计算机组成原理1概论
（2）控制器
1）功能：产生控制命令(微命令)， 控制全机操作。 2）组成：
微命令序列
微命令发生器
指 令 信 息 状 态 信 息 时 序 信 号
微命令产生方式（指令执行控制方式）：
组合逻辑控制方式：微命令由组合 逻辑电 路产生 组合逻辑控制器 微程序控制方式： 微命令由微指 令产生 微程序控制器
控制器主要解决如何产生微命令控制指令 的执行（组合逻辑方式、微程序方式）
例2 用数字代码表示字符
A 表示为 1000001
B
启动 停止
表示为 1000010
表示为 00 表示为 01 表示为 10 表示为 11
例3 用数字代码表示命令、状态
正在工作 工作结束
2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码 数字型电信号
例1 用电平信号表示数字代码 1 高电平 实现并行 0 低电平 操作 1 高电平 例2 用脉冲信号表示数字代码
应用程序：利用计算机来解决应用问题所编 制的程序,如工程设计程序、数据处理程序、 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。
1.3.4 硬、软件系统的层次结构
计算机系统是一个由多层次结构组成的系统，其层次 结构示意图，见教材。
系统分析级
用户程序级 应用程序级
语言处理程序级 操作系统级 传统机器级（指令） 软硬分界面 软件部分
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1.1.4计算机的分类
计算机从总体上来说分为两大类:
模拟计算机和数字计算机。
各自主要特点： 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在 时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流 等）；
数字计算机：由逻辑电子器件构成，处理离
散的数字量。
数字计算机又可分为: 专用计算机和通用计算机。
专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标
晶体管
第三代
19641971
1971目前
中小规模集成 体积小，可靠性大大提高，速度达几 电路 MIPS，机种多样化，“小型计算机” 出现，软件技术和外设发展迅速应用领 域不断扩大
中大及超大规 速度提高至GIPS乃至TIPS水平，多机并 模集成电路 行处理和计算机网络迅速发展。“微型 计算机” 出现
第四代
MIPS=程序所含指令数/程序执行时间
（2）每秒平均执行的指令条数（MIPS）
（3）每秒执行的浮点指令数（MFLOPS）
MFLOPS=程序所含浮点操作次数÷程序执行时间
（4） CPU时钟频率（MHz）
即CPU主频，等于每秒时钟周期数。
（5）CPI 每条指令时钟周期数。
CPI=程序所需时钟周期数÷程序所含指令数
格式 并行总线
串行总线
时序 同步总线 方向 单向总线
异步总线
双向总线
（1）以CPU为中心的双总线结构
I/O 总线 接口 I/O 接口 I/O
CPU M 总线 M
（2）单总线结构
系 统 总 线
CPU M 接口 I/O 接口 I/O
（3）以M为中心的双总线结构
系 统 总 线
CPU M 接口 I/O 接口 I/O
3. 计算机硬件由存储器、运算器、控制 器、输入设备和输出设备组成。
1.1.3 存储程序工作方式
1.事先编制程序 2.事先存储程序
3.自动、连续地执行程序 传统诺依曼机串行执行指令。
对传统诺依曼机的改造：增加并 行处理功能。
编写程序
输入程序
存储程序
输出结果
执行指令
将程序转换为 指令序列
图 计算机的工作流程
M 总线
（4）多级总线结构
RAM CPU
总线控制逻辑
ROM
公共接口
局部总线
系统总线
M扩展板 I/O接口板
2. 采用通道或IOP的大型系统结构
（1）带通道的系统
主机 通道 I/O控制器
I/O
系统总线
（2）带IOP的系统
CPU
M
接口 I/O
IOP
I/O总线
LM
接口 I/O
3. 模型机系统结构
系统总线
1 0 1
有脉冲 无脉冲 有脉冲
实现串行 操作
3. 数字化方法表示信息的优点
（1）物理上易实现信息的表示与存储
（2）抗干扰能力强，可靠性高
（3）数值的表示范围大，精度高
（4）可表示的信息类型广泛
