达式。
解：串行状态下：
C1 = G1+P1C O
C2 = G2+P2C1
C3 = G3+P3C2
C4 = G4+P4C3
并行状态下：
C1 = G1+P1C0
C2 = G2+P2C1 = G2+P2G1+P2P1C0
C3 = G3+P3C2 = G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0
C4 = G4+P4C3 = G4+P4P3C2+P4P3P2C1+P4P3P2P1C0
14．余3码编码的十进制加法器规则如下：两个一位十进制数的余3码相加，如果无进位，则从和数中减去3（加上1101）；如结果有进位，则得和数和余3码。试设计余3码编码的十进制加法器单元电路。
解：设余三码编码的两个运算数为X i和Y i，第一次用二进制加法求和运算的和数为S i’，进位为C i+1’，校正后所得的余三码和数为S i，进位为C i+1，则有：
X i = X i3X i2X i1X i0 Y i = Y i3Y i2Y i1Y i0
S i ’ = S i3’S i2’S i1’S i0’
X i3 Y i3
X i2 Y i2X i1 Y i1X i0 Y i0
15．现给定的芯片只有与或非门和非门，请设计一个行波进位加法器，要求进位链传递时间最短，逻辑图只画出4位即可。 解：（略）
16．设计一个带有原码阵列乘法（使用芯片）和原码阵列除法（使用芯片）的定点运算器。 解：（略）
第三章 存储系统
1.设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问 (1) 该存储器能存储多少字节的信息？
(2) 如果存储器由512K*8位SRAM 芯片组成，需要多少片？ (3) 需要多少位地址作芯片选择？ 解：
(1)字节
M 48
32*
220=
(2)
片
84*28
*51232*1024==K K
(3) 只需1位地址作片选；
2．已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用256K*l6位的DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问； (1) 若每个模块板为1024K*64位，共需几个模块板? (2) 每个模块板内共有多少DRAM 芯片?
(3) 主存共需多少DRAM 芯片? CPU 如何选择各模块板? 解：
(1)
个模块64264
*2
64*26
20
26==
(2) 每个模块板共有
1616
*2*2
64
*28
10
20
=片
每个模块要16个DRAM 芯片
(3) 主存共需64*16=1024个芯片，CPU 可用高6位地址经译码后作为模块板选择信号；
3．用16K*8位的DRAM 芯片构成64K*32位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS ，CPU 在1μS 内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少?
解：(1)根据题意，存储总容量为64KB ，故地址总线需16位。现使用16K*8位
DRAM 芯片，共需16片。芯片本身地址线占14位，所以采用位并联与地址串联相结合的方法来组成整个存储器，其组成逻辑图如图所示，其中使用一片2：4译码器。
(2)根据已知条件，CPU 在1us 内至少访存一次，而整个存储器的平均读/写周期为0.5us ，如果采用集中刷新，有64us 的死时间，肯定不行 如果采用分散刷新，则每1us 只能访存一次，也不行 所以采用异步式刷新方式。
假定16K*1位的DRAM 芯片用128*128矩阵存储元构成，刷新时只对128行进行异步方式刷新，则刷新间隔为2ms/128 = 15.6us ，可取刷新信号周期15us 。 刷新一遍所用时间＝15us ×128＝1.92ms
4
128K*8位的DRAM 芯片构成。问： (1) 总共需要多少DRAM 芯片?
D 0~D 7 13~A 0
(2) 设计此存储体组成框图。
(3) 采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过8ms ，则刷新信号周期是多少? 解：(1)片
328
*12832*1024 K K
(2)
(3)如果选择一个行地址进行刷新，刷新地址为A 0-A 8，因此这一行上的2048
个存储元同时进行刷新，即在8ms 内进行512个周期。刷新方式可采用：在8ms 中进行512次刷新操作的集中刷新方式，或按8ms/512 = 15.5us 刷新一次的异步刷新方式。
5．要求用256K*l6位SRAM 芯片设计1024K*32位的存储器。SRAM 芯片有两个控制端：当CS 有效时，该片选中。当W/R ＝1时执行读操作，当W/R=0时执行写操作。
解： 所设计的存储器单元数为1M ，字长为32，故地址长度为20位（A19~A0），所用芯片存储单元数为256K ，字长为16位，故占用的地址长度为18位（A17~A0）。由此可用位并联方式与地址串联方式相结合的方法组成组成整个存储器，共8片RAM 芯片，并使用一片2：4译码器。其存储器结构如图所示。
)
)
6．用32K*8位的EPROM芯片组成128K*16位的只读存储器，试问：
(1) 数据寄存器多少位?
