计算机组成原理习题课
计算机组成原理第二版课后习题答案
计算机组成原理第二版课后习题答案第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：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。
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）。
6.画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机系统的主要技术指标。
答：计算机硬件组成框图如下：控制器运算器CPU存储器接口接口输入设备主机外设输出设备各部件的作用如下：控制器：整机的指挥中心，它使计算机的各个部件自动协调工作。
计算机组成原理习题课2
10. 32位字长的浮点数，其中阶码8位(含1位阶符)，尾数24位(含 1位数符)，则其对应的最大正数为 ① ，最小负数为 ② ，最小 的绝对值为 ③ ；若机器数采用补码表示，且尾数为规格化形式， 则对应的最大正数为 ④ ，最小正数为 ⑤ ，最小负数为 ⑥ 。
A．2127(1-2-23) D．-2+127 B．-2127(1-2-23) E. 2-128×2-23 C． 2-129 F. 2-127×2-23
41．小数(0. 65625)十 等于_______。 A．(0. 11101)二 B．(0. 10101)二 C．(0. 00101)二 D．(0. 10111)二 答案：B 42. (84)十 等于______。 A．(10100100)二 B．(224)八 C．(054)十六 D．(1210)四 答案：C 44 二进制数11001011 等于十进制的_____。 A．395 B．203 C．204 D．394 答案：B 47． (20．8125)十 = ( ________ ) 二 。 A. 1010.1101 B. 10100.1011 C. 10100.1101 D.1010.1011 答案：C 48．补码10110110代表的是十进制负数____。 A． -74 B． -54 C． -68 D． -48 答案：A
9. 用n+1位字长表示定点数(其中1位为符号位)，它所能表示的 整数范围是 ① ，它所能表示的小数范围是 ② 。
A．0≤ |N| ≤ 2n-l
C. 0≤ |N| ≤ 1- 2-(n+l) ②D 答案： ① A
B． 0≤ |N| ≤ 2n+1 -l
D. 0≤ |N| ≤ 1-2-n （此处为真值表示）
C． -263 ~ 263(1-2-9)
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，
计算机组成原理习题课
需要做存储芯片的字位扩展，所需芯片数d=220×32/512K×8=8片
• 位扩展：4片512K×8位芯片构成512K×32位的存储组； • 字扩展：2组512K×32位存储组构成1M×32位的存储器。 (3)需要多少位地址做芯片选择？ 字扩展的是2个存储组，因此，需1位地址做片选。
*
第3章 P111 第3题
58计算机组成原理19201456lrulru初始值初始值11881177882277221188编号编号容容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数aa001100111111001111112211331144115511001111bb00880088118822880088118822883388448800cc007700771177227700771177227733dd0022002211220022112222换出换出lrulru初始值初始值33882211331177113377编号编号容容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容数数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数内容内容计数计数aa111122113311441100111111001111110011111122bb880011880088118822883388447700771177227700cc77333300331133223333330033113322333333003311dd222233224422002211222222332244225522662277换出换出778811
主存与Cache的速度倍率：r = tm/tc = 240ns/40ns = 6
计算机组成原理·第六版(课后习题)第一章
计算机组成原理·第六版（课后习题）第⼀章第⼀章计算机系统概论1. ⽐较电⼦数字计算机和电⼦模拟计算机的特点电⼦数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算过程是不连续的；电⼦模拟计算机中处理的信息是连续的变化的物理量，运算过程是连续的。
