计算机组成原理部分答案
第一章计算机系统概论
题1 *冯诺依曼计算机体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬
件系统有哪些部件组成？他们起什么作用？
答：基本思想是：存储程序。
也就是将用指令序列描述的解题程序与原始数据
一起存储到计算机中。
计算机只有一个启动，就能自动的取出一条条指令并执行之，
直至程序执行完毕，得到计算结果为止。
按此思想设计的计算机硬件系统包含：运算器、控制器、存储器、输入设备和
输出设备5个基本部件。
运算部件运算部件用来进行数据变换和各种运算。
控制部件则为计算机的工作提供统一的时钟，对程序中的个基本操作进行时序
分配。
并发出相应的控制信号，驱动计算机的各部件有序的完成规定的操作内容。
存储器用来存放程序、数据及运算结果。
输入输出设备的主要作用是接受用户提供的外部信息后用户提供输出信息。
题2 *计算机的发展经历了几代？每一代的基本特征是什么？
答：自1946年第一台电子数字计算机问世以来，其发展已经
经历了四代：
第一代计算机（1946年~1957年）
主要特点：计算机所设计用的逻辑元件为电子管。
第二代计算机（1958年~1964年）
主要特点：逻辑元件使用晶体管。
第三代计算机（1965年~1971年）
主要特点：采用中、小规模集成电路（MSI、SSI）。
第四代计算机（1972年~现在）
主要特点：采用大规模集成电路及超大规模集成电路（LSI、VLSI）。
题3 *简述计算机系统的层次结构。
答：应用软件、系统软件和硬件构成了计算机系统的三个层次。
硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。
系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本的操作界面。
应用软件是在最外层，为用户解决具体问题的应用洗系统界面。
通常将除硬件系统之外的其余层次称为虚拟机。
层次之间的关系紧密，上层时下层
功能的扩展，下层是上层的基础；层次划分不是绝对的。
题4*什么是兼容？其优点是什么？
答：兼容是计算机软件或硬件的通用性。
一个计算机系统中的软件或设备，可以应用于其他的计算机系统中，则称这俩个计算机
系统的软件或硬件是兼容的。
通常一个序列的计算机系统是向上兼容的，旧的软件可以在新机器上运行。
兼容性是计算机易于普及推广，避免了资源的浪费。
题5*按冯诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能？
答：按冯诺依曼原理，现代计算机应具备下功能：
（1）输入输出功能。
计算机必须有能力把原始数据和解题步骤接收下来（输入），把计算结果与计算过程中出现的情况告诉（输出）给使用者。
（2）记忆功能。
计算机应该能记住原始数据和解题步骤以及解题过程中的一些中间结果。
（3）计算功能。
计算机应能进行一些基本的运算，组成人们所需要的一切计算。
（4）判断功能。
计算机应能进行一步操作之后，应当能从预先无法确定的几种方案中选择一种操作方案。
（5）自我控制能力。
计算机应能保证程序执行的正确性和各部件之间的协调性。
题6*衡量计算机的性能指标主要有哪些（举主要的三项指标）？并说明理由？
答：衡量计算机的性能指标主要有以下三项：
（1）基本字长。
基本字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、存储器、数据总线的位数决定的。
自唱标志着精度，字长越长，计算的精度就越高。
（2）主频率。
住时钟的频率通常就是机器的主频率，主频率是衡量一台计算机速度的重要参数。
（3）主存容量。
一个存储器所能存储的全部信息称为主存容量。
主存容量越大，计算机执行程序的速度就越快。
第二章数据信息的表示
题1*写出下列个数的原码、反码、补码、移码（用八位二进制表示），其中MSB是最高位（又是符号位），LSB是最低位，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）-27/64 （2）27/64 （3）-127
（4）用小数表示-1 （5）用整数表示-1 （6）用整数表示-128
解：（1）1.0110110；1.1001001；1.1001010；0.1001010 （2）0.0110110；0.0110110；0.0110110；1.0110110 （3）11111111；10000000；1000001；00000001
（4）没有；没有；1.0000000；0.0000000
（5）10000001；11111110；11111111；01111111
（6）没有；没有；10000000；00000000
题2*写出下列各种情况下用16位二进制数所能表示的数的范围（用十进制表示）以及对应的二进制代码。
（1）无符号的整数；（2）补码表示的有符号小数；（3）补码
表示的有符号小数；（4）移码表示的有符号整数；（5）原码表示的有符号小数。
解：（1）无符号的整数范围（用十进制表示）：0~65535；对应的二进制代码0000000000000000~111111********* （2）补码表示的有符号整数范围（用十进制表示）：-32768~32767；对应的二进制代码1000000000000000~0.111111*********