(2) 地址寄存器多少位?
(3) 共需多少个EPROM芯片?
(4) 画出此存储器组成框图。
解：（1）系统16位数据，所以数据寄存器16位
（2）系统地址128K＝217，所以地址寄存器17位
（3）共需要8片
（4）组成框图如下
7．某机器中，已知配有一个地址空间为0000H—3FFFH的ROM区域。现在再用一个RAM芯片(8K*8)形成40K*l6位的RAM区域，起始地为6000H。假设RAM芯片有CS和WE信号控制端。CPU的地址总线为A15—A0，数据总线为D15—D0，控制信号为R/W(读/写)，MREQ(访存)，要求：
(1) 画出地址译码方案。
(2) 将ROM 与RAM 同CPU 连接。 解：(1)组内地址用A 12~A 0
(2)小组译码器使用3：8译码器
(3)RAM 1~RAM 5各用两片8K*8的芯片位并联连接
A 13-A 15
8．设存储器容量为64M ，字长为64位，模块数
m=8，分别用顺序和交叉方式进行组织。存储周期T ＝lOOns ，数据总线宽度为64位，总线传送周期，τ=50ns 。求：顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?
解：顺序存储器和交叉存储器连续读出m = 8个字的信息总量都是：
q = 64位*8 = 512位
顺序存储器和交叉存储器连续读出8个字所需的时间分别是：
t 1 = mT = 8*100ns = 8*10-7s
ns
ns ns ns m T t 7
210
*5.445050*7100)1(-==+=-+=τ
顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是：
]/[1064)10
*8(512/7
7
11s t q W 位?=÷==- ]/[108.113)10
*5.4(512/7
7
22s t q W 位?=÷==-
0000H 6000H 8000H A000H C000H E000H 4000H
9．CPU 执行一段程序时，cache 完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，已知cache 存储周期为40ns ，主存存储周期为240ns ，求cache ／主存系统的效率和平均访问时间。 解：cache 的命中率
968.080
24202420=+=
+=
m
c c N N N H
640
240===
c
m T T r
cache/主存系统效率e 为
%2.86%100*968
.0*)61(61
%100*)1(1=-+=
-+=
H
r r e
平均访问时间T a 为 ns ns
ns e T T c a 4.46862.040==
=
10．已知cache 存储周期40ns ，主存存储周期200ns ，cache ／主存系统平均访问时间为50ns ，求cache 的命中率是多少?
解：已知cache ／主存系统平均访问时间ta=50ns ，而ta = h*tc+(1-h)*tm ；
所以有 h*tc+tm-h*tm=50ns , (tc-tm)*h=50-tm
h=(50-tm)/(tc-tm)=(50-200)/(40-200)=150/160=93.75%
11．主存容量为4MB ，虚存容量为1GB ，则虚拟地址和物理地址各为多少位?如页面大小为4KB ，则页表长度是多少?
解：主存容量为4MB ，则物理地址是22位，
虚存容量为1GB ，则虚拟地址是30位
如页面大小为4KB ，则页表长度是230/212=218
=256K
12．假设可供用户程序使用的主存容量为200KB ，而某用户的程序和数据所占的主存容量超过200KB ，但小于逻辑地址所表示的范围。请问：具有虚存与不具有虚存对用户有何影响?