2. 数字计算机如何分类？分类的依据是什么？分为专⽤计算机和通⽤计算机分类依据是计算机性能、速度、价格、运⾏的经济性3. 数字计算机有哪些应⽤ ？科学计算、⼈⼯智能、家⽤电器、测量等4. 冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些组成部分？主要设计思想：1）采⽤存储程序的⽅式编织好的程序和数据都存放在同⼀存储器中，2）计算机可以在⽆⼈⼲预的请扩下⾃动完成逐条指令的取出和执⾏指令的任务3）指令和数据均以⼆进制码的形式存储在计算机中组成部分：运算器、存储器、I/O设备、逻辑器、5. 什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据⾃？什么是指令字？存储容量：存储器中所有存储单元的总数单元地址：每个存储单元的编号数据字：某字代表要处理的数据指令字：某字为⼀条指令6. 什么是指令？什么是程序？指令：计算机硬件可以直接执⾏的每⼀个基本的算术运算或逻辑运算的操作程序：解算某⼀问题的⼀串指令寻列7. 指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分他们是指令还是数据？指令：取指周期中从内存读出的信息流数据：执⾏器周期中内存读取的信息流8. 计算机的系统软件包括哪⼏部分？说明他们的⽤途。
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来保存⼆进制数据运算器和控制器合称中央处理器，简称CPU ⽤来控制计算机以及进⾏算术逻辑运算配适器是外围设备与主机联系的桥梁，相当于转换器，使主机和外围设备并⾏协调⼯作9. 计算计的系统软件包括哪⼏类？说明他们的⽤途包括系统程序和应⽤程序。
系统程序⽤于简化程序设计，提⾼计算机使⽤效率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. 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？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⽤⼀系列的级来组成计算机的借⼝对于掌握计算机是如何组成的提供了良好的结构和体制分级的挂念来设计计算机保证产⽣⼀个良好的系统结构也是很有帮助的11. 为什么软件能够转化为硬件？硬件能转化为软件？实现这种转化的媒介是什么？应为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执⾏可以由软件完成，也可以由硬件完成，实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
计算机组成原理习题课件
1.说明SRAM的组成结构:与DRAM相比在电路组成上有什么不同? P902.DRAM存储器为什么要刷新?DRAM存储器采用何种方式刷新? P903.清华版教材P126习题中第四题P924.设有一个1MB容量的存储器,字长为32位,问:(1)按字节编址,位置寄存器,数据寄存器各为几位/编址范围为多大?(2)按半字编址,位置寄存器,数据寄存器各为几位/编址范围为多大?(3)按字编址,位置寄存器,数据寄存器各为几位/编址范围为多大? P935.设主存容量1MB,高缓容量16KB,块的大小为512字节.(1)写出主存位置格式.(2)Cache位置格式(3)页表的容量为多大(4)画出直接方式位置映象及变换示意图P1246.有一个Cache的容量2K字,每块为16字,问:(1)该Cache 可容纳多少块?(2)如果主存的容量是256K字,则有多少块?(3)主存的位置有多少位?Cache 的位置有多少位?(4)在直接映射方式下,主存中的第I块映射到Cache中的哪一块?(5) 在进行位置映射时,存储器位置分成哪几段,各段分别有多少位? P1267. 指令和数据均放在内存中,CPU如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据? P1588.已知指令字长为16位,每个位置码为4位,采用扩展操作码的方式,设计15条三位置指令, 15条二位置指令,15条一位置指令,16条零位置指令.画出扩展图和指令译码逻辑. P173 9. 假设计算机指令字长为32 位,具有二位置,一位置,零位置3种指令格式,每个操作数位置规定用8位表示,若操作码字段固定为8位,现已设计出K条二位置指令,L条零位置指令.那么最多设计出多少条单位置指令. P17510. 有一个主频为25MHZ的微处理器,平均每条指令的执行时间为2个机器周期,每个机器周期由2个时钟脉冲组成(1) 假定存储器为”0”等待,请计算机器速度.(2) 假如存储器速度较慢,每2个机器周期中有一个访问存储器周期,需插入2个时钟周期的等待时间,请计算机器速度. P26011. CPU主频为8MHZ,设每个CPU周期平均包括4个节拍周期(主频周期),且该机平均指令执行速度为1MIPS.(1)求该机的平均指令周期.(2)求每个指令周期包含的平均CPU周期.(3)若该用主频周期为0.01μS的CPU芯片,计算平均指令执行速度可提升到多少MIPS.P26212. 若某机主频200MHZ,每个指令周期平均为2.5CPU周期,每个CPU周期平均包括2个主频周期,问:(1)该机平均指令执行速度为多少MIPS?(2)若主频不变,但每条指令平均包括5个CPU周期,每个CPU周期又包含4个主频周期,平均指令执行速度为多少MIPS? P26313. 在一个16位的总线系统中,若时钟频率位100MHZ,总线数据周期为5个时钟周期传输一个字,试计算总线的数据传输率? P283 14.