（5）能用数字逻辑技术进行处理
冯 ·诺依曼思想
1. 用二进制代码表示程序和数据；
2. 计算机采用存储程序的工作方式；
第一节 计算机的基本概念
1.1.1 冯 ·诺依曼思想
1. 用二进制代码表示程序和数据；
2. 计算机采用存储程序的工作方式；
3. 计算机硬件由存储器、运算器、控制 器、输入设备和输出设备组成。
状 态 输入设备 命 令
运算器 结 数 果 据 存储器 地 址 指 令
命 令 输出设备 命 令 请 求
程序
请 求
CPU M
公共接口
接口
I/O
接口
I/O
建立总线概念，用总线连接各部件。
多机系统结构
特点：用多处理器CPU构成 根据处理器之间连接的紧密程度，分为：
①紧密偶合系统
②松散偶合系统
紧密偶合多机系统
全局M I/O I/O
CPU1
LM1
CPUn
LMn
特点：多个（CPU+LM）组，通过系统总线 构成多机系统，且共享全局M
通用寄存器组
移位器
ALU
通用寄存器组：提供操作数， 选择器 选择器 存放运算结果。
通用寄存器组
移位器
ALU
选择器 选择器
选择器：选择操作数；选择控 通用寄存器组 制条件，实现各种算法。
移位器
ALU 移位器：直接或者移位 送出运算结果。
选择器 选择器
运算器主要解决如何通过运算方 通用寄存器组 法将各种运算转换为加法运算。
4. 数据传输率
总线带宽=
总线位数×总线时钟频率
8×总线周期时钟数
（B/S）
即：单位时间内传输的数据量
注意：计算总线的带宽时，一般还要考虑编码方 式、单双工模式和通道的路数等因素。
5.外围配置 （1）硬件系统配置
（2）系统软件配置
【思考】计算机主频为 500MHz， CPI 为 5 。某外设的 带宽为 0.5MB/s ，中断方式 32 位传输，中断服务程序包 含 18 条指令，中断服务的其他开销相当于 2 条指令时间 。 （ 1）在中断方式下， CPU用于该外设 I/O的时间占整 个CPU时间的百分比是多少？ （ 2 ） 当 该 外 设 的 数 据 传 输 率 达 到 5MB/s 时 ， 改 用 DMA 方式传送数据。假设每次 DMA 传送大小为 5000B ，且DMA预处理和后处理的总开销为 500个时钟周期， 则 CPU 用于该外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比 是多少？（假设DMA与CPU之间没有访存冲突） （2009 考研）
/
控制线路
地 址 寄 存 器
译 码 器
存储体
读 写 线 路
数 据 寄 存 器
读/写线路和数据寄存器：完成读/写 操作，暂存读/写数据。 控制线路：产生读/写时序，控制读/ 写操作。
…………
…………
/
控制线路
存储器主要解决如何根据地址找 到所要访问的存储单元。
3. 输入/输出设备
1）功能：转换信息。 输入：原始信息
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冯· 诺依曼思想的产生背景
冯· 诺依曼在1944年加入了美国军方ENIAC计算机的研 制项目。在此项目基础之上，在1945年提出并发表了一 个全新的“存储程序通用电子计算机”方案——EDVAC （冯· 诺依曼思想）。 在这份方案中，冯· 诺依曼具体介绍了电子计算机和程序 设计的新思想。这份方案是计算机发展史上一个划时代 的文献，它向世界宣告了电子计算机时代的来临。
的特殊计算机，它是针对某一任务设计的计算机，
但是它的适应性较差（如：工控机、ATM等） 。
通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和
经济性，如个人电脑。
按照计算机的体积、简易性、功率损耗、性 能指标、数据存储容量、指令系统规模、机 器价格和应用范围等条件，将计算机分为巨 型机、大型机、中型机、小型机和微型机等
。 它们的结构规模和性能指标依次递减。随 着超大规模集成电路的迅速发展，类型也会 发生动态变化。
计算机类别对比：
第二节
计算机的诞生和发展
中文名：约翰·冯·诺依曼 外文名：John Von Neumann 国籍：美籍匈牙利人 出生地：布达佩斯 出生日期：1903年12月28日 逝世日期：1957年2月8日 毕业院校：苏黎世大学、布达佩斯大学 称谓：计算机之父
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松散偶合多机系统