答：没有虚存，则该程序不可能运行，因为在没有虚存的系统中要运行程序时必须将程序及其要处理的数据整体调入主存，而该程序和数据的容量超过了主存的实际容量。在具有虚存的系统中，则该程序可正常运行，因为有了虚存技术，在运行程序时，系统不是将要运行程序及其要处理的数据整体调入主存，而是采用页式、段式或段页式，将要运行的程序逐页、逐段、或逐段逐页地从外存调入主存，这样即使程序大于实际的主存容量，也可以正常运行。
13．某计算机采用四体交叉存储器，今执行一段小循环程序，此程序放在存储器的连续地址单元中，假设每条指令的执行时间相等，而且不需要到存储器存取数据，请问在下面两种情况中（执行的指令数相等），程序运行的时间是否相等。
（1）循环程序由6条指令组成，重复执行80次。
（2）循环程序由8条指令组成，重复执行60次。
解：设取指周期为T，总线传送周期为τ，指令执行时间为t0
(1)t = (T+5τ+6t0)*80 = 80T+400τ+480 t0
(2) t = (T+7τ+8t0)*60 = 60T+420τ+480 t0
故不相等。
14．假设主存只有a，b，c三个页框，组成a进b出的FIFO队列，进程访问页面的序列是0，l，2，4，2，3，0，2，1，3，2号。用列表法求采用LRU替换策略时的命中串。
15．从下列有关存储器的描述中，选择出正确的答案：
A．多体交叉存储主要解决扩充容量问题。
B．访问存储器的请求是由CPU发出的。
C．cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于cache。
D．cache的功能全由硬件实现。
答：D。
16．从下列有关存储器的描述中，选择出正确的答案：
A．在虚拟存储器中，外存和主存以相同的方式工作，因此允许程序员用比主存空间大得多的外存空间编程。
B．在虚拟存储拟器中，逻辑地址转换成物理地址由硬件实现的，仅在页面失效时才由操作系统将被访问页面从外存调到内存，必要时还要先把被淘汰的页面内容写入外存。
C．存储保护的目的是：在多用户环境中，既要防止一个用户程序出错而破坏系统软件或其他用户程序，又要防止一个用户访问不是分配给他的主存区，以达到数据安全和保密的要求。
答：C。
第四章指令系统
1．ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什么？
答：.不合理。指令最好半字长或单字长，设16位比较合适。
一个字符的ASCII是7位，如果设计主存单元字长为32位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另22位就浪费了，这样看来就不合理，因为通常单字长指令很多，浪费也就很大了。
2．假设某计算机指令长度为20位，具有双操作数、c操作数、无操作数三类指
令形式，每个操作数地址规定用6位表示，问：
若操作码字段固定为8位，现已设计出m条双操作数指令，n条无操作数指令，在此情况下，这台计算机最多可以设计出多少条单操作数指令？
答：字长20位，每个操作数6位，操作码固定为8位，则总指令条数为28=256条，其中设计出双操作数指令m条、无操作数指令n条，则单操作数指令应为256-m-n条。
3．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
(1)单字长二地址指令。
(2)操作码字段OP可以指定26=64条指令。
(3)源和目标都是通用寄存器（可分指向16个寄存器）所以是RR型指令，即
两个操作数均在寄存器中。
(4)这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。
4．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
(1)双字长二地址指令，用于访问存储器。
(2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。
(3)RS型指令，一个操作数在通用寄存器（共16个），另一个操作数在主存中。
(4)有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（共16个）内
容加上位移量。
5．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。
答：该指令格式及寻址方式特点如下：
(1)该指令为单字长双操作数指令，源操作数和目的操作数均有寻址方式和寄
存器构成，寄存器均有8个，寻址方式均有4种。
(2)根据寻址方式的不同，指令可以是RR型、RS型、也可以是SS型；
(3)因为OP为4位，所以可以有最多功能16条指令。
6．一种单纯地址指令格式如下所示，其中为I间接特征，X为寻址模式，D为形式地址，I、X、D组成该指令的操作数有效地址E，设R为变址寄存器，R1为基值寄存器，PC为程序计数器，请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名
④ 基址寻址 ⑤ 间接寻址 ⑥ 先基址后间接寻址
7．某计算机字长为16位，主存容量为64K 字，采用单字长单地址指令，共有40条指令。试采用直接、立即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。 答：根据题意，40种指令至少需6位
OP ；四种寻址方式至少需用2位表示；主存为640K ，则地址需要20位，而机器字长为16位，所以只能用分段方式来实现，设段寄存器为16位，作为段内地址的位移量可以在指令指定的寄存器中，可设计如下格式：
15 10 9 8 7 0
X = 00 直接寻址方式 E = D
X = 01 立即寻址方式
X = 10 变址寻址方式 E = （R ）+D X = 11 相对寻址方式 E = （PC ）+D
8．某机字长为32位，主存容量为1M ，单字长指令，有50种操作码，采用页面寻址、立即、直接等寻址方式。CPU 中有PC ，IR ，AR ，DR 和16个通用寄存器，页面寻址可用PC 高位部分与形式地址部分拼接成有效地址。问： (1)指令格式如何安排?