（3）补码表示的有符号小数范围（用十进制表示）：-1~1-2（15次方）；对应二进制代码1000000000000000~0.111111*********
（4）移码表示的有符号整数范围（用十进制表示）：-32768~32767；对应的二进制代码0000000000000000~1111111111111111
（5）原码表示的有符号小数范围（用十进制表示）：-（1-2的负15次方）~+（1-2的15次方）；对应的二进制代码1.111111*********~0.111111*********。
《计算机组成原理》各章练习参考答案
《计算机组成原理》各章练习题参考答案第一章思考练习题一.填空1.电子数字计算机可以分为专用计算机和通用计算机两类。
2.硬件采用LSI或VLSI的电子计算机属于计算机发展过程中的第四代。
3.存储器中存放数据和程序。
4.一台计算机包括运算、存储、控制、输入及输出五个单元。
5.完成算术运算和逻辑运算的部件是运算器(或ALU)；运算器的核心是加法器；控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果的部件是控制器。
6.CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线是内部总线；CPU同存储器、通道等互相连接的总线是系统总线；中、低速I/O设备之间互相连接的总线是I/O总线。
7.在多总路线结构中，CPU总线、系统总线和高速总线相连通过桥实现。
8.计算机软件一般分为系统软件和应用软件。
9.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统构成。
10.机器字长是指一台计算机一次所能够处理的二进制位数量。
11.数据分类、统计、分析属于计算机在数据处理方面的应用。
12.计算机是一种信息处理机，它最能准确地反映计算机的主要功能。
13.个人台式商用机属于微型机。
14.对计算机软硬件进行管理，是操作系统的功能。
15.用于科学技术的计算机中，标志系统性能的主要参数是MFLOPS。
16.通用计算机又可以分为超级机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机六类。
17.“存储程序控制”原理是冯.诺依曼提出的。
18.运算器和控制器构成CPU，CPU和主存构成主机。
19.取指令所用的时间叫取指周期，执行指令所用的时间叫执行周期。
20.每个存储单元都有一个编号，该编号称为地址。
21.现代计算机存储系统一般由高速缓存、主存和辅存构成。
22.计算机能够自动完成运算或处理过程的基础是存储程序和程序控制原理。
二.单选1.存储器用来存放( C )。
A.数据B.程序C.数据和程序D.正在被执行的数据和程序2.下面的描述中，正确的是( B )A.控制器能够理解、解释并执行所有的指令及存储结果。
计算机组成原理-作业参考答案
第1章计算机系统概论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(1)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；(2)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；(3)指令和数据均用二进制表示；(4)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；(5)指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；(6)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：课本P9-10(1)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。
(2)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）。
(3)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。
(4)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。
(5)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。
(6)存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。
(7)存储字长：一个存储单元所存储的二进制代码的总位数。
(8)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）。
(9)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。
(10)指令字长：机器指令中二进制代码的总位数。
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。
计算机组成原理试题及答案全套
