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计算机系统结构第1章部分习题参考答案

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计算机组成原理课后习题及答案_唐朔飞(完整版)

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。

第一章习题答案

第一章习题答案

第⼀章习题答案第⼀章思考题答案1.基于总线结构的计算机系统通常由哪5个部分构成？并简述各部分的主要作⽤。

解答：1.中央处理器CPU(central processor unit)或称微处理器(microprocessor unit)中央处理器具有算术运算、逻辑运算和控制操作的功能，是计算机的核⼼。

2.总线总线是把计算机各个部分有机地连接起来的导线，是各个部分之间进⾏信息交换的公共通道。

3.存储器(memory)存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。

4.输⼊输出（I/O）接⼝外部设备与CPU之间通过输⼊输出接⼝连接。

5.输⼊输出(I/O)设备输⼊设备是变换输⼊信息形式的部件。

它将⼈们熟悉的信息形式变换成计算机能接收并识别的信息形式。

输出设备是变换计算机的输出信息形式的部件。

它将计算机处理结果的⼆进制信息转换成⼈们或其他设备能接收和识别的形式，如字符、⽂字、图形等。

2.试举例说明计算机进⾏加法运算的⼯作过程。

解答：⽰例如下：inta,b,c;c=a+b;⼯作过程简述：a，b，c都为内存中的数据，CPU⾸先需要从内存中分别将a，b的值读⼊寄存器中，然后再执⾏加法运算指令，加法运算的结果暂存在寄存器中，因此还需要执⾏数据存储指令，将运算结果保存到内存中，因此像上例中的C语⾔语句，实际上需要经过两条数据读取指令，⼀条加法运算指令，⼀条数据存储指令才能完成。

3.“冯·诺依曼型结构”计算机与哈佛结构计算机的差别是什么？各有什么优缺点？解答：冯·诺依曼结构计算机具有以下⼏个特点：①有⼀个存储器；②有⼀个控制器；③有⼀个运算器，⽤于完成算术运算和逻辑运算；④有输⼊和输出设备，⽤于进⾏⼈机通信；⑤处理器使⽤同⼀个存储器存储指令和数据，经由同⼀个总线传输。

哈佛结构计算机：①使⽤两个独⽴的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存；②具有⼀条独⽴的地址总线和⼀条独⽴的数据总线，利⽤公⽤地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公⽤数据总线则被⽤来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU 之间的数据传输；③两条总线由程序存储器和数据存储器分时共⽤。

计算机组成原理课后习题答案(一到九章)

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)

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
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8
系统总线
第三章
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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。
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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。
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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，

计算机系统结构(第三版)张晨曦 课后答案

计算机系统结构(第三版)张晨曦 课后答案
i
fi Si
−1
式中，fi 为可加速部件 i 在未优化系统中所占的比例；Si 是部件 i 的加速比。
⎧ f ⎫ f f S = ⎨[1 − ( f1 + f 2 + f 3 )] + 1 + 2 + 3 ⎬ S S S 1 2 3⎭ ⎩
0.3 0.3 f 3 ⎫ ⎧ 10 = ⎨[1 − (0.3 + 0.3 + f 3 )] + + + ⎬ 30 20 30 ⎭ ⎩
课
45000 × 1 + 75000 × 2 + 8000 × 4 + 1500 × 2 = 1.776 129500
答
案 网
计算机体系结构 • 第一章 • 第4页
⎡ f ⎤ Te = To ⎢(1 − f e ) + e ⎥ S e⎦ ⎣
S=
1 (1 − f e ) +
fe Se
S=
i
1 (1 − ∑ f i ) + ∑
对于第三级而言，为了完成 IC 条指令的功能，第三级指令的条数为： 执行第三级
IC 。为了 M2
IC IC 条指令，需要执行 N 条第二级的指令对其进行解释。那么对第二级 2 M M2 IC IC + 2N 2 M M
而言，总的指令条数为：
N⎤ ⎡ = ⎢1 + ⎥ K ⎣ M⎦ N⎤ ⎡ T4 = ⎢1 + ⎥ K ⎣ M⎦
1.5 计算机系统有三个部件可以改进，这三个部件的加速比如下： 部件加速比 1＝30； 部件加速比 2＝20； 部件加速比 3＝10； (1) 如果部件 1 和部件 2 的可改进比例为 30％，那么当部件 3 的可改进比例为多少时， 系统的加速比才可以达到 10？ (2) 如果三个部件的可改进比例为 30％、30％和 20％，三个部件同时改进，那么系统 中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？ 解：在多个部件可改进情况下 Amdahl 定理的扩展:

计算机系统(课后习题答案)

计算机系统(课后习题答案)
DSP 芯片：称数字信号处理器，也是一种微控制器，其更适合处理高速的数字信号， 内部集成有高速乘法器，能够进行快速乘法和加法运算。
嵌入式系统：利用微控制器、数字信号处理器或通用微处理器，结合具体应用构成的 控制系统。
【1-6】冯·诺伊曼计算机的基本设计思想是什么？ [答案]
采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成。 将程序和数据存放在存储器中，计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完 成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。 指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移 指令实现。 计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定 了 5 部分的基本功能。
【2-6】将下列压缩 BCD 码转换为十进制数： （1）10010001 （2）10001001 （3）00110110
[答案] （1）91 （2）89 （3）36 （4）90
（4）10010000
【2-7】将下列十进制数用 8 位二进制补码表示： （1）0 （2）127 （3）－127 （4）－57
“计算机系统基础”习题解答
第 1 章 计算机系统概述
【1-1】简答题 （1）计算机字长（Word）指的是什么？ （2）处理器的“取指－译码－执行周期”是指什么？ （3）总线信号分成哪 3 组信号？ （4）外部设备为什么又称为 I/O 设备？ （5）Windows 的控制台窗口与模拟 DOS 窗口有什么不同？ [答案] （1）处理器每个单位时间可以处理的二进制数据位数称计算机字长。 （2）指令的处理过程。处理器的“取指—译码—执行周期” 是指处理器从主存储器 读取指令（简称取指），翻译指令代码的功能（简称译码），然后执行指令所规定的操作 （简称执行）的过程。 （3）总线信号分成 3 组，分别是数据总线、地址总线和控制总线。 （4）因为外设以输入（Input）和输出（Output）形式与主机交换数据。 （5）Windows 的控制台窗口是基于 32/64 位 Windows 操作系统，模拟 DOS 窗口是基于 16 位 DOS 操作系统。

北理工计算机体系结构习题解答

北理工计算机体系结构习题解答

*1
32000 *
2
15000
*
2
8000
*
2)
*
(
40
1 *106
)
3.875*103秒
21
1-11 假设在一台40MHz处理机上运营200,000条指令旳目旳代码，程序主要
由四种指令构成。根据程序跟踪试验成果，已知指令混合比和每种指令所 需旳指令数如下：
指令类型
CPI
指令混合比
算术和逻辑
1
6
第1章 基础知识
仿真
用一种机器(A)旳微程序直接解 释 实 现 另 一 种 机 器 ( B) 旳 指 令 系 统，从而实现软件移植旳措施
被仿真旳机器称为目旳机，进行 仿真旳机器称为宿主机，解释微 程序机器称为仿真微程序
7
第1章 基础知识
并行性
指能够同步进行运算或操作旳特 征，它有两重含义：
40
第2章
（1）最优Huffman H=- ∑Pi×log2Pi
=0.25×2+0.20×2.322+0.15×2.737+ ……
=2.96
41
I10
I9
I8
I7
I6
I5
I4
I3
I2
0.02
0.03
0.04
0.05
0.08
0.08
0.10
0.15
0.20
1
1 0
0
0.05
0.09
1
0
1
0
0.17
原来存在旳事物或属性，从某个角 度看却好象不存在
软件兼容
程序能够不加修改地运营在各档机 器上，区别仅在于运营时间不同