MTS 消息传送系统
CAS CAS
CPU1
LM1
I/O
CPUn
LMn
I/O
特点：多个节点，由通信接口 CAS并通过 MTS 构成多机系统。
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1.3.3 软件系统
软件类别：系统程序和应用程序。 系统程序：负责系统调度管理，提供运行和 开发环境、各种服务，确保系统运行良好。
代码，送入主机
输出：处理结果 （代码）
人所能接受的形式， 并输出
I/O设备主要解决如何转换信息。
1.3.2 硬件系统结构 1. 以总线为基础的系统结构 总线：能为多个部件分时共享的 一组信息传送线路。
总 线
部 件
部 件
部 件
总 线
功能 内总线
外总线 局部总线 系统总线
信息 地址总线
数据总线 控制总线
计算机组成原理考试重点
计算机组成原理第一章计算机系统概论1.概念：存储单元，存储字长,存储容量P17，机器字长P17,指令字长（P19—1.7)2.什么是指令？3.P8，冯诺依曼计算机特点，计算机结构框图，图1。
7.（P19—1。
5)第二章计算机发展及应用1。
什么是摩尔定律?第3章系统总线1．总线的概念P412．总线的分类，系统总线分类?通信总线分类？3．了解总线结构,尤其是双总线和三总线（P53）4．总线控制（重点）P57（1）总线判优控制：集中式,分布式，特点是什么呢？集中式控制：●链式查询,计数器定时查询，独立请求方式；●分别采用怎样的控制方式?（2)总线通信控制(P59）●什么是总线周期？可以分为哪些阶段？●申请分配阶段，寻址阶段,传数阶段，结束阶段各自有哪些功能？●总线通信控制的主要功能:解决通信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，如何配合的问题。
●四种通信方式：同步通信，异步通信,半同步通信和分离式通信。
●同步通信特点？●异步通信特点？根据应答方式的不同进行分类：不互锁方式，半互锁方式，全互锁方式.●例题:3。
2, 例题3.35课后题3.2, 3.4 3。
5 3。
6 3。
7 3。
13 3.14 3.16第4章存储器1了解主存的基本组成P722。
了解主存存储单元地址分配, 存储字长:一个存储单元存放一串二进制代码的位数。
P73 3。
概念:存储容量,存储速度，存取时间，存取周期, 存储器带宽。
4. 动态RAM的三种刷新方式：P86●集中刷新●分散刷新●异步刷新5存储器容量的扩展方式：位扩展，字扩展,位字扩展P916存储器与CPU连接（设计题）P93 例题4。
17存储器校验：汉明码校验方法P100 例题4。
4 例题4.58 Cache—主存地址映射方式: 直接映射，全相联映射、组相连映射，各自特点，例题4.8，例题4.99替换策略: 先进先出算法，近期最少用算法，随即算法10. 辅助存储器章节的概念：磁表面存储器主要技术指标：记录密度,存储容量，平均寻址时间，数据传输率,误码率P12511 循环冗余校验码CRC编码P145 例题4。
计算机组成原理(简答题)
计算机组成原理(简单题)第一章概论1、计算机的应用领域：科学计算、数据处理、实时控制、辅助设计、通信和娱乐。
2、计算机的基本功能：存储和处理外部信息，并将处理结果向外界输出。
3、数字计算机的硬件由：运算器、控制器、存储器、输入单元和输出单元。
4、软件可以分成系统软件和应用软件。
其中系统软件包括：操作系统、诊断程序、编译程序、解释程序、汇编程序和网络通信程序。
5、计算机系统按层次进行划分，可以分成，硬件系统、系统软件和应用软件三部分。
6、计算机程序设计语言可以分成：高级语言、汇编语言和机器语言。
第二章数据编码和数据运算1、什么是定点数？它有哪些类型？答：定点数是指小数点位置固定的数据。
定点数的类型有定点整数和定点小数。
2、什么是规格化的浮点数？为什么要对浮点数进行规格化？答：规格化的浮点数是指规定尾数部分用纯小数来表示，而且尾数的绝对值应大于或等于1/R并小于等于1。
在科学计数法中，一个浮点数在计算机中的编码不唯一，这样就给编码带来了很大的麻烦，所有在计算机中要对浮点数进行规格化。
3、什么是逻辑运算？它有哪些类型？答：逻辑运算时指把数据作为一组位串进行按位的运算方式。
基本的逻辑运算有逻辑或运算、逻辑与运算和逻辑非运算。
