组成原理作业答案

6b{7Jp1 [5o8] ]5K j D5V? H NS1D l,U6dX G_ ;fP)x!mP9D
解答：计算机的控制器的功能是向整机每个部件提供协同运行所需要 的控制信号。是依据当前正在执行的指令和它所处的执行步骤，形成并 提供出在这一时刻整机各部件要用到的控制信号。
(1) X=0.1101 Y=-0.0111 (2) X=10111101 Y=-00101011 解答：
X=0.1101 Y=-0.0111 [X]原=00 1101 [Y]原=11 0111 [X]反=00 1101 [Y]反=11 1000 [X]补=00 1101 [Y]补=11 1001 [X+Y]补=(00 1101+11 1001)MOD 2 =(00 0110)MOD 2=0 0110 [X-Y]补=([X]补+[-Y]补)MOD 2 =(00 1101+00 0111)MOD 2 =(01 0100)MOD 2 (双符号得值不同溢出， 上溢) X=10111101 Y=-00101011 [X]原=00 [Y]原=11 10111101 00101011 [X]反=00 [Y]反=11 10111101 11010100 [X]补=00 [Y]补=11 10111101 11010101 [X+Y]补=(00 10111101+11 11010101)MOD 2 =(00 10010010)MOD 2=0 10010010 [X-Y]补=([X]补+[-Y]补)MOD 2 =(00 10111101+00 00101011)MOD 2 =0 11101000
1. 在计算机中，为什么要采用多级结构的存储器系统？它们的应用
是建立在程序的什么特性之上的？

第1章计算机系统概论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(1)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；(2)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；(3)指令和数据均用二进制表示；(4)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；(5)指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；(6)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：课本P9-10(1)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。

(2)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）。

(3)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。

(4)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。

(5)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。

(6)存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。

(7)存储字长：一个存储单元所存储的二进制代码的总位数。

(8)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）。

(9)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。

(10)指令字长：机器指令中二进制代码的总位数。

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。

十六进制形式：41800000H
（4）(－5)10＝(－101)2＝－1.01×22
阶码E＝127＋2＝129＝(10000001)2
机器数形式：1 10000001 01000000000000000000000
十六进制形式：C0A00000H
2.13写出下列十六进制的IEEE单精度浮点数代码所代表的十进制数值。
解：
（1）(0.15625)10＝(0.来自00101)2＝1.01×2－3
阶码E＝127＋(－3)＝124＝(1111100)2＝01111100
机器数形式：0 01111100 01000000000000000000000
十六进制形式：3E200000H
（2）(－0.15625)10＝(－0. 00101)2＝－1.01×2－3
（1）若e1＞e2，是否有N1＞N2
（2）若S1、S2均为规格化数，上述结论是否正确？
答：（1）不一定
（2）正确
2.15设一个六位二进制小数x＝0.a1a2a3a4a5a6，x≥0，请回答：
（1）若要x≥81，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？
（2）若要x＞21，a1a2a3a4a5a6需要满足什么条件？
第二章作业解答
2.2分别计算用二进制表示4位、5位、8位十进制数时所需要的最小二进制位的长度。
答：
∵ 4位十进制数的最大数为9999，213＝8192＜9999＜214＝16384
∴表示4位十进制数所需的最小二进制位的长度为14位。
∵ 5位十进制数的最大数为99999，216＝65536＜9999＜217＝131072
2.6已知x的二进制真值，试求[x]补、[－x]补、[x/2]补、[x/4]补、[2x]补、[4x]补、[－2x]补、[－x/4]补。（设机器采用定点小数，字长为8位，若结果不存在或出错，请注明）

作业解答第一章作业解答冯·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。

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。

为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。

衡量计算机性能有哪些基本的技术指标以你所熟悉的计算机系统为例，说明它的型号、主频、字长、主存容量、所接的I/O设备的名称及主要规格。

答：衡量计算机性能的基本技术指标主要有：1. 基本字长2. 主存容量3. 运算速度4. 所配置的外部设备及其性能指标5. 系统软件的配置还有可靠性、可用性、可维护性、以及安全性、兼容性等性能指标。

单选题（1）1946年，美国推出了世界上第一台电子数字计算机，名为__A__。

A. ENIACB. UNIVAC-IC. ILLIAC-IVD. EDVAC（2）在计算机系统中，硬件在功能实现上比软件强的是__C__。

A. 灵活性强B. 实现容易C. 速度快D. 成本低（3）完整的计算机系统包括两大部分，它们是__ C ____。

1.4 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？➢冯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。

➢冯诺依曼计算机主要包括：存储器、运算器、控制器、输入和输出五部分组成。

1.5 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？➢存储容量✓存储器所能保存二进制数据的总数，常用单位为KB、MB等。

