计算机组成原理课后答案(第二版)_最新版本
计算机组成原理答案(第二版)
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。
计算机组成原理答案第二版唐朔飞完整答案
10. 指令和数据都存于 存储器中,计算机如何区分它 们？
解：计算机硬件主要通
过不同的时间段来区分指令 和数据，即：取指周期（或 取指微程序）取出的既为指 令，执行周期（或相应微程 序）取出的既为数据。
另外也可通过地址来源 区分，从PC指出的存储单元 取出的是指令，由指令地址返回 码部分提供操作数地址。 目录
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：P10 主机——是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（机），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，为计算机的主要 工作存储器，可随机存取；
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，对电路故障最敏感；计数器查询方 式优先级设置较灵活，对故障不敏感，连 线及控制过程较复杂；独立请求方式判优 速度最快，但硬件器件用量大，连线多， 成本较高。
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；
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： CPU——Central Processing Unit，
中央处理机（器），见7题； PC——Program Counter，程序计数
5. 解释下列概念：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。
(完整版)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：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全唐朔飞
计算机组成原理第二版课后习题答案全唐朔飞计算机组成原理第二版课后习题答案计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，它主要讲述了计算机系统的基本组成和工作原理。
理解和掌握计算机组成原理对学习和实践计算机领域都至关重要。
为了帮助读者更好地巩固和应用所学知识，本文将提供《计算机组成原理第二版》课后习题的答案。
第一章：计算机系统概述1. 详细解释计算机的五大组成部分。
答：计算机由五大部分组成，分别是中央处理器（CPU）、存储器、输入设备、输出设备和外部设备。
CPU负责执行指令和处理数据，存储器用于存储程序和数据，输入设备用于输入数据和指令，输出设备用于输出结果，外部设备用于与计算机系统进行交互。
2. 描述冯·诺依曼计算机结构模型的主要特点。
答：冯·诺依曼计算机结构模型的特点主要包括存储程序控制、数据和指令以二进制表示、按顺序执行指令、以及以存储器为中心。
3. 解释指令的含义，指出指令的两个基本组成部分。
答：指令是计算机中最基本的操作单位，用于定义计算机的操作和处理数据的方式。
指令由操作码和地址码两个基本部分组成。
操作码指明要执行的操作，地址码指明所需操作数或结果存放的地址。
4. 什么是指令周期？什么是时钟周期？答：指令周期是指计算机处理一条指令所需的全部时间，包括取指令、执行指令、访存和写回结果。
时钟周期是指计算机中使用的基本时钟信号的时间间隔，决定了计算机的运行速度。
第二章：计算机的发展与应用1. 简述冯·诺依曼结构的计算机和哈佛结构的计算机有什么区别？答：冯·诺依曼结构的计算机将存储器用于存放程序和数据，指令和数据共享同一存储空间；而哈佛结构的计算机将指令和数据存放在不同的存储空间，可以同时取指令和访问数据，提高了运行效率。
2. 解释并举例说明并行计算和串行计算的区别。
答：并行计算是指多个处理器同时进行计算任务，各个处理器独立运行，可以加快计算速度。
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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）。
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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
第1章计算机系统概论欧阳歌谷（2021.02.01）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：计算机运行所需的法度及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不成，因此同样重要。
2. 如何理解计算机的条理结构？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条理结构。
（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纵界面。
（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。
各条理之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各条理的划分不是绝对的。
3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的不同及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识另外语言，汇编语言是机器语言的符号暗示，高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的法度（源法度）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编法度汇编成机器语言（目标法度）之后才干被执行。
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法度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，包含对法度员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接办法等。
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、输出设备五年夜部件组成；●指令和数据以同同等位置寄存于存储器内，并可以按地址拜访；●指令和数据均用二进制暗示；●指令由操纵码、地址码两年夜部分组成，操纵码用来暗示操纵的性质，地址码用来暗示操纵数在存储器中的位置；●指令在存储器中顺序寄存，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2版)答案
