组成原理课后习题答案(课堂PPT)
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。
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
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。
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞(完整版)
11. 画一个具有双向传输功能的总线逻 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、方向、使能等 控制功能的实现，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
• 9. 画出主机框图，分别以存数指令“STA M”和加法指令“ADD M”（ M均为主存地址）为例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶 段）的信息流程（如→①）。假设主存容量为256M*32位，在指令字 长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数。 • 解：主机框图如P13图1.11所示。 • （1）STA M指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR， MDR→IR， • OP(IR) →CU，Ad(IR) →MAR，ACC→MDR，MAR→MM，WR • （2）ADD M指令：PC→MAR，MAR→MM，MM→MDR， MDR→IR， • OP(IR) →CU，Ad(IR) →MAR，RD，MM→MDR， MDR→X，ADD，ALU→ACC，ACC→MDR，WR • 假设主存容量256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的 条件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均为32位，PC和MAR寄存器均 为28位。
存储总线
CPU MM I/O1 I/O2 …… I/On
这个方案的错误是： 不合题意。按题意要求应画出பைடு நூலகம்辑线路图而 不是逻辑框图。
12. 设数据总线上接有A、 B、C、D四个寄存器，要求 选用合适的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寄存器间的传送； （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。
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。
9
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。
13
习题参考答案
计算机组成原理课后习题及答案(完整版)
精选2021版课件
7
• 3. 什么是摩尔定律？该定律是否永远生效 ？为什么？
• 答：P23，否，P36
精选2021版课件
8
系统总线
第三章
精选2021版课件
9
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。
精选2021版课件
16
11. 画一个具有双向传输功能的总线逻
12
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。
精选2021版课件
10
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，
组成原理经典习题ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
取指周期的全部微操作如下： PC→MAR ；现行指令地址→MAR 1→R ；命令存储器读 M(MAR)→MDR ；现行指令从存储器中读至MDR MDR→IR ；现行指令→IR OP(IR)→CU ；指令的操作码→CU 译码 (PC)Байду номын сангаас+1→PC ；形成下一条指令的地址
例9.2 已知单总线计算机结构如图9.2 所示，其中M 为主存，XR 为变址寄存器，EAR 为有效地址寄存器，LATCH 为暂存器。图 中各寄存器的输入和输出均受控制信号控制，如PCi 表示PC 的输 入控制信号，又如MDRo 表示MDR 的输出控制信号。
假设指令地址已存于 PC 中，画出“ADD X，D”（X 为变址寄 存器XR，D 为形式地址）和“STA *D”（*表示相对寻址，D 为相对位移量）两条指令的指令周期信息流程图，并列出相应 的控制信号序列。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
例9.3 设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2 个时钟周 期，每条指令的指令周期平均有2.5 个机器周期，试问该机的 平均指令执行速度为多少MIPS？若机器主频不变，但每个机 器周期平均含4 个时钟周期，每条指令的指令周期平均有5 个 机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？由此 可得出什么结论？
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第1-3章计算机组成原理课后习题答案
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。
计算机组成原理答案高教版3PPT课件
10/22/2024
15
3.15 在一个32位的总线系统中，总线的时钟频率为 66MHz，假设总线最短传输周期为4个时钟周期，试 求总线的最大数据传输率。若想提高数据传输率，可 采取什么措施？
解：
• 最大数据传输率为：（66MHz/4）×（32/8） =66MBps
• 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的时 钟周期个数。
10/22/2024
21
10/22/2024
16
3.16 在异步串行传输系统中，若字符格式为：1位 起始位，8位数据位，1位校验位，2位终止位，假 设要求每秒传送120个字符，求这时的波特率和比 特率。
解：根据题目给出的字符格式，有效数据位为8位， 而传送一个字符需1+8+1+2=12位， 故波特率为：120×12 =1440bps 比特率为：1440×（8/12）=960bps