计算机组成原理试题及答案全套第一部分：选择题1.下列关于计算机内存的说法，错误的是：A.内存是计算机的主要存储器件之一B.内存是临时存储器件，供程序运行时使用C.内存容量越大，计算机的性能越强D.内存分为主存和辅存，主存速度较快，但容量相对较小答案：C2.下列关于CPU的说法，错误的是：A.CPU是计算机的核心部件，负责执行指令和控制计算机的运行B.CPU由运算器、控制器和寄存器组成C.CPU的速度越快，计算机的运行速度越快D.CPU的主频越高，计算机的运行速度越慢答案：D3.下列关于指令周期的说法，错误的是：A.指令周期是CPU执行一条指令所需的时间B.指令周期包括取指令、译码、执行、访存四个阶段C.指令周期的长度取决于CPU的主频D.指令周期越短，CPU的执行效率越高答案：D4.下列关于存储器层次结构的说法，错误的是：A.存储器层次结构分为寄存器、高速缓存、主存和辅存B.存储器层次结构越高，存取速度越快，容量越小C.高速缓存是位于CPU和主存之间的高速存储器D.存储器层次结构的设计目标是在速度、容量和成本之间取得平衡答案：B5.下列哪项措施可以提高计算机系统的安全性？A.设置强密码B.定期更新操作系统和应用程序补丁C.安装杀毒软件和防火墙D.以上都是答案：D6.下列关于计算机硬盘的说法，错误的是：A.硬盘是一种磁存储设备，用于长期存储数据B.硬盘的读写速度相对较慢，但容量较大C.硬盘的存储介质是固态闪存芯片D.硬盘采用磁道、扇区和柱面的方式来寻址数据答案：C第二部分：填空题1.计算机系统由________、软件和人员三部分组成。
答案：硬件2.CPU的两个主要功能是执行________和控制计算机的运行。
答案：指令3.存储器层次结构的设计目标是在速度、________和成本之间取得平衡。
答案：容量4.计算机的存储器分为________和辅存两部分。
答案：主存5.操作系统的主要功能包括________管理、文件管理和用户接口等。
计算机组成原理部分答案
4．6 某机字长为32位，其存储容量是64KB ，按字编址的寻址范围是多少？若主存按字节编址，试画出主存字地址和字节地址的分配情况。
解：主存容量64KB ，如果按字编址，有64KB / 4B = 16K 个可寻址单元寻址范围是 214或0 ~ 16K-1如果按字节编址，有64K 个可寻址单元。
每个字包含4个字节。
用二进制表示的地址，字地址的最低2位是00。
4、7. 一个容量为16K ×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1K ×4位，2K ×8位，4K ×4位，16K ×1位，4K ×8位，8K ×8位解：地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46根；选择不同的芯片时，各需要的片数为：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） = 1×32 = 32片4K ×8：（16K ×32）/ （4K ×8） = 4×4 = 16片8K ×8：（16K ×32） / （8K ×8） = 2×4 = 8片4.15 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，W /R 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：ROM （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）。
计算机组成原理答案(张功萱等编著)终极完整版
（4）(－5)10＝(－101)2＝－1.01×22
阶码E＝127＋2＝129＝(10000001)2
机器数形式：1 10000001 01000000000000000000000
十六进制形式：C0A00000H
2.13写出下列十六进制的IEEE单精度浮点数代码所代表的十进制数值。
解：
（1）(0.15625)10＝(0.来自00101)2＝1.01×2－3
阶码E＝127＋(－3)＝124＝(1111100)2＝01111100
机器数形式：0 01111100 01000000000000000000000
十六进制形式：3E200000H
（2）(－0.15625)10＝(－0. 00101)2＝－1.01×2－3
（1）若e1＞e2，是否有N1＞N2
（2）若S1、S2均为规格化数，上述结论是否正确？
答：（1）不一定
（2）正确
2.15设一个六位二进制小数x＝0.a1a2a3a4a5a6，x≥0，请回答：
（1）若要x≥81，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？
（2）若要x＞21，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？
第二章作业解答
2.2分别计算用二进制表示4位、5位、8位十进制数时所需要的最小二进制位的长度。
答：
∵ 4位十进制数的最大数为9999，213＝8192＜9999＜214＝16384
∴表示4位十进制数所需的最小二进制位的长度为14位。
∵ 5位十进制数的最大数为99999，216＝65536＜9999＜217＝131072