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件，它管理着计算机系统的硬件和软件资源，并为用户和应用程序提供接口，以方便他们的使用。

2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能：- 进程管理：负责创建、执行和终止进程，并管理它们的资源分配。

- 存储管理：管理计算机系统的内存资源，包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。

- 文件系统管理：管理计算机系统中的文件和文件夹，包括文件的存储、读写和保护等。

- 设备管理：负责管理计算机系统中的各种设备，如打印机、键盘和鼠标等。

- 用户接口：提供用户与计算机系统进行交互的接口，如命令行界面和图形用户界面。

3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型：- 批处理操作系统：按照一系列预先定义的指令集来运行任务。

- 分时操作系统：多个用户可以同时使用计算机系统。

- 实时操作系统：对任务的响应时间要求非常高，用于控制系统和嵌入式系统。

- 网络操作系统：支持多台计算机之间的通信和资源共享。

- 分布式操作系统：在多台计算机上分布式地管理和调度任务。

第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例，而线程是进程内的一个执行单元。

进程拥有独立的地址空间和资源，而线程共享进程的地址空间和资源。

多个线程可以在同一进程内并发执行，从而提高系统的效率和资源利用率。

2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态：- 创建状态：进程正在被创建。

- 就绪状态：进程准备好执行，等待分配CPU资源。

- 运行状态：进程占用CPU资源执行。

- 阻塞状态：进程等待某种事件发生。

- 终止状态：进程完成执行或被终止。

3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。

常见的调度算法有：- 先来先服务（FCFS）调度算法：按照进程到达的顺序进行调度。

- 最短作业优先（SJF）调度算法：选择运行时间最短的进程进行调度。

计算机组成原理(第四版)课后答案_白中英

计算机组成原理(第四版)课后答案_白中英
计算机组成原理（第四版）课后习题参考答案
计算机组成原理（第四版）课后习题参考答案
白中英 戴志涛 李贞 等
第一章 ..............................................................................................................................................2 第二章 ..............................................................................................................................................4 第三章 ............................................................................................................................................15 第四章 ............................................................................................................................................20 第五章 ............................................................................................................................................22 第六章 ............................................................................................................................................28 第七章 ............................................................................................................................................32 第八章 ............................................................................................................................................35 第九章 ............................................................................................................................................37 第十章 ............................................................................................................................................ M = 100…0， Ms = 0 8个 21 个 即： 2 2 2

计算机组成原理课程习题答案_秦磊华

计算机组成原理课程习题答案_秦磊华

解释下列名词摩尔定律：对集成电路上可容纳的晶体管数目、性能和价格等发展趋势的预测，其主要内容是：成集电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能将提高一倍，而其价格将降低一半。

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。

控制器：计算机的指挥中心，它使计算机各部件自动协调地工作。

时钟周期：时钟周期是时钟频率的倒数，也称为节拍周期或T周期，是处理操作最基本的时间单位。

多核处理器：多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎(内核)。

字长：运算器一次运算处理的二进制位数。

存储容量: 存储器中可存二进制信息的总量。

CPI：指执行每条指令所需要的平均时钟周期数。

MIPS：用每秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的一个指标，该指标以每秒钟完成的百万指令数作为单位。

CPU时间：计算某个任务时CPU实际消耗的时间，也即CPU真正花费在某程序上的时间。

计算机系统的层次结构：计算机系统的层次结构由多级构成，一般分成5级，由低到高分别是：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。