(2)主存能划分成多少页面?每页多少单元? (3)能否增加其他寻址方式?
答：方法一(1) 根据题意，50种操作码至少需6位OP ；寻址方式可用2位分别表示最多4种寻址方式；寄存器16个源操作数和目的操作数各用4位，因机器字长为32位，固还剩16位可表示形式地址D
页面，每页64K (3) 可以增加一种寻址方式，如寄存器寻址或寄存器间接寻址。
2位
X = 00 页面寻址方式 E = PC H -D X = 01 立即寻址方式
X = 10 直接寻址方式 E = D (2)PC 高8位形成主存256个页面，每页
K
M 4256
1 个单元
(3)寻址模式X = 11尚未使用，故可增加一种寻址方式。由于CPU 中给定的寄存器中尚可使用PC ，故可增加相对寻址方式，其有效地址E = PC+D ，如不用相对寻址，还可使用间接寻址，此时有效地址E = （D ）。当位移量变成23位时，寻址模式变成3位，可有更多的寻址方式。
9．设某机字长为32位，CPU 中有16个32位通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系统。如果采用通用寄存器作基址寄存器，则RS 型指令的最大存
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。为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。 1.5 什么叫总线？总线的主要特点是什么？采用总线有哪些好处？ 答：总线是一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路。 总线的主要特点是共享总线的各个部件可同时接收总线上的信息，但必须分时使用总线发送信息，以保证总线上信息每时每刻都是唯一的、不至于冲突。 使用总线实现部件互连的好处： ①可以减少各个部件之间的连线数量，降低成本； ②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。 1.6 按其任务分，总线有哪几种类型？它们的主要作用是什么？ 答：按总线完成的任务，可把总线分为：CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线。 1.7 计算机的主要特点是什么？ 答：计算机的主要特点有：①能自动连续地工作；②运算速度快；③运算精度高；④具有很强的存储能力
第二章运算方法和运算器练习 一、填空题 1. 补码加减法中，（符号位）作为数的一部分参加运算，（符号位产生的进位）要丢掉。 2. 为判断溢出，可采用双符号位补码，此时正数的符号用（00）表示，负数的符号用（11）表示。 3. 采用双符号位的方法进行溢出检测时，若运算结果中两个符号位（不相同），则表明发生了溢出。若结果的符号位为（01），表示发生正溢出；若为（10），表示发生负溢出。 4. 采用单符号位进行溢出检测时，若加数与被加数符号相同，而运算结果的符号与操作数的符号（不一致），则表示溢出；当加数与被加数符号不同时，相加运算的结果（不会产生溢出）。 5. 利用数据的数值位最高位进位C和符号位进位Cf的状况来判断溢出，则其表达式为over=（C⊕Cf）。 6. 在减法运算中，正数减（负数）可能产生溢出，此时的溢出为（正）溢出；负数减（正数）可能产生溢出，此时的溢出为（负）溢出。 7. 补码一位乘法运算法则通过判断乘数最末位Yi和Yi-1的值决定下步操作，当 YiYi-1=（10）时，执行部分积加【-x】补，再右移一位；当YiYi-1=（01）时，执行部分积加 【x】补，再右移一位。 8. 浮点加减运算在（阶码运算溢出）情况下会发生溢出。 9. 原码一位乘法中，符号位与数值位（分开运算），运算结果的符号位等于（两操作数符号的异或值）。 10. 一个浮点数，当其补码尾数右移一位时，为使其值不变，阶码应该（加1）。 11. 左规的规则为：尾数（左移一位），阶码（减1）。 12. 右规的规则是：尾数（右移一位），阶码（加1）。 13. 影响进位加法器速度的关键因素是（进位信号的传递问题）。 14. 当运算结果的补码尾数部分不是（11.0×××××或00.1×××××）的形式时，则应进行规格化处理。当尾数符号位为（01）或（10）时，需要右规。 15. （进位信号的产生与传递逻辑）称为进位链。
第5章习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（ IR ）； (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（ AR ） (3)算术逻辑运算结果通常放在（ DR ）和（通用寄存器）。2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下： 3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下： 4．假设主脉冲源频率为10MHz，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。 解： 5．如果在一个CPU周期中要产生3个节拍脉冲；T l ＝200ns，T 2 =400ns， T 3 =200ns，试画出时序产生器逻辑图。 解：取节拍脉冲T l 、T 2 、T 3 的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。 所以取时钟源提供的时钟周期为200ns，即，其频率为5MHz.；由于要输
出3个节拍脉冲信号，而T 3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C 4外，还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3；并令 211C C T *=；321C C T *=；313C C T =，由此可画出逻辑电路图如下： 6．假设某机器有80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条取指微指令是所有指令公用的。已知微指令长度为32位，请估算控制存储器容量。 解：80条指令，平均每条指令由4条微指令组成，其中有一条公用微指令，所以总微指令条数为80? (4-1)+1=241条微指令，每条微指令32位，所以控存容量为：241?32位 7．某ALU 器件是用模式控制码M S 3 S 2 S 1 C 来控制执行不同的算术运算和逻辑操作。下表列出各条指令所要求的模式控制码，其中y 为二进制变量，φ为0或l 任选。 试以指令码(A ，B ，H ，D ，E ，F ，G)为输入变量，写出控制参数M ，S 3，S 2，S l ，C 的逻辑表达式。 解：