2.6已知x的二进制真值，试求[x]补、[－x]补、[x/2]补、[x/4]补、[2x]补、[4x]补、[－2x]补、[－x/4]补。（设机器采用定点小数，字长为8位，若结果不存在或出错，请注明）
计算机组成原理版答案
1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？略。
1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？略。
1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。
略。
1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？`。
1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。
答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。
1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？答：指CPU一次能处理的数据位数。
它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。
1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。
它包括主存容量和辅存容量。
主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。
如内存等。
辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。
1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。
（1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。
（2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。
它具有加法、测试和控制其他部件的功能。
（3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。
（4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O 设备做什么的部件。
（5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。
（6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。
（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。
（8）将高级语言翻译成机器语言的程序。
（9）将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。
（10）计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。
供选择的词或短语：1、汇编器2、嵌入式系统3、中央处理器（CPU）4、编译器5、操作系统6、控制器7、机器指令8、台式机或个人计算机9、主存储器 10、VLSI答：（1）8，（2）3，（3）9，（4）6，（5）2，（6）10，（7）5，（8）4，（9）1，（10）7计算机系统有哪些部分组成？硬件由哪些构成？答：计算机系统硬件系统和软件系统组成。
计算机组成原理习题含参考答案
计算机组成原理习题含参考答案一、单选题（共90题，每题1分，共90分）1、在下列寻址中，（）寻址方式需要先运算再访问主存。
A、间接B、直接C、变址D、立即正确答案：C2、在链式查询方式下，若有N个设备，则（）oA、只需一条总线请求线B、需要N条总线请求线C、视情况而定，可能一条，也可能N条总线请求线D、以上说法都不对正确答案：A3、以下有关I/O端口的叙述中，错误的是（）oA、I/O接口中有命令端口、状态端口、数据端口B、I/O接口中命令端口和状态端口不能共用同一个C、I/O接口中程序可访问的寄存器被称为I/O端口D、I/O端口可以和主存统一编号，也可以单独编号正确答案：B4、用移码表示浮点数的阶码，其好处是（）。
A、便于求阶差B、便于用比较电路比较阶的大小C、提高运算精度D、便于判别溢出正确答案：B5、在取指操作结束后，程序计数器中存放的是（）。
A、程序中指令的数量B、当前指令的地址C、已经执行指令的计数值D、下一条指令的地址正确答案：D6、微指令格式分为水平型和垂直型，水平型微指令的位数（）,用它编写的微程序（）。
A、较短，较少B、较长，较短C、较多，较长D、较少，较短正确答案：B7、用二地址指令来完成算术运算时，其结果一般存放在（）。
A、其中一个地址码提供的地址中B、栈顶C、累加器（ACC）中D、以上都不对正确答案：A8、为了缩短指令中某个地址段（或地址码）的位数，有效的方法是采取（）。
A、变址寻址B、间接寻址C、立即寻址D、寄存器寻址正确答案：D9、从计算机系统结构上讲，机器语言程序员所看到的机器属性是（）oA、编程要用到的硬件组织B、计算机硬件的全部组织C、计算机软件所要完成的功能D、计算机各部件的硬件实现正确答案：A10、用于笔记本电脑的大容量存储器是（）oA、U盘B、软磁盘C、固态盘D、磁带正确答案：C11、D/A转换是（）。