➢单元地址✓用于识别存储器中每个存储单元的编号，即单元地址。

➢数据字✓表示计算机所要处理数据的计算机字，称为数据字。

➢指令字✓表示一条指令的计算机字，称为指令字。

1.6 什么是指令？什么是程序？➢指令：由操作码和操作数两部分构成，能够表示计算机中的一个基本操作的代码或二进制串。

➢程序：用于求解某一问题的一串指令序列，称为该问题的计算程序，简称为程序。

1.7 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？➢计算机对指令和数据的区分是依靠指令的执行阶段来决定的；➢在取指阶段，从存储器中读取的均是CPU要执行的指令；➢在执行阶段，从存储器中读取的一定是指令执行所需要的操作数；1.8 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。

➢内存：用于存放系统当前运行所需要的程序和数据的半导体存储器，称为内存储器，简称内存；➢外存：用于存放程序和数据，但不能被CPU直接访问的大容量存储器，称为外存储器，简称为外存；外存一般包括磁盘存储器和光盘存储器。

➢CPU：运算器和控制器合称为中央处理器，简称CPU。

➢适配器：主机和不同速度的外设之间的一种部件，用于主机和外设之间的信息转换。

2.2 设[X]补＝a7.a6 a5··· a0 ，其中ai 取0或1，若要X>-0.5，求a0 a1 a2 ··· a6 的取值。

①若a7 ＝0，则X为正数，显然a6··· a0取任何值，X均大于-0.5。

计算机组成原理形成性考核作业一一、选择题：1．机器数_____中，零的表示形式是唯一的。

BA．原码B．补码C．移码D．反码2．某计算机字长16位，采用补码定点小数表示，符号位为1位，数值位为15位，则可表示的最大正小数为_____，最小负小数为_____。

CA．B．C．D．3．加法器采用并行进位的目的是_____。

AA．提高加法器的速度B．快速传递进位信号C．优化加法器结构D．增强加法器功能4．组成一个运算器需要多个部件，但下面所列_____不是组成运算器的部件。

BA．状态寄存器B．数据总线C．ALU D．地址寄存器二、判断题：判断下列说法是否正确，并说明理由。

1．ASCII编码是一种汉字字符编码；×2．一般采用补码运算的二进制减法器，来实现定点二进制数加减法的运算；×3．在浮点数表示法中，阶码的位数越多，能表达的数值精度越高；×4．只有定点数运算才可能溢出，浮点数运算不会产生溢出。

×三、简答题：1．简述奇偶校验码和海明校验码的实现原理。

答：奇偶校验码的实现原理是在有效的数据位之外再增加一个校验位，根据数据位中取值为“1”的个数，来判断校验位的值取1或0，使新得到的码字中取值为1 的总位数为奇数，则称为奇校验，总数为偶数，则称为偶校验。

奇偶校验码可以检测出一位错误，但不能确定出错的位置。

海明码是对多个数据位使用多个校验位的一种检错纠错编码方案。

对每个校验位采用偶校验技术计算校验位的值，通过把每个数据位分配到几个不同的校验位的计算中去，若任何一个数据位出错，必将引起相关的几个校验位的值发生变化。

通过检查这些检验位取值的不同情况，不仅可以判断是否出错，还能发现是哪一位出错并能恢复该出错位的正确值。

2．简述教材中给出的MIPS计算机的运算器部件的功能和组成。

答：MIPS计算机的运算器部件的内部组成主要包括两个重要部分，一个是由128个寄存器组成的寄存器堆，暂存将参加运算的数据和中间结果，另一个是执行数据运算的ALU，完成对数据的算术和逻辑运算。

计算机组成原理部分答案1. 什么是总线判优？为什么需要总线判优？答：总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占用总线。

因为总线传输的特点就是在某一时刻，只允许一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，故需用判优来解决。

1. 什么是总线通信控制？为什么需要总线通信控制？答：总线通信主要解决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配合。

因为总线时众多部件共享的，在传送时间上只能用分时方式来解决，所以通信双方必须按某种约定的方式进行通信。

1. 什么是总线标准？为什么要制定总线标准？答：总线标准是国际公布或推荐的互联各个模块的标准，这个标准为各模块互联提供一个标准界面（接口），这个界面对两端的模块都是透明的，即界面的任一方只需根据总线标准的要求来完成自身一方接口的功能，而不必考虑对方与界面的接口方式。

制定总线标准使系统设计简化，便于模块生产批量化，确保其性能稳定，质量可靠，实现可移化，便于维护等，较好的解决了系统、模块、设备与总线之间不适应、不通用及不匹配等问题。

