唐朔飞《计算机组成原理》课后习题详解(控制单元的设计)【圣才出品】
计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞
MQ——Multiplier-Quotient Register， 乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时 存放商的寄存器。 X——此字母没有专指的缩写含义，可以 用作任一部件名，在此表示操作数寄存器， 即运算器中工作寄存器之一，用来存放操作 数； MAR——Memory Address Register， 存储器地址寄存器，内存中用来存放欲访问 存储单元地址的寄存器；
现以8位总线为例，设计此电路，如下图
示：
D7
数据总线
D0
ABUS 1Q 8Q BBUS 1Q 8Q CBUS 1Q 8Q DBUS 1Q 8Q 374 374 374 374 OE OE OE OE A 8D B 8D C 8D 1D 1D 1D 1D D 8D
BUSA
BUSB
BUSC
存储总线
CPU MM I/O1 I/O2 …… I/On
这个方案的错误是： 不合题意。按题意要求应画出逻辑线路图而 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。
数据总线（D7~D0）
DBUS 1Q 8Q 374 OE 1D D 8D 1Q OE 1D ABUS BBUS CBUS
返回目录
1Q 8Q 374 OE 1D A 8D
1Q 374 8Q OE 1D B 8D
1Q 374 8Q OE C 8D 1D
815. 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，试计算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？
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。
计算机组成原理-第二版-唐朔飞著-课后习题详解(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑第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）。
(完整版)计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案
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： P3计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统构成的综合体。
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：计算机运转所需的程序及有关资料。
硬件和软件在计算机系统中互相依存，缺一不可以，所以相同重要。
2.怎样理解计算机的层次构造？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构造。
（1 ）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和中心。
（2 ）系统软件在硬件以外，为用户供给一个基本操作界面。
（3 ）应用软件在最外层，为用户供给解决详细问题的应用系统界面。
往常将硬件系统以外的其余层称为虚构机。
各层次之间关系亲密，上层是下层的扩展，基层是上层的基础，各层次的区分不是绝对的。
3.说明高级语言、汇编语言和机器语言的差异及其联系。
答：机器语言是计算机硬件能够直接识其余语言，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，一定翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）以后才能被执行。
4.怎样理解计算机构成和计算机系统构造？答：计算机系统构造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、数据种类、寻址技术构成及 I/O 机理等。
计算机构成是指怎样实现计算机系统构造所表现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如构成计算机系统的各个功能零件的构造和功能，及互相连结方法等。
5.冯 ? 诺依曼计算机的特色是什么？解：冯? 诺依曼计算机的特色是：P8计算机由运算器、控制器、储存器、输入设施、输出设施五大零件构成；指令和数据以同相同地位寄存于储存器内，并能够按地点接见；指令和数据均用二进制表示；指令由操作码、地点码两大多半构成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在储存器中的地点；指令在储存器中次序寄存，往常自动次序拿出履行；机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机。
计算机组成原理课后习题及答案-唐朔飞(完整版)ppt课件
一条指令地址。 • IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。 • CU：Control Unit，控制单元（部件），为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。 • ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑
CLK： T0： T1： T2： T3： P0： P1： P2： P3：
编辑版pppt
24
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。）
数据总线（D7~D0）
ABUS
BBUS
CBUS
DBUS
1Q OE
374 8Q
1D A 8D
1Q 374 8Q
编辑版pppt
14
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。
编辑版pppt
15
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：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。
计算机组成原理唐朔飞(第2版)课后习题-控制单元的设计(圣才出品)
5．假设 CPU 在中断周期用堆栈保存程序断点，而且进栈时指针减 1（具体操作是先修 改栈指针后存数），出栈时指针加 1。分别写出组合逻辑控制和微程序控制在完成中断返回 指令时，取指阶段和执行阶段所需的全部微操作命令及节拍安排。
答：假设进栈操作是先修改堆栈指针后存数，则出栈操作是先读数后修改堆栈指针。 （1）完成中断返回指令组合逻辑控制的微操作命令及节拍安排： 取指阶段
执行阶段：
（2）完成中断返回指令微程序控制的微操作命令及节拍安排：
取指阶段
T0
PC→MAR，1→R
T1
Ad（CMDR）→CMAR
T2
M（MAR）→MDR，（PC）+1→PC
T3
Ad（CMDR）→CMAR
T4
MDR→IR
5 / 22
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
执行周期：