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： 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）。
… 第一章计算机系统概论 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 如何理解计算机系统的层次结构 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的微程序机器M0，硬件研究的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的各级虚拟机 》 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 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的计算机系统的属性 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的属性 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） 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。 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, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 解释概念 & 主机：计算机硬件的主体部分，由 CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成
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，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。 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
第1章计算机系统概论 1.1 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：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，它由看得见摸得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。软件是看不见摸不着的，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、资料、数据集合。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的层次结构？ 解：（1）第一级：实际机器M1 (机器语言机器)，机器语言程序直接在M1上执行；（2）第二级：虚拟机器M2（汇编语言机器），将汇编语言程序先翻译成机器语言程序，再在M1-上执行；（3）第三级：虚拟机器M3(高级语言机器)，将高级语言程序先翻译成汇编语言程序，再在M2、M1（或直接到M1）上执行；（4）第零级：微程序机器M0（微指令系统），由硬件直接执行微指令。（5）实际上，实际机器M1和虚拟机器M2之间还有一级虚拟机，它是由操作系统软件构成，该级虚拟机用机器语言解释操作系统。（6）虚拟机器M3还可以向上延伸，构成应用语言虚拟系统。 1.3 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及联系。 解：机器语言由0、1代码组成，是机器能识别的一种语言。用机器语言编写程序时要求程序员对他们所使用的计算机硬件及其指令系统十分熟悉，编写程序难度很大，操作过程也极易出错。 汇编语言是符号式的程序设计语言，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。用汇编语言编写的汇编语言程序必须先被翻译成机器语言程序，才能被机器接受并自动运行。汇编语言的每一条语句都与机器语言的某一条语句（0、1代码）一一对应。 高级语言是面向用户的语言，与具体的计算机指令系统无关、对问题的描述更接近于人们习惯，且易于掌握和书写。它具有较强的通用性，程序员完全不必了解、掌握实际机器M1的机型、内部的具体组成及其指令系统，只要掌握这类高级语言的语法和语义，便可直接用这种高级语言来编程，给程序员带来了极大的方便。但是，用高级语言编写的高级语言程序必须先被翻译成汇编语言程序，然后再将其翻译成机器语言程序或者将高级语言程序直接翻译成机器语言程序才能被机器接受并自动运行。 1.4 如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 解：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。
一、选择题 １、完整得计算机系统应包括运算器、存储器、控制器。 一个完整得计算系统应该就是：硬件系统与软件系统,硬件系统应该包括运算器，控制器,存储器,输入设备与输出设备，软件系统包括系统软件与应用软件、而您给得答案中B与D就是可以排除得，也就就是不能选，A与C两个中A得可能性最大,答案只能选A、 3、冯、诺依曼计算机工作方式得基本特点就是按地址访问并顺序执行指令. 4、移码表示法主要用于表示浮点数中得阶码。 5、动态RAM得刷新就是以行为单位得。 8、在定点运算器中产生溢出得原因就是运算得结果得超出了机器得表示范围。 10、在指令得地址字段中，直接指出操作数本身得寻址方式，称为立即寻址. １1、目前得计算机,从原理上讲指令与数据都以二进制形式存放. 13、计算机问世至今，新型机器不断推陈出新,不管怎样更新，依然保有“存储程序”得概念，最早提出这种概念得就是冯、诺依曼。 1６、在CＰU中,跟踪后继指令地址得寄存器就是程序计数器。 20、系统总线中地址总线得作用就是用于选择指定得存储单元或外设。 ２1、计算机中得主机包含运算器、控制器、存储器。 23、原码一位乘运算，乘积得符号位由两个操作数得符号进行异或运算. ２4、对于真值“0”表示形式唯一得机器数就是移码与补码。 25、若［X］补=0、01０0１10,则［Ｘ]反= 0、0１00110。－-ｘ为正数 26、在CPU中，存放当前执行指令得寄存器就是指令寄存器。 保存当前正在执行得指令得寄存器称为（指令寄存器)。 指示当前正在执行得指令地址得寄存器称为（程序计数器或指令计数器）。 27、下列编码中通常用作字符编码得就是ASCII码。 ASCIＩ ASCIＩ(Ａｍeｒｉcan Ｓtaｎdａrd CodｅfoｒＩnｆorｍaｔiｏｎInteｒchange,美国信息互换标准代码）就是基于拉丁字母得一套电脑编码系统.它主要用于显示现代英语与其她西欧语言。它就是现今最通用得单字节编码系统，并等同于国际标准ＩSO/ＩＥC646。２8、在下列存储器中，半导体存储器可以作为主存储器. 3０、在CPU中跟踪指令后继地址得寄存器就是PＣ。 ３１、EＰＲOM就是指光擦除可编程得只读存储器。