A、把数字量转换为模拟量，把转化结果输出计算机B、把计算机输出的模拟量转化为数字量C、把模拟量转化为数字量，把数字量输入到计算机D、把计算机输出的模拟量转为数字量正确答案：A12、程序P在机器M上的执行时间是20秒，编译优化后，P执行的指令数减少到原来的70%,而CP1增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是()oA、16.8秒B、8.4秒C、117秒D、14秒正确答案：A13、以下说法错误的是()oA、计算机的机器字长是指数据存储与运算的基本单位B、寄存器由触发器构成C、计算机中一个字的长度都是32位D、磁盘可以永久性存放数据和程序正确答案：C14、主设备通常指()oA、掌握总线权的设备B、发送信息的设备C、主要的设备D、接收信息的设备正确答案：A15、字长12位，用定点补码规格化小数表示时，所能表示的正数范围是()OA、1/2-(1-2-11)B、(1/2+2-11)-(1-2-11)C、2-11-(1-2-11)D、2-12-(1-2-12)正确答案：A16、ASCI1码是对()进行编码的一种方案。
计算机组成原理(附答案)
计算机组成原理部分答案
计算机组成原理部分答案1. 什么是总线判优？为什么需要总线判优？答：总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占用总线。
因为总线传输的特点就是在某一时刻，只允许一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，故需用判优来解决。
1. 什么是总线通信控制？为什么需要总线通信控制？答：总线通信主要解决双方如何获知传输开始和传输结束，以及通信双方如何协调配合。
因为总线时众多部件共享的，在传送时间上只能用分时方式来解决，所以通信双方必须按某种约定的方式进行通信。
1. 什么是总线标准？为什么要制定总线标准？答：总线标准是国际公布或推荐的互联各个模块的标准，这个标准为各模块互联提供一个标准界面（接口），这个界面对两端的模块都是透明的，即界面的任一方只需根据总线标准的要求来完成自身一方接口的功能，而不必考虑对方与界面的接口方式。
制定总线标准使系统设计简化，便于模块生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化，便于维护等，较好的解决了系统、模块、设备与总线之间不适应、不通用及不匹配等问题。
1.计算机中采用总线结构有何优点？答：计算机中采用总线结构便于故障诊断与维护，便于模块化结果设计和简化系统设计，便于系统扩展和升级，便于生产各种兼容的软、硬件。
1. 串行传输和并行传输有何区别？各应用于什么场合？答：串行传输是指数据在一条线路上按位依次进行传输，线路成本低，但速度慢，适合于远距离的数据传输。
并行传输是每个数据位都有一条独立的传输线，所有的数据位同时传输，其传输速度快、成本高，适应于近距离、高速传输的场合。
1. 存储芯片内的地址译码有几种方式？试分析它们各自的特点及应用场合。
答：存储芯片内的地址译码有两种方式，一种是线选法，适用于地址线较少的芯片。
其特点是地址信号只须经过一个方向的译码就可以选中某一存储单元的所有位。
计算机组成原理答案
计算机组成原理答案1. 计算机组成原理是指计算机硬件和软件的结构和工作原理。
2. 计算机硬件包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和总线等。
3. CPU是计算机的核心，负责执行程序和进行算术逻辑运算。
它由控制单元和算术逻辑单元组成。
4. 存储器用于存储数据和程序。
常见的存储器包括主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘和固态硬盘）。
5. 输入输出设备用于与外部环境进行信息交互。
常见的输入设备有键盘和鼠标，输出设备有显示器和打印机。
6. 总线是各个组件之间进行数据传输和控制的通道。
它分为地址总线、数据总线和控制总线。
7. 计算机的工作原理是按照指令序列执行程序。
程序由一条条指令组成，每条指令完成一个特定的操作。
8. 指令由操作码和操作数组成。
操作码表示要执行的操作，操作数是操作的数据。
9. CPU通过取指、译码、执行和写回等阶段，按照指令序列依次执行程序。
取指阶段获取指令，译码阶段解析指令，执行阶段执行指令，写回阶段将结果写入存储器。
10. 存储器分为字节寻址和字寻址两种方式。
字节寻址每个存储单元都有唯一的地址，字寻址将多个连续的存储单元视为一个整体。
11. 存储器和CPU之间的数据传输通过总线完成。
总线宽度决定了数据传输的速度。
12. 计算机的性能可以通过时钟频率、指令执行速度和吞吐量等指标来衡量。
13. 并行计算是提高计算机性能的一种方法，可以通过多核处理器和分布式计算等方式实现。
14. 冯·诺依曼体系结构是目前计算机系统的基本结构，即存储程序和数据共享同一存储器。
15. 计算机组成原理是计算机科学和工程领域的基础课程，对于理解计算机体系结构和优化程序性能非常重要。