⑤STP 指令所需全部微操作命令及节拍安排： 取指周期：
3 / 22
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
执行周期：
4．在单总线结构的计算机中，用该总线连接了指令寄存器 IR、程序计数器 PC、存储 器地址寄存器 MAR、存储器数据寄存器 MDR、通用寄存器 R0～R7 的输入和输出端。ALU 的两个输入端分别与总线和寄存器 Y 的输出端相连，ALU 的输出端与寄存器 2 的输入端相 连。Y 的输入端与总线连接，2 的输出端与总线连接该机有下列指令：
T5
OP（IR）→微地址形成部件→CMAR
执行阶段
6．已知带返转指令的含义如下所示，写出机器在完成带返转指令时，取指阶段和执行 阶段所需的全部微操作及节拍安排。
答：取指周期：
计算机组成原理课后习题及的答案唐朔飞
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。
寄存器之一，用来存放操作数； • MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存器，在主存中用来存放欲访问的存储单元的地
址。 • MDR：Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存放从某单元读出、或要写
入某存储单元的数据。 • I/O：Input/Output equipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机内部和
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。
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
计算机组成原理课后习题与答案_唐朔飞(完整版)
量单位。
• 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。
• 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。 • CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和
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：
BUSA
BUSB
BUSC
BUSD
1Q
8Q
OE 373 G
1D
8D
令：ABUS = -T2 DBUS = -T0 BUSA = P1 BUSB = P3
>=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？
计算机组成原理课后习题及的答案唐朔飞精品文档
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。）
数据总线（D7~D0）
ABUS
BBUS
CBUS
DBUS
1Q OE
374 Байду номын сангаасQ
1D A 8D
1Q 374 8Q
OE 1D
B
8D
1Q 374 8Q
OE 1D
C
8D
1Q OE
374 8Q
1D D 8D
寄存器之一，用来存放操作数； • MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存器，在主存中用来存放欲访问的存储单元的地
址。 • MDR：Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存放从某单元读出、或要写
入某存储单元的数据。 • I/O：Input/Output equipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机内部和
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：
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。
• 10. 指令和数据都存于存储器中，计算机如 何区分它们？
• 解：计算机区分指令和数据有以下2种方法 ：
(完整版)计算机组成原理-第二版-唐朔飞著-课后习题详解(1)
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).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。
- 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)。
10.2课后习题详解
1．假设响应中断时，要求将程序断点存在堆栈内，并且采用软件方法寻找中断服务程序的入口地址，试写出中断隐指令的微操作及节拍安排。
答：设软件查询程序的首址为0号内存单元，则中断隐指令的微操作及节拍安排如表10-1所示。
表10-1
2．写出完成下列指令的微操作及节拍安排（包括取指操作）。
（1）指令“ADD R1,X”完成将R1寄存器的内容和主存X单元的内容相加结果存于R1的操作。
（2）指令“ISZ X”完成将主存X单元的内容增1，并根据其结果若为0，则跳过下一条指令执行。
答：（1）指令“ADD R1,X”的微操作及节拍安排如表10-2所示。
取指周期：
表10-2（a）
执行周期：
表10-2（b）
（2）指令“ISZ X”的微操作及节拍安排如表10-3所示。
取指周期：
表10-3（a）
执行周期1：
表10-3（b）
执行周期2：
表10-3（c）
3．按序写出如表10-4所示程序所需的全部微操作命令及节拍安排。
表10-4
答：（1）LDA 306指令所需全部微操作命令及节拍安排如表10-5所示。
取指周期：
表10-5（a）
执行周期：
表10-5（b）
（2）ADD 307指令所需全部微操作命令及节拍安排如表10-6所示。
取指周期：
表10-6（a）
执行周期：
表10-6（b）
（3）BAN 304指令所需全部微操作命令及节拍安排如表10-7所示。
取指周期：
表10-7（a）
执行周期：（设N为结果为负标志）
表10-7（b）
（4）STA 305指令所需全部微操作命令及节拍安排如表10-8所示。
取指周期：
表10-8（a）
执行周期：
表10-8（b）
（5）STP指令所需全部微操作命令及节拍安排如表10-9所示。
取指周期：
表10-9（a）
执行周期：
表10-9（b）
4．在单总线结构的计算机中，用该总线连接了指令寄存器IR、程序计数器PC、存储
器地址寄存器MAR、存储器数据寄存器MDR、通用寄存器R0～R7的输入和输出端。
ALU 的两个输入端分别与总线和寄存器Y的输出端相连，ALU的输出端与寄存器2的输入端相连。
Y的输入端与总线连接，2的输出端与总线连接该机有下列指令：
ADD R1,R2,R3;//(R2)+(R3)→R1
JMP *K;//(PC)+(K-1)→PC
LOAD R1,mem;//(mem)→R1
STORE mem,R2;//R2→mem
写出控制器执行上述指令的微操作及节拍安排。
答：（1）四条指令的取值周期的微操作命令及节拍安排如表10-10所示。
表10-10
（2）四条指令执行周期的微操作命令及节拍安排如表10-11所示。
①“ADD R1,R2,R3”指令
表10-11（a）
②“JMP *K”指令
表10-11（b）。