4、计算机中是如何利用加法器电路进行减法运算的？答：在计算机中可以通过将控制信号M设置为1，利用加法器电路来进行减法运算。
第三章存储系统1、计算机的存储器可以分为哪些类型？答：计算机的存储器分成随机存储器和只读存储器。
2、宽字存储器有什么特点？答：宽字存储器是将存储器的位数扩展到多个字的宽度，访问存储器时可以同时对对个字进行访问，从而提高数据访问的吞吐量。
3、多体交叉存储器有什么特点？答：多体交叉存储器是由对个相互独立的存储体构成。
每个存储器是一个独立操作的单位，有自己的操作控制电路和存放地址的寄存器，可以分别进行数据读写操作，各个存储体的读写过程重叠进行。
4、什么是相联存储器？它有什么特点？答：相联存储器是一种按内容访问的存储器。
纪禄平-计算机组成原理PPT(第4版) 1-1 概论-计算机的基本概念
散的数字量。
其中数字计算机又可分为:
专用计算机和通用计算机。
专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的
特殊计算如：工控机、ATM等） 。
通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经
济性，如个人电脑。
按照系统规模和计算能力，也可以分为：
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例2 用数字代码表示字符
A 表示为 01000001
B
表示为 01000010
例3 用数字代码表示命令、状态 表示为 00 启动 表示为 01 停止 正在工作 工作结束 表示为 10 表示为 11
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2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码
数字型电信号
例1 用电平信号表示数字代码 1 高电平 实现并行 0 操作 低电平 1 高电平
例2 用脉冲信号表示数字代码
1 0 1
有脉冲 无脉冲 有脉冲
实现串行 操作
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3. 信息数字化表示的优点
（1）物理上易实现信息的表示与存储 （2）抗干扰能力强，可靠性高
（3）数值的表示范围大，精度高
（4）可表示的信息类型广泛 （5）能用数字逻辑技术进行处理 因此，计算机中采用二进制形式表示信息
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1.1.2 存储程序工作方式 1. 编制程序 2. 存储程序
3. 自动、连续执行程序
4. 输出结果
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※计算机的工作流程
转换为 指令序列
编写程序
输入程序
执行指令
存储程序
输出结果
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1.1.3 计算机的分类
计算机从总体上来说分为两大类: 模拟计算机和数字计算机。 各自主要特点： 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在 时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流 等）；
计算机组成原理总结精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整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。
计算机组成原理[完整版](罗克露)(全)原版
(全)原版](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/3e9704064431b90d6c85c7a0.webp)
S =（ R ）
R所占位数少； 访问R比访问M快
用于访问固定的存储单元或寄存器。
（3）间接寻址 指令给出操作数的间接地址。
存储单元号 (数在M中) 寄存器号 (数在M中)
间址单元 地址指针
M
● 存储器间址
格式 操作码θ 间接地址D
D=0030
0060
... 0060 S ...
尾数规格化：1/2≤ M
＜1 最高有效位绝对值为1
第二节