10/22/2024
5
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
10/22/2024
4
5. 解释下列概念：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 和总线的通信控制。
解： 总线宽度——总线一次能够同时传输的二进制数据位数；
总线带宽——总线每秒钟能够传送的二进制位数（或字节数）；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 解：a）带求补器的原码阵列乘法：
❖பைடு நூலகம்
|x|=11111, |y|= 11011
8
x * y=01101000101
❖ b）带求补器的补码阵列 ❖ [x]补 = 100001, [y]补 = 100101 ❖ 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│
❖ 解：先写出x和y的变形补码，再计算它们的差 [x]补=0011011 [y]补=1101101
❖ [-y]补=0010011 [x-y]补=[x]补+[-y]补=0011011
❖
+0010011
❖
= 0101110
∵运算结果双符号不相等
∴ 01为正溢出
7
❖ 7. 用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器分 别计算X×Y。
❖ 求和：(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 ： 00.010010(1)
❖
❖ 真值为2-100*(-0.101110)
❖ 求差：(2)尾数求差 00.010010(1)
❖
+ 00.011110
❖
00.110000(1)
❖
[x]浮－[y]浮=11 110，0.110001
11
❖ 真值为2-110*0.110001
❖ 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
3
❖ 5.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=11011 y=00011
❖ 解：先写出x和y的变形补码再计算它们的 和
[x]补=0011011 [y]补=0000011
❖ [x+y]补=[x]补+[y]补=0011011
❖
+0000011
❖
0011110
❖ （1）X=11011 Y=-11111
❖ 解：先写出x和y的变形补码，再计算它们的差
[x]补=0011011 [y]补=1100001
❖ [-y]补=0011111 [x-y]补=[x]补+[-y]补=0011011
❖
+0011111
❖
= 0111010
∵运算结果双符号不相等
∴ 01为正溢出
6
❖ （3）X=11011 Y=-10011
10
❖ 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）
❖ 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：[x]浮=11 101,0.100101 [y]浮=11 110,1.100010
❖
00000
❖
01101
❖
00000
❖
001110101
❖ 向左规格化： = 26 *（-0.1110101）
12
❖ 11、某加法器进位链小组信号为C4 C3 C2 C1 ，低位来的进位信号 为C0 ，请分另按下述两种方法写出C4 C3 C2 C1 逻辑表达式：
❖ （1）串行进位方式
（2）并行进位方式
+ 11.100010
❖
11.110100(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，每左移尾数两
次，相应阶码减2，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=11 100，1.010010
＝11011
（算后的符号为正，不需要求补），得：x*y=01101000101
x * y=01101000101
9
❖ 8．用原码阵列除法器计算x÷y。（先乘一个比例因子变 成小数）
❖ （2）X=-01011 ，Y=11001 ❖ 解：符号位 Sf = 1⊕0 = 1，去掉符号位后： ❖ [|y|]补 = 0011001, [-|y|]补=1100111, [|x|]补=01011
2
❖ 4．将下列十进制数表示成IEEE754标准的32位 浮点规格化数。（2） -27/64 解：27/64=0.011011=1.1011*2-2
❖ E=127-2=125=01111101 则规格化表示为： ❖ 1 01111101 10110000000000000000000 =BEC80000H
❖ （1）（23 × 13/16）×[24 ×（－9/16）]
❖ 解：Ex = 0011, Mx = 0.110100
❖ Ey = 0100, My = -0.100100
❖ Ez = Ex+Ey = 0111
❖ |Mx|*|My|
0. 1 1 0 1
❖
* 0. 1 0 0 1
❖
01101
❖
00000
∴ x+y=11110 无溢出。
4
❖ （2）x=11011 y=-10101
❖ 解：先写出x和y的变形补码再计算它们的和 [x]补=0011011 [y]补=1101011
❖ [x+y]补=[x]补+[y]补=0011011
❖
+1101011
❖
10000110
∴ x+y=00110 无溢出。
5
❖ 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。
❖ 解：
❖ (1)串行进位方式
❖ C1 = G1+P1C0 其中：G1 = A1B1 P1 = A1⊕B1（A1＋B1也对）
❖ C2 = G2+P2C1
G2 = A2B2 P2 = A2⊕B2
❖ C3 = G3+P3C2
G3 = A3B3 P3 = A3⊕B3
课后作业答案
1
第二章
❖ 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是最低位。
❖ (1)[-35]原=10100011;[-35]反=11011100
❖ [-35]补=11011101 ❖ (2) [127]原= [127]反=[127]补= 01111111； ❖ (3) [-127 ]原=11111111； ❖ [-127]反=10000000； ❖ [-127]补=10000001；