(1) 某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据,假设一个总线周期等于一个时钟周期,总线时钟频率为33MHZ,问总线带宽时多少?(2)如果一个总线周期中并行传送64位数据,总线时钟频率升为66MHZ,问总线带宽时多少?(3) 分析哪些因素影响带宽? P28315.把外围设备接入计算机系统时,必须解决哪些基本问题?通过什么手段解决这些问题?P31716. 试述程序查询方式下计算机进行输入输出操作的过程. P31717. 与中断方式比较,DMA方式的优点是什么? P31718. 列举三种中断向量产生的方法. P31719.(1) 进入中断周期的条件时什么? P318(2)进入中断周期INTC之前是什么CPU周期?(3)中断周期结束后又是什么CPU周期?(4)中断周期完成的主要操作是什么?(5)进入DMA 周期NMAC之前可以是什么CPU周期?(6)DMA结束之后又是什么CPU周期?(7)在DMAC中CPU处在什么状态?20. 中断处理过程包括哪些操作步骤? P31821. 一次程序中断大致可分为哪些过程? P31822. 简要描述外设进行DMA操作的过程及DMA方式的主要优点. P31823. 说明程序I/O与中断I/O方式的差别. P31924. 中断控制方式和DMA方式有何异同? P31925. 某显示器的分辨率为800ⅹ600, 灰度级为256色,试计算为达到这一显示效果需要多少字节? P34826. 清华习题P293的第8.6题P14127. 习题P360 第10.11题, P32028. P360 第10.7题, P32029.若需要显示一幅1024ⅹ768象素且有256种颜色的图象,试问：(1)显示系统的帧存容量为多少?(2)若要在屏幕上得到逼真的动态图象,假设每秒传送50帧(逐行扫描),其传送速率应为多少?(3)若要显示汉字,机器内设置ROM杭州库,存放一级汉字和二级汉字. 汉字采用16ⅹ16点阵,其汉字库的容量是多少? P34930. 一台计算机的主存容量为1MB,字长为32位,直接映像的Cache容量位512字.试设计主存位置格式. P124(1)Cache块长为1字.(2)Cache块长为8字.友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！。
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。
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．什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？
指令周期是完成一条指令所需的时间。
包括取指令、分析指令和执行指令所需的全部时间。
机器周期也称为周期，是指被确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。
时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或周期，是处理操作的最基本单位。
一个指令周期由若干个机器周期组成，每个机器周期又由若干个时钟周期组成。
．描述外设进行操作的过程及方式的主要优点。
()外设发出请求
()响应请求，控制器从接管总线的控制
()由控制器执行数据传送操作
()向报告操作结束
()主要优点是数据传送速度快
图中为寻址特征位，且时，不变址；时，用变址寄存器进行变址；时，用变址寄存器进行变址；时，相对寻址。
设（），（）,()，请确定下列指令的有效地址（均用十六进制表示，表示十六进制）
() () () () ()
答：（）（）（）（）（）
．浮点数格式如下：位阶符，位阶码，位数符，位尾数，请写出浮点数所能表示的范围（只考虑正数值）。
最小值×
最大值×
．现有一×位的存储器芯片，欲设计具有同样存储容量的芯片，应如何安排地址线和数据线引脚的数目，使两者之和最小。
并说明有几种解答。
设地址线根，数据线根，则
·×
若
因此，当数据线为或时，引脚之和为。
共有种解答
．异步通信方式传送码，数据位位，奇校验位，停止位位。
计算当波特率为时，字符传送的速率是多少？每个数据位的时间长度是多少？数据位的传送速率是多少？
每个字符格式包含十个位，因此字符传送速率
波特字符秒
每个数据位时间长度
数据位传送速率×位秒
．试说明总线结构对计算机系统性能的影响。
()最大存储容量
单总线系统中，最大内存容量必须小于由计算机字长所决定的可能的地址总线。
双总线系统中，存储容量不会受到外围设备数量的影响
（）指令系统
双总线系统，必须有专门的指令系统
单总线系统，访问内存和使用相同指令
（）吞吐量
总线数量越多，吞吐能力越大
结构如图所示，其中一个累加寄存器，一个状态条件寄存器和其它四个寄存器，各部分之间的连线表示数据通路，箭头表示信息传送方向。
() 标明图中四个寄存器的名称。
() 简述指令从主存取到控制器的数据通路。
() 数据在运算器和主存之间进行存取访问的数据通路。
图
答：（）为数据缓冲寄存器，为指令寄存器，为主存地址寄存器，
为程序计数器
（）主存→缓冲寄存器→指令寄存器→操作控制器
（）存储器读：→→→存储器写：→→
.指令格式如下所示，其中为操作码，试分析指令格式特点：。