2.1 将下列各数值写成按权展开式： （572.106）8 （A3D.F0E）16 （1011.011）2 （4211.375）10 3 2 1 0 解 ：（4211.375）10=4×10 +2×10 +1×10 +1×10 +3×10-1+7×10-2+5×10-3 （572.106）8=5×82+7×81+2×80+1×8-1+0×8-2+6×8-3 （A3D.F0E）16 =A×162+3×161+D×160+F×16-1+0×16-2+E×16-3 （1011.011）2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3 2.2 将二进制数 11011，-0.1001，101011.0011 转换成十进制数。 解：11011=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=16+8+0+2+1=(27)10 -0.1001=-(1×2-1+0×2-2+0×2-3+1×2-4)=(-0.5625)10 101011.0011=1 × 25+0 × 24+1 × 23+0 × 22+1 × 21+1 × 20+0 × 2-1+0 × 2-2+1 × 2-3+1 × 2-4=(43.1875) 10 2.3 将十进制数 199，0.375，0.2，69.3，-523.11 转换成二进制数。 解： (199)10=(11000111)2 （0.375）10=（0.011）2 (0.2)10=(0.001100)2 (69.3)10=(1000101.010011)2 (-523.11)10=(-1000001011.000111)2 解析：具体解法见书 P15—P16。 2.4 试借助八进制为过渡制，进行题 2.2 与题 2.3 的转换。 3 分析：由于二进制基数为 2，八进制基数为 8，由于 2 =8，所以八进制的一位对应的二进
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8. 为什么说半同步通信同时 保留了同步通信和异步通信的特 点？
解： 半同步通信既能像同步通信
那样由统一时钟控制，又能像异 步通信那样允许传输时间不一致， 因此工作效率介于两者之间。
10. 什么是总线标准？为什么要设置 总线标准？目前流行的总线标准有哪些？ 什么是即插即用？哪些总线有这一特点？
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。
>=1 >=1 T1 T3 T0 T2
14. 设总线的时钟频率为8MHz， 一个总线周期等于一个时钟周期。如果 一个总线周期中并行传送16位数据，试 问总线的带宽是多少？
解： 总线宽度 = 16位/8 =2B 总线带宽 = 8MHz×2B =16MB/s
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。
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。
解： （1）采用三态输出的D型寄存器 74LS374做A、B、C、D四个寄存器， 其输出可直接挂总线。A、B、C三个寄 存器的输入采用同一脉冲打入。注意OE为电平控制，与打入脉冲间的时间配 合关系为：
-OE：
CP：
令：BUSA=BUSB=BUSC=CP； DBUS= -OE；
当CP前沿到来时，将DA、B、C。
现以8位总线为例，设计此电路，如下图示： 数据总线
D7
D0
ABUS 1Q OE
374
8Q
BBUS
1Q OE
374
8Q
CBUS
1Q OE
374
8Q
DBUS
1Q OE
374 8Q
1D A 8D
数据总线（D7~D0）
ABUS
BBUS
CBUS
DBUS
1Q OE
374 8Q
1D A 8D
1Q 374 8Q
OE 1D
B
8D
1Q 374 8Q
OE 1D
C
8D
1Q OE
374 8Q
1D D 8D
BUSA
BUSB
BUSC
BUSD
1Q
8Q
OE 373 G
1D
8D
令：ABUS = -T2 DBUS = -T0 BUSA = P1 BUSB = P3
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
存储总线
5. 解释概念：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、总线的通信控制。
解： 总线宽度——指数据总线的位（根） 数，用bit（位）作单位。 总线带宽——指总线在单位时间内 可以传输的数据总量，相当于总线的数 据传输率，等于总线工作频率与总线宽 度（字节数）的乘积。 总线复用——指两种不同性质且不 同时出现的信号分时使用同一组总线， 称为总线的“多路分时复用”。
系统总线
第三章
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。
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？
节拍、脉冲分配逻辑如下：
-T0
T0
1
&
P0
二位 格雷 码同 步计 数器
1
G Y0
Y1 1/2139
Y3 A B Y2
-T1
T1
1
&
P1
-T2
T2
1
&
P2
T3 -T3
1
&
P3
CLK
节拍、脉冲时序图如下：
CLK： T0： T1： T2： T3： P0： P1： P2： P3：
返回目录
以8位总线为例，电路设计如下： （图中，A、B、C、D四个寄存器与数据总线的连接 方法同上。）
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。
CPU
MM
I/O1 I/O2 …… I/On
这个方案的错误是： 不合题意。按题意要求应画出逻辑上接有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：
1D B 8D
1D C 8D
1D D 8D
BUSA
BUSB
BUSC
BUSD
（2）寄存器设置同（1），由于本 题中发送、接收不在同一节拍，因此总 线需设锁存器缓冲，锁存器采用74LS373 （电平使能输入）。节拍、脉冲配合关 系如下：
时钟： CLK：
节拍电平：Ti：
打入脉冲：Pi：
图中，脉冲包在电平中，为了留有 较多的传送时间，脉冲设置在靠近电平 后沿处。
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，对电路故障最敏感；计数 器查询方式优先级设置较灵活，对故 障不敏感，连线及控制过程较复杂； 独立请求方式判优速度最快，但硬件 器件用量大，连线多，成本较高。