基准测试程序：把应用程序中使用频度最高的那那些核心程序作为评价计算机性能的标准程序。

软/硬件功能的等价性：从逻辑功能的角度来看，硬件和软件在完成某项功能上是相同的，称为软/硬件功能是等价的，如浮点运算既可以由软件实现，也可以由专门的硬件实现。

固件：是一种软件的固化，其目的是为了加快软件的执行速度。

可靠性：可靠性是指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。

产品可靠性定义的要素是三个“规定”：“规定条件”、“规定时间”和“规定功能”。

MTTF：平均无故障时间，指系统自使用以来到第一次出故障的时间间隔的期望值。

MTTR：系统的平均修复时间。

MTBF：平均故障间隔时间，指相邻两次故障之间的平均工作时间。

可用性：指系统在任意时刻可使用的概率，可根据MTTF、MTTR和MTBF等指标计算处系统的可用性。

计算机系统结构张晨曦版课后答案

计算机系统结构张晨曦版课后答案

第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。

这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。

虚拟机：用软件实现的机器。

翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。

执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。

Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。

程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。

包括时间局部性和空间局部性。

CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。

测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。

存储程序计算机：冯•诺依曼结构计算机。

其基本点是指令驱动。

程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。

系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。

计算机组成原理习题 第一章

计算机组成原理习题 第一章

第一章一．填空题1冯·诺依曼结构的特点是。

2现在主要采用结构作为微/小型计算机硬件之间的连接方式.3计算机系统由系统和系统构成。

4计算机系统的层次结构中，位于硬件之外的所有层次统称为。

5 计算机硬件包括：、、、、和。

其中、和、是组成、和可统称为CPU。

6 基于原理的冯·诺依曼计算机工作方式的基本特点是。

7 和都存放在寄存器中，能自动识别它们。

8 计算机唯一能直接执行的语言是语言。

9 指令的解释是由计算机的来完成的，运算器用来完成。

10 软件是各种指挥计算机工作的总称，可大致分为和两大类。

前者的主要作用是充分发挥硬件功能及方便用户，最典型的如。

11 存储器可分为主存和，程序必须存于内，CPU才能执行其中的指令。

二．选择题1 冯·诺依曼计算机结构的核心思想是。

A．二进制运算B．有存储信息的功能C．运算速度快D．存储程序控制2.电子计算机可分为数字计算机、模拟计算机和数模混合计算机，它是按照。

A．计算机的用途分类B．计算机的使用方式分类C．信息的形式和处理方式分类D．计算机的系统规模分类3完整的计算机系统应包括。

A．运算器、存储器、控制器B．外部设备和主机C．主机和实用程序D．配套的硬件设备和软件系统4 中央处理器（CPU）是指。

A．运算器B．控制器C．运算器和控制器D．运算器和存储器5.计算机的存储器系统是指。

A．RAM B．ROMC．主存储器D．cache、主存储器和辅助存储器6目前人们所说的个人计算机属于。

A．巨型机B．中型机C．小型机D．微型机7微型计算机的发展以技术为标志。

A．操作系统B．微处理器C．磁盘D．软件8对计算机的软硬件资源进行管理，是的功能。

A．操作系统B．数据库管理系统C．语言处理程序D．用户程序9.以下软件中，是计算机系统软件。

A．数据处理软件B．操作系统软件，语言编译软件C．办公自动化软件D．Word软件10.计算机硬件能够直接执行的只有。

A．机器语言B．汇编语言C．机器语言和汇编语言D．各种高级语言11.只有当程序执行时，它才会将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行，此程序称为。

计算机组成原理课后答案

计算机组成原理课后答案

计算机组成原理课后答案《计算机组成原理》课后习题参考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。

答：模拟计算机的特点是数值用连续量表示，运算过程也是连续的。

数字计算机的主要特点是逐位运算和间断跳跃计算。

模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方法，车载接线的控制方法，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方法和程序控制的控制方法。

与模拟计算机相比，数字计算机具有精度高、数据存储量大、逻辑判断能力强等优点。

2.数字计算机是如何分类的？分类的依据是什么？答：数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，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。

3．数字计算机有哪些主要应用？答：数字计算机的主要应用是：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器和人工智能。

4．冯.诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它由哪些主要组成部分？答：诺依曼计算机的主要设计思想是存储程序并按地址顺序执行。