指令信息的表示
指令：指示计算机执行某类操作的信息的集合。 本节主要讨论：一般指令格式 常用寻址方式 面向用户指令类型 2.2.1 指令格式
指令基本格式 操作码θ
一个
地址码 D
一个或几个
1. 指令字长
定长指令格式 变长指令格式 2. 操作码结构 （1） 定长操作码 各指令θ 的位置、位数固定相同。 便于控制 合理利用存储空间
数据信息 控制信息 数值型数据 非数值型数据 指令信息等
第一节
数据信息的表示
2.1.1 表示数据的大小
二进制、八进制、十六进制、二-十进制
2.1.2 表示数据的符号
原码、补码、反码
2.1.3 表示小数点
定点、浮点
1. 定点表示法 类型
无符号数 00000000 （ 0） 11111111 （255）
例.ADD；
执行前： 执行后：
低 低
SP
10 20 46
SP
高
30 46
高
2.2.2 寻址方式 是指寻找操作数地址或操作数的方式。
1. 常见寻址方式
（1） 立即寻址 指令直接给出操作数。
定长格式：操作码θ 立即数S 变长格式：基本指令 立即数S
计算机组成原理名词解释
计算机组成原理名词解释第1章概论数字计算机：一种能存储程序，能自动、连续地对各种数字化信息进行处理的快速工具。
硬件：指组成计算机系统的设备实体，如CPU、存储器、I/O设备等。
软件：泛指各类程序、文档等。
CPU：即中央处理器，是由运算器和控制器组成的计算机硬件系统的核心部件。
主存储器：位于主机内部，用来存放CPU需要使用的程序和数据的部件。
外存储器：位于主机外部，用来存放大量的需要联机保存、但CPU暂不使用的程序和数据的部件。
外部设备：位于主机之外，与主机进行信息交换的输入设备或输出设备。
信息的数字化表示：包含两层含义，即用数字代码表示各种信息、用数字信号（电平、脉冲）表示数字代码。
存储程序工作方式：事先编制程序，事先存储程序，自动、连续地执行程序。
模拟信号：在时间上连续变化的电信号，用信号的某些参数模拟信息。
数字信号：在时间上或空间上断续变化的电信号，依靠彼此离散的多位信号的组合表示信息。
脉冲信号：在时间上离散的电信号，利用脉冲的有、无表示不同的状态。
电平信号：在空间上离散的电信号，利用信号电平的高、低表示不同的状态。
系统软件：为保证计算机系统能够良好运行而设置的基础软件。
应用软件：用户在各自的应用领域中为解决各类问题而编写的软件。
操作系统：负责管理和控制计算机系统的硬件资源、软件资源和运行的核心软件，为用户提供软的开发环境和运行环境。
语言处理程序：将源程序转换为目标程序的一类系统软件，包括各种解释程序、编译程序、汇编程序。
物理机：指能够执行机器语言程序的实际计算机。
虚拟机：能通过配置软件，扩充机器功能后所形成的计算机。
总线：一组能为多个部件分时共享的公共的信息传送线路。
数据通路宽度：指数据总线一次能并行传送的数据位数。
数据传输率：指数据总线每秒传送的数据量。
接口：泛指两个部件的交接部分。
通道：能够执行专用的通道指令，用来管理I/O操作的控制部件。
字节：8位二进制代码称为1字节。
字长：一般指参加一次定点运算的操作数的位数。
计算机组成原理复习要点
第三章 运算方法和运算器件
• 定点加、减运算及其溢出判断方法，其中减法运算是通过补码加法运 算实现的，其中根据[x]补求[-x]补。什么时候将会发生溢出？P6162,三种溢出判断方法。在计算机中，所表示的数会发生溢出，其根本 原因是计算机的字长有限。
• 定点原码乘法采用数值位用绝对值相乘，符号位单独处理；补码乘法 采用Booth算法；定点原码加减交替除法 ：仅当最后一步余数为负时， 做恢复余数的操作
第二组：
4000H~7FFFH
第三组：
8000H~BFFFH
第四章：
C000H~FFFFH
第五章 指令系统
• 指令的格式是指指令用二进制表示的形式，通常由指令码和操作数的 地址码两部分组成，操作数有一地址、二地址和多地址之分；指令码 有定长与不定长之分；指令系统是表征一台计算机性能的重要因素， 它的格式和功能不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软 件。
复习要点
第一章 计算机系统概论
计算机系统
硬件系统
软件系统
外围设备 主机
系统软件
应用软件
外输输 C 内 存入出 P 存 储设设 U 器备备
寄运 控 高
存算 制 速
器器 器 缓
包
存
含
( )
操 作 系 统