计算机组成原理课后答案
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，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。
第一章计算机系统概论p.19 1.1 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 1.2如何理解计算机系统的层次结构？ 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的微程序机器M0，硬件研究的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的各级虚拟机 1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 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的计算机系统的属性 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的属性 1.5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） 1.6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。 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, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 1.7解释概念 主机：计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，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/存储基元/存储元：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，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
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 `
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：
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 如何理解计算机系统的层次结构？ 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的微程序机器M0，硬件研究的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的各级虚拟机 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 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的计算机系统的属性 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的属性 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） 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。 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, MAR
I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 解释概念 主机：计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，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/存储基元/存储元：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，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 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 解释英文代号 CPU: Central Processing Unit PC: Program Counter IR: Instruction Register CU: Control Unit ALU: Arithmetic Logic Unit ACC: Accumulator MQ: Multiplier-Quotient Register
第一章 １．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？ 解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。 ２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？ 解：冯·诺依曼计算机的特点如下： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成； ②计算机内部采用二进制来表示指令和数据； ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。 第③点是最主要的一点。 ３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？ 解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。它们各自的功能是： ①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。 ②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。 ③存储器：用来存放程序和数据。 ④运算器：对信息进行处理和运算。
⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。 ４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。 解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。 ５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。 解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。 第０级为硬件组成的实体。 第１级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。 第２级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。 第３级是操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。第４级是汇编语言级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。 第５级是高级语言级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。
第一章计算机系统概论 p.19 1.1 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 1.2如何理解计算机系统的层次结构？ 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的微程序机器M0，硬件研究的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的各级虚拟机 1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 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的计算机系统的属性 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的属性 1.5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） 1.6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。 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, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 1.7解释概念 主机：计算机硬件的主体部分，由 CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，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/存储基元/存储元：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，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
福建师范大学网络教育学院 《计算机组成原理》作业 一、单项选择题 1、CRT的分辨率为1024×1024像数，像数的颜色数为256，则刷新存储器容量是（ C ） A．512KB B．1MB C．256MB D．8MB 2、现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织，在下面的总线结构运算器中，单总线结构的操作速度最慢，而（ D ）的操作速度最快。 A．双总线结构 B．多总线结构C．单总线结构 D．三总线结构 3、浮点数的表示范围和精度取决于（ A ） A．阶码的位数和尾数的位数 B．阶码的位数和尾数采用的编码 C．阶码采用的编码和尾数采用的编码 D. 阶码采用的编码和尾数的位数4、ALU属于（ A ）部件。 A．运算器 B．控制器 C．存储器 D．寄存器 5、微程序入口地址是（ B ）根据指令的操作码产生的。 A．计数器 B．译码器 C．计时器 D．判断逻辑矩阵 二、改错题（针对各小题的题意，改正其结论中错误或补充其不足。） 1、微程序控制器相比，组合逻辑控制器的速度较慢。 答：微程序的控制器的优点是设计与实现简单些，易用于实现系列计算机产品的控制器，理论上可实现动态微程序设计，缺点是运行速度要慢一些。 组合逻辑控制器的优点是运行速度明显地快，缺点是设计与实现复杂些，但随着EDA工具的成熟，该缺点已得到很大缓解 2、为了保证中断服务程序执行完毕以后，能正确返回到被中断的断点继续执 行程序，不用进行现场保护操作。 答：必须进行现场保护操作
3、程序计数器PC用来指示从外存中取指令。 答：因为程序计算器PC 是用来从内存中取读指令的 三、名词解释 1、ALU 算术逻辑单元 (Arithmetic Logic Unit, ALU)是中央处理器(CPU)的执行 单元 所有中央处理器的核心组成部分 2、RISC RISC 为Reduced Instruction Set Computing 的缩写 文翻译为精简执令 运算集 处是 CPU 核心很容易就能提升效能且消耗功率低 程式撰写较 为复杂 3、堆栈 四、简答题 1、简述主存和辅存的区别。 主存也是内存 存可以被CPU 直接访问 RAM 和ROM 组成 快速进 行读写操作。用于存放正在运行的程序和数据 它速度快但成本高。辅存不能被CPU 直接访问 于存放那些暂时不用的程 序和数据辅存一般是由容量大、速度较慢、价格低的磁表面存储器和光存储 器等充当。 2、比较同步通信和异步通信。 同步通信是一种比特同步通信技术 求发收双方具有同频同相的同步时钟信号 需在传送报文的最前面附加特定的同步字 符 发收双方建立同步 后便在同步时钟的控制下逐位发送/接收。 相对于同步通信 步通信在发送字符时 发送的字符之间的时隙可以是任意的。但是接收端必须时刻做好接收的准备 果接收端主机的电源都没有加上 么发送端发送字符就没有意义 为接收端根本无法接收 发送端可以在任意时 刻开始发送字符 此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志 加上开始位和停止位 便使接收端能够正确地 将每一个字符接收下来。异步通信的好处是通信设备简单、便宜 传输效率较低 为开始位和停止位的开销所占比例较大 五、计算题 设机器字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算：