它由运算单元、控制器、存储器、接口和I/O设备组成。

5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字，什么是地址字？答：存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

每个存储单元都有编号，称为单元地址。

如果某字代表要处理的数据，称为数据字。

如果某字为一条指令，称为指令字。

6.什么是指令？什么是程序？答：每个基本操作都称为指令，解决问题的一系列指令称为程序。

7.指令和数据存储在内存中。

计算机如何将它们与指令或数据区分开来？答：计算机可以从时间和空间两方面来区分指令和数据，在时间上，取指周期从内存中取出的是指令，而执行周期从内存取出或往内存中写入的是数据，在空间上，从内存中取出指令送控制器，而执行周期从内存从取的数据送运算器、往内存写入的数据也是来自于运算器。

8.什么是记忆？什么是外部存储？什么是CPU？什么是适配器？简要描述其功能。

答：存储器是指计算机中的半导体存储器，包括ROM和ram。

第1章 计算机系统概论第二版课后习题详细讲解

第1章 计算机系统概论第二版课后习题详细讲解

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）。

第一章计算机系统概论习题参考答案

第一章计算机系统概论习题参考答案

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。

3．数字计算机有那些主要应用？（略）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、存储器、输入设备、输出设备。

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：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。

8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。

计算机原理1-5章课后习题部分答案

计算机原理1-5章课后习题部分答案

习题答案计算机的基本结构是：答：运算器；控制器；存储器；输入设备；输出设备等5部分组成。

微处理器的内部结构是：答：寄存器阵列；运算器；控制器；数据和地址缓冲器。

运算器：累加器、暂存器、算术逻辑单元、标志寄存器。

存储器的内部结构：答：存储单元阵列；地址寄存器；地址译码器；数据缓冲器；控制电路。

8086内部结构：答：1、执行部件：运算器（16位算术逻辑单元ALU，16位状态标志寄存器，暂存寄存器）、通用寄存器、EU控制单元。

2、总线接口部件：指令列队缓冲器、16 位指令指针寄存器、地址产生器和段寄存器、总线控制逻辑。

8086寻址方式：答：固定寻址、立即数寻址、寄存器寻址、存储器寻址、I|O端口寻址。

存储器寻址又可分：直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、相对的基址变址寻址、串寻址。

试简述ROM、PROM、EPROM、EEPROM的其别：答：ROM：固定掩膜编程；PROM：可编程；EPROM：紫外线擦除可编程；EEPROM：电擦除编程。

1－1解释和区别下列名词术语。

（1）. 微处理器μP，微计算机μC，微处理器系统μPS。

（5）. 位、字节、字和双字。

（7）. RAM和ROM（8）. I/O接口和I/O设备。

（9）. 芯片总线、片总线、内总线和外总线。

答：（1）. 把CPU的复杂电路，包括运算器和控制器作在一片或几片大规模集成电路的半导体芯片上，这种集成电路叫微处理器μP。

微处理器为核心，配上RAM、ROM，I/O接口及有关辅助电路组成的微型化的主计算机装置称为微计算机μC。

微处理器为核心构成的专用系统称为微处理器系统μPS。

（5）一个二进制的位称作位、8个相邻二进制位称作字节、2个字节称作字，2个字（4个字节）称作双字。

（7）能进行随即读写操作的存储器称作RAM。

只读存储器叫ROM。

（8）输入/输出接口电路称作I/O接口，通过I/O接口接入的外部设备如监视器，键盘、鼠标称作I/O设备。

计算机操作系统1-4章课后经典习题参考答案

计算机操作系统1-4章课后经典习题参考答案

课后习题第一章1．设计现代OS的主要目标是什么？答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性2．OS的作用可表现在哪几个方面？答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。

OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。

7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。

解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。

针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。

10．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。

答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。

（2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。

不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。

（3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。

因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。

计算机组成与结构课后习题与解答第一章

计算机组成与结构课后习题与解答第一章
计算机组成与结构课后习题与 解答
第一章
问答题 1、解释下列术语 层次结构 计算机系统结构 计算机组成 计算 机实现 透明性 由上往下设计 由下往上设计 系列机 软件兼容 兼容机 模拟 仿真 虚拟机 宿主机 指令流 数据流 Amdahl定律 CPI MIPS MFLOPS
层次结构：计算机系统由硬件／器件和软件 组成，按功能划分成多级层次结构。从某 一层次的观察者看来，他只是通过该层次 的语言来了解和使用计算机，不必关心内 层的那些机器是如何工作和如何实现各自 功能的。
其中，R表示各种情况所占的比例。 根据加速比的计算公式,
4、如果某一计算任务用向量方式求解比用标 量方式求解要快20倍，称可用向量方式求 解部分所花费时间占总的时间的百分比为 可向量化百分比。请画出加速比与可向量 化比例两者关系的曲线。
设可向量化比例为Pvector，则加速比的计算 公式表示为：
计算机系统结构：作为计算机系统的软、硬 件的界面，主要研究软件、硬件功能分配 和对软件、硬件界面的确定，即哪些功能 由软件完成，哪些功能由硬件完成。
计算机组成：是计算机系统结构的逻辑实现，包括 机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计 等。
计算机实现：是指计算机组成的物理实现。它包括 处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度 和速度，信号传输，器件、模块、插件、底板的 划分与连接，专用器件的设计，电源、冷却、装 配等技术以及有关的制造技术和工艺等。
MIPS：它表示每秒百万指令条数。对于一个 给定的程序，MIPS 定义为：
MFLOPS：每秒百万次浮点操作次数，
2、想在系列中发展一种新型号机器，你认为下列哪些设想 是可以考虑的，哪些则是不行的？为什么？ （1）新增加字符数据类型和若干条字符处理指令，以支 持事务处理程序的编译。 （2）为增强中断处理功能，将中断分析由原来的4级增加 到5级，并重新调整中断响应的优先次序。 （3）在CPU和主存之间增设Cache存贮器，以克服因主 存访问速率过低而造成的系统性能瓶颈。 （4）为解决计算误差较大，将机器中浮点数的下溢处理 方法由原来的恒置"1"法，改为增设用只读存贮器存放下 溢处理结果的查表舍入法。 （5）为增加寻址灵活性和减少平均指令字长，将原来全 部采用等长操作码的指令改成有3类不同码长的扩展操作 码；并将源操作数寻址方式由原来的操作码指明改成增加 一个如VAX-11那样的寻址方式位字段来指明。 （6）将CPU与主存之间的数据通路宽度由16位扩到32位， 以加快主机内部信息的传送。 （7）为了减少使用公用总线的冲突，将单总线改为双总 线。 （8）把原来的0号通用寄存器改作为专用的堆栈指示器。
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第1章部分习题参考答案
1.1 解释下列术语
⏹翻译：先用转换程序将上一级机器级上的程序整个地变换成下一级机器级上可运行
的等效程序，然后再在下一级机器级上去实现的技术。

⏹解释：在下一级机器级上用它的一串语句或指令来仿真上一级机器级上的一条语句
或指令的功能，通过对上一级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。

⏹层次结构：将计算机系统由上往下依次划分为应用语言机器级、高级语言机器级、
汇编语言机器级、操作系统机器级、传统机器级和微程序机器级。

对于一个具体的计算机系统，层次的多少会有所不同。

⏹计算机系统结构：传统机器级的程序员所看到计算机的基本属性，即计算机的概念
性结构和功能特性。

简称为计算机的外特性。

⏹计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，也常称为计算机组织。

该组织包括机器
级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

⏹计算机实现：计算机组成的物理实现。

它包括处理机、主存等部件的物理结构，器
件的集成度、速度和信号，器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，电源、冷却、装配等技术。