语数
言据
处 理 程
… …
库 管 理
序系
统
数自 据动 处控 理制 程程 序序
企科
业学
管… 计 理… 算
• 流水线的概念，流水CPU是一种非常经济而实用的时 间并行技术，影响流水线性能的因素：访存冲突（即 资源相关）和相关（数据相关、控制相关）问题
第八章 系统总线
• 系统总线的结构有单总线和多总线之分，功能有数据 线、地址线和控制线之分，其中地址线（控制线）的 功能：提供主存、I / O接口设备的地址（控制信号、 响应信号）。计算机系统中，根据应用条件和硬件资 源不同，数据传输方式可采用串行微指令的编码。注意PC+1在不同机器中的含义， 如8位字长、16位指令和16位字长、16位指令
计算机组成原理1章习题解答
PC→MAR
Ad(IR)→MAR
MDR→IR
取数
MDR→ACC，存数
ACC→据都存于存储器中，计算机如何区分它们？
解：通常完成一条指令可分为取指阶段和执行阶段。在取指阶段通过访问存储器可将指令
取出；在执行阶段通过访问存储器可将操作数取出。这样，虽然指令和数据都是以
单元
IR
ACC
ALU
控制器
X
I/O
图 1.1 计算机框图
解：指令“ADD M”的真实含义是将地址为 M的存储单元中的加数取出并送至运算器
中，然后和存放在运算器的被加数通过 ALU（算逻部件）相加，结果仍放在运算器中。结合图
1.1，设运算器中 ACC存放被加数， X存放加数，求和结果存放在 ACC中。故完成 “ADD M”
出图 1.1中各寄存器的位数，并指出哪些寄存器之间有信息通路。
解：由主存容量为 64K×32位
得 216＝64 K. 故 MAR为 16位，PC为 16位，MDR为 32位。
因指令字长＝存储字长＝机器字长
则 IR、ACC、MQ、X均为 32位
寄存器之间的信息通路有
1
计算机组成原理第
0、1代码形
式存在存储器中，但
CPU可以判断出在取指阶段访存取出的
0、1代码是指令；在执行阶段访
存取出的
0、1代码是数据。例如，完成
ADD M指令需两次访存：第一次访存是取指阶段，
CPU
根据
PC给出的地址取出指令；第二次访存是执行阶段，
CPU根据存于
IR的指令中
指令的信息流程为：
取指令 PC → MAR → M → MDR → IR
计算机组成原理目录
计算机组成原理目录目录如下：第1篇概论第1章计算机系统概论1.1 计算机系统简介1.1.1 计算机的软硬件概念1.1.2 计算机系统的层次结构1.1.3 计算机组成和计算机体系结构1.2 计算机的基本组成1.2.1 冯·诺依曼计算机的特点1.2.2 计算机的硬件框图1.2.3 计算机的工作步骤1.3 计算机硬件的主要技术指标1.3.1 机器字长1.3.2 存储容量1.3.3 运算速度1.4 本书结构思考题与习题第2章计算机的发展及应用2.1 计算机的发展史2.1.1 计算机的产生和发展2.1.2 微型计算机的出现和发展2.1.3 软件技术的兴起和发展2.2 计算机的应用2.2.1 科学计算和数据处理2.2.2 工业控制和实时控制2.2.3 网络技术的应用2.2.4 虚拟现实2.2.5 办公自动化和管理信息系统2.2.6 CAD/CAM/CIMS2.2.7 多媒体技术2.2.8 人工智能2.3 计算机的展望思考题与习题第2篇计算机系统的硬件结构第3章系统总线3.1 总线的基本概念3.2 总线的分类3.2.1 片内总线3.2.2 系统总线3.2.3 通信总线3.3 总线特性及性能指标3.3.1 总线特性3.3.2 总线性能指标3.3.3 总线标准3.4 总线结构3.4.1 单总线结构3.4.2 多总线结构3.4.3 总线结构举例3.5 总线控制3.5.1 总线判优控制3.5.2 总线通信控制思考题与习题第4章存储器4.1 概述4.1.2 存储器的层次结构4.2 主存储器4.2.1 概述4.2.2 半导体存储芯片简介4.2.3 随机存取存储器4.2.4 只读存储器4.2.5 存储器与CPU的连接4.2.6 存储器的校验4.2.7 提高访存速度的措施4.3 高速缓冲存储器4.3.1 概述4.3.2 Cache—主存地址映射4.3.3 替换策略4.4.1 概述4.4.2 磁记录原理和记录方式4.4.3 硬磁盘存储器4.4.4 软磁盘存储器4.4.5 磁带存储器4.4.6 循环冗余校验码4.4.7 光盘存储器思考题与习题附录4A 相联存储器第5章输入输出系统5.1 概述5.1.1 