计算机组成原理练习3 一、单项选择题 1. 设寄存器内容为80H，若它对应的真值是– 127，则该机器数是。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 2. 若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是______。 A. 阶符与数符相同为规格化数； B. 阶符与数符相异为规格化数； C. 数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数； D. 数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数。 3. 设机器数字长为32位，一个容量为16MB的存储器，CPU按半字寻址，其寻址范围是。 A. 224 B. 223 C. 222 D. 221 4. 在中断接口电路中，向量地址可通过送至CPU。 A. 地址线 B. 数据线 C. 控制线 D. 状态线 5. 在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映象是由。 A. 程序员调度的； B. 操作系统管理的； C. 由程序员和操作系统共同协调完成的； D. 硬件自动完成的。 6. 总线复用方式可以______。 A. 提高总线的传输带宽； B. 增加总线的功能； C. 减少总线中信号线的数量； D. 提高CUP利用率。 7. 下列说法中正确的是。 A. Cache与主存统一编址，Cache的地址空间是主存地址空间的一部分； B. 主存储器只由易失性的随机读写存储器构成； C. 单体多字存储器主要解决访存速度的问题； D. Cache不与主存统一编址，Cache的地址空间不是主存地址空间的一部分。 8. 在采用增量计数器法的微指令中，下一条微指令的地址______。 A. 在当前的微指令中； B. 在微指令地址计数器中； C. 在程序计数器； D. 在CPU中。 9. 由于CPU内部操作的速度较快，而CPU访问一次存储器的时间较长，因此机器周期通常由______来确定。 A. 指令周期； B. 存取周期； C. 间址周期； D. 执行周期。 10. RISC机器______。 A. 不一定采用流水技术； B. 一定采用流水技术； C. CPU配备很少的通用寄存器； D. CPU配备很多的通用寄存器。 11. 在下列寻址方式中，寻址方式需要先计算，再访问主存。 A. 立即； B. 变址； C. 间接； D. 直接。 12. 在浮点机中，判断补码规格化形式的原则是______。 A. 尾数的第一数位为1，数符任意； B. 尾数的符号位与第一数位相同；
计算机组成原理答案
计算机组成原理（本）模拟题一 计算机组成原理（本）模拟题一 一．填空题（共20分） 1．计算机软件一般分为两大类：一类叫__系统件__，另一类叫__应用软件__。操作系统属于系统__软件__ 类。 2．主存与cache的地址映射有_全相联_、_直接映射_、_组相联_三种方式。 3．DMA 控制器按其_内部_结构，分为_选择_型和_多路_型两种。 4．闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及_瞬时启动_能力，为现有的_存储器_体系结构带来巨大变化，因此作为_固态盘_用于便携式电脑中。 5．主存储器的性能指标主要是_存储容量_、_存储时间_、存储周期和存储器带宽。 6．汉字的_输入码_、_字模码_、_内码_是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。 7．RISC指令系统的最大特点是：_指令数少_；_指令长度固定_; _指令格式和寻址方式_
种类少。只有取数/ 存数指令访问存储器。8．存储器和CPU连接时，要完成_DB_的连接；_CB_的连接和_AB_的连接，方能正常工作。9．衡量总线性能的重要指标是_总线带宽_，它定义为总线本身所能达到的最高_传输速度_。PCI总线的带宽可达_264MB/S_。 10．微型机的标准总线从16位的_ISA_总线，发展到32位的_EISA_总线和_VISA_总线，又进一步发展到64位的PCI总线。 二．选择题（共30分） 1．计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是__B__。 A．巴贝奇B．冯. 诺依曼C．帕斯卡D．贝尔 2．算术/ 逻辑运算单元74181ALU可完成__C__。 A．16种算术运算功能 B．16种逻辑运算功能 C．16种算术运算功能和16种逻辑运算功能D．4位乘法运算和除法运算功能
计算机组成原理课后详细答案
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第一章计算机系统概论p.19 1.1 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 1.2如何理解计算机系统的层次结构？ 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的微程序机器M0，硬件研究的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的各级虚拟机 1.3说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 机器语言是可以直接在机器上执行的二进制语言 汇编语言用符号表示指令或数据所在存储单元的地址，使程序员可以不再使用繁杂而又易错的二进制代码来编写程序 高级语言对问题的描述十分接近人们的习惯，并且还具有较强的通用性 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的计算机系统的属性 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的属性 1.5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） 1.6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。 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, MAR I/O设备：设备，接口 计算机技术指标： 机器字长：一次能处理数据的位数，与CPU的寄存器位数有关 存储容量：主存：存储单元个数×存储字长 运算速度：MIPS, CPI, FLOPS 1.7解释概念 主机：计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，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/存储基元/存储元：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，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