⏹透明性：本来存在的事物或属性，但从某个角度看似乎不存在，称为透明性现象。

⏹固件：是一种具有软件功能的硬件。

如将软件固化在ROM中，就是一种固件。

⏹由上往下设计：先考虑如何满足应用要求，确定好面对使用者那级机器应有什么基
本功能和特性，然后再逐级往下设计，每级都考虑怎样优化上一级实现。

这种方法适合于专用机设计。

⏹由下往上设计：根据现有的部件，并参照或吸收已有各种机器的特点，先设计出微
程序机器级（如果采用微程序控制）及传统机器级，然后再为不同应用配置多种操作系统和编译系统软件，采用合适的算法来满足相应的应用。

这是20世纪60-70年代前常用的通用机设计思路。

⏹系列机：同一厂家生产的具有相同系统结构，但具有不同组成和实现的一系列的机
器。

⏹软件兼容：同一软件可以不加修改地运行于系统结构相同的不同档次的机器上，而
且它们所获得的结果一样，差别只是运行时间不同。

这些不同档次的机器称之为软件兼容的机器。

⏹ 兼容机：不同厂家生产的具有相同系统结构，但具有不同组成和实现的一系列计算机。

⏹ 模拟：用一台机器的指令系统去解释另一台系统结构不同的机器的指令系统，以实现软件的移植。

⏹ 仿真：用一台机器的微程序直接解释另一台系统结构不同的机器的指令系统，以实现软件的移植。

⏹ 宿主机：在模拟或仿真过程中，完成模拟或仿真的计算机称为宿主机。

⏹ 指令流：在程序执行过程中，所执行的指令序列。

⏹ 数据流：由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果。

⏹ 多倍性：在系统最受限制的部件（瓶颈）上同时处于同一执行阶段的可并行执行的指令或数据的最大可能个数。

⏹ Amdahl 定律：系统中对某一部件采用某种更快的执行方式后整个系统性能的改进程度，取决于这种执行方式被使用的频率，或所占总执行时间的比例。

⏹ CPI ：每条指令平均所需的时钟周期数。

⏹ MIPS ：每秒（可执行多少）百万次指令。

它是用来描述计算机整体性能的指标。

⏹ MFLOPS ：每秒（可执行多少）百万次浮点运算指令。

它是用来描述计算机浮点性能的，适用于评价用于科学计算的计算机。

1.2 （题目略）
【解】因为第2级的一条指令需要第1级的N 条指令解释，所以，第2级的一条指令的执行时间为NK(ns)。

同理，依此类推，
第3级的一条指令的的执行时间为N 2K(ns)；
第4级的一条指令的的执行时间为N 3K(ns)
1.10 （题目略）
【解】5108000150003200045000=+++=N I （条）
55.108.0215.0232.0245.011=⨯+⨯+⨯+⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯=∑=n i N i i I I CPI CPI
8.251055.1104010666≈⨯⨯=⨯=CPI R MIPS C
875.310401
55.11065=⨯⨯⨯=⨯⨯=C N CPU T CPI I T （ms ）
1.15 （题目略）
【解】
（1）由Amdahl 定律可知：20/)1(1
F F S +-=
（2）当S =2时，代入上式可得F =0.53
（3）由题意可知，S =10，故可得F =0.95
1.17 （题目略）
【解】
（1）可以。

虽然指令系统是属于计算机系统结构，但并未改变原指令系统，保证了软件兼容性。

（2）不可以。

中断系统属于系统结构，虽然增加中断级不会改变原系统结构，但重新调整中断次序会改变原有程序的正确性。

（3）可以。

因为它属于计算机组成。

（4）可以。

浮点数的下溢出处理方法属于计算机组成，不属于计算机系统结构。

（5）不可以。

指令的操作码、寻址方式都属于计算机系统结构的内容。

（6）可以。

CPU 和主存之间的数据通路宽度属于计算机组成。

（7）可以。

它属于计算机组成的内容。

（8）不可以。

通用寄存器属于计算机系统结构的内容。