输入输出系统的发展概况5.1.2 输入输出系统的组成5.1.3 I/O设备与主机的联系方式5.1.4 I/O设备与主机信息传送的控制方式5.2 I/O设备5.2.1 概述5.2.2 输入设备5.2.3 输出设备5.2.4 其他I/O设备5.2.5 多媒体技术5.3 I/O接口5.3.1 概述5.3.2 接口的功能和组成5.3.3 接口类型5.4 程序查询方式5.4.1 程序查询流程5.4.2 程序查询方式的接口电路5.5 程序中断方式5.5.1 中断的概念5.5.2 I/O中断的产生5.5.3 程序中断方式的接口电路5.5.4 I/O中断处理过程5.5.5 中断服务程序的流程5.6 DMA方式5.6.1 DMA方式的特点5.6.2 DMA接口的功能和组成5.6.3 DMA的工作过程5.6.4 DMA接口的类型思考题与习题附录5A ASCⅡ码附录5B BCD码附录5C 奇偶校检码第3篇中央处理器第6章计算机的运算方法6.1 无符号数和有符号数6.1.1 无符号数6.1.2 有符号数6.2 数的定点表示和浮点表示6.2.1 定点表示6.2.2 浮点表示6.2.3 定点数和浮点数的比较6.2.4 举例6.2.5 IEEE754标准6.3 定点运算6.3.1 移位运算6.3.2 加法与减法运算6.3.3 乘法运算6.3.4 除法运算6.4 浮点四则运算6.4.1 浮点加减运算6.4.2 浮点乘除法运算6.4.3 浮点运算所需的硬件配置6.5 算术逻辑单元6.5.1 ALU电路6.5.2 快速进位链思考题与习题附录6A 各种进位制6A.1 各种进位制的对应关系6A.2 各种进位制的转换附录6B 阵列乘法器和阵列除法器附录6C 74181逻辑电路第7章指令系统7.1 机器指令7.1.1 指令的一般格式7.1.2 指令字长7.2 操作数类型和操作类型7.2.1 操作数类型7.2.2 数据在存储器中的存放方式7.2.3 操作类型7.3 寻址方式7.3.1 指令寻址7.3.2 数据寻址7.4 指令格式举例7.4.1 设计指令格式应考虑的各种因素7.4.2 指令格式举例7.4.3 指令格式设计举例7.5 RISC技术7.5.1 RISC的产生和发展7.5.2 RISC的主要特征7.5.3 RISC和CISC的比较思考题与习题第8章 CPU的结构和功能8.1 CPU的结构8.1.1 CPU的功能8.1.2 CPU结构框图8.1.3 CPU的寄存器8.1.4 控制单元和中断系统8.2 指令周期8.2.1 指令周期的基本概念8.2.2 指令周期的数据流8.3 指令流水8.3.1 指令流水原理8.3.2 影响流水线性能的因素8.3.3 流水线性能8.3.4 流水线中的多发技术8.3.5 流水线结构8.4 中断系统8.4.1 概述8.4.2 中断请求标记和中断判优逻辑8.4.3 中断服务程序入口地址的寻找8.4.4 中断响应8.4.5 保护现场和恢复现场8.4.6 中断屏蔽技术思考题与习题第4篇控制单元第9章控制单元的功能9.1 微操作命令的分析9.1.1 取指周期9.1.2 间址周期9.1.3 执行周期9.1.4 中断周期9.2 控制单元的功能9.2.1 控制单元的外特性9.2.2 控制信号举例9.2.3 多级时序系统9.2.4 控制方式9.2.5 多级时序系统实例分析思考题与习题第10章控制单元的设计10.1 组合逻辑设计10.1.1 组合逻辑控制单元框图10.1.2 微操作的节拍安排10.1.3 组合逻辑设计步骤10.2 微程序设计10.2.1 微程序设计思想的产生10.2.2 微程序控制单元框图及工作原理10.2.3 微指令的编码方式10.2.4 微指令序列地址的形成10.2.5 微指令格式10.2.6 静态微程序设计和动态微程序程序设计10.2.7 毫微程序设计10.2.8 串行微程序控制和并行微程序控制10.2.9 微程序设计举例思考题与习题附录10A PC整机介绍10A.1 主板10A.1.1 主板的主要组成部件10A.1.2 CPU芯片及插座(插槽)10A.1.3 内存条插槽10A.1.4 扩展插10A.1.5 配套芯片和器件10A.1.6 主板结构的改进10A.2 芯片组10A.2.1 芯片组的功能10A.2.2 芯片组的组成《计算机组成原理》是2008年1月1日高等教育出版社出版的图书，作者是唐朔飞。
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。