1.计算机中采用总线结构有何优点？答：计算机中采用总线结构便于故障诊断与维护，便于模块化结果设计和简化系统设计，便于系统扩展和升级，便于生产各种兼容的软、硬件。

1. 串行传输和并行传输有何区别？各应用于什么场合？答：串行传输是指数据在一条线路上按位依次进行传输，线路成本低，但速度慢，适合于远距离的数据传输。

并行传输是每个数据位都有一条独立的传输线，所有的数据位同时传输，其传输速度快、成本高，适应于近距离、高速传输的场合。

1. 存储芯片内的地址译码有几种方式？试分析它们各自的特点及应用场合。

答：存储芯片内的地址译码有两种方式，一种是线选法，适用于地址线较少的芯片。

其特点是地址信号只须经过一个方向的译码就可以选中某一存储单元的所有位。

P156 4.1X＝0.1101 Y＝－0.0110（设机器数长度为8位）[X]补=0.1101000[－X]补=1.0011000[2X]补=溢出[－2X]补=溢出[X/2]补=0.0110100[-X/2]补=1.1001100[Y]补=1.1010000[－Y]补=0.0110000[2Y]补=1.0100000[－2Y]补=0.1100000[Y/2]补=1.1101000[-Y/2]补=0.0011000[-Y/4]补=0.0001100P156：2、（1）（2）P156：4－46－1原码恢复余数算法6－2原码加减交替算法P156：4.8阶码（5位补码）尾数（6位补码）（1）X=-1.625=-1.101B Y=5.25=101.01B X+YX－Y:1、对阶同上2、尾数相减：11.1100110+ 11.01011[E X-Y]补= 11.00100103、结果不需规格化4、舍入处理：[E X-Y]补＝1.00101[X-Y] = 0,0011 1,00101P108：9-1阶码（5位移码）尾数（6位补码）（1）X=5.25=101.01B Y=-1.625=-1.101B X*Y9-1 X/Y:9-2 X*Y9-2 X/Y《存储体系》P225：2、 （1） 片641641161664=⨯=⨯⨯K K（2） s msμ625.151282=（3） s ns μ64500128=⨯ P225：3、（1） 最大主存容量=bit 16218⨯（2） 共需片6416416416218=⨯=⨯⨯bitK bit芯片；若采用异步刷新，则刷新信号的周期为s msμ625.151282= （3） 每块8字节，则Cache 容量为行925128162==⨯BytebitK ，即c=9，Cache 采用2路组相联映射，则r=1。

主存容量为块161828162=⨯Bytebit，即m=16。

每块包含4个字，每字包含2个字节。

第一阶段在线作业单选题 (共19道题)∙A、巨型机∙B、中型机∙C、小型机∙D、微型机我的答案：D 此题得分：2.5分∙A、（7CD）16∙B、（7D0）16∙C、（7E0）16∙D、（7F0）16我的答案：B 此题得分：2.5分∙A、（10011001）2∙B、（227）8∙C、（98）16∙D、（150）10我的答案：A 此题得分：2.5分∙A、（10011001）2∙B、（227）8∙C、（98）16∙D、（150）10我的答案：D 此题得分：2.5分∙A、BCD码∙B、16进制∙C、格雷码∙D、ASCⅡ码我的答案：D 此题得分：2.5分6.（2.5分）下列有关运算器的描述中，( )是正确的∙A、只做算术运算，不做逻辑运算∙B、只做加法∙C、能暂时存放运算结果∙D、既做算术运算，又做逻辑运算我的答案：D 此题得分：2.5分7.（2.5分）六七十年代，在美国的______州，出现了一个地名叫硅谷。

该地主要工业是______它也是____∙A、马萨诸塞，硅矿产地，通用计算机∙B、加利福尼亚，微电子工业，通用计算机∙C、加利福尼亚，微电子工业，微处理机∙D、加利福尼亚，硅生产基地，小型计算机和微处理机我的答案：C 此题得分：2.5分∙A、阶符与数符相同为规格化数∙B、阶符与数符相异为规格化数∙C、数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数∙D、数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数我的答案：C 此题得分：2.5分∙A、-215 ~ +（215 -1）∙B、B -（215 –1）~ +（215 –1）∙C、-（215 + 1）~ +215∙D、-215 ~ +215我的答案：A 此题得分：2.5分∙A、多指令流单数据流∙B、按地址访问并顺序执行指令∙C、堆栈操作∙D、存贮器按内容选择地址我的答案：B 此题得分：2.5分∙A、原码∙B、补码∙C、数码∙D、反码我的答案：B 此题得分：2.5分∙A、原码运算的二进制减法器∙B、补码运算的二进制减法器∙C、原码运算的十进制加法器∙D、补码运算的二进制加法器我的答案：D 此题得分：2.5分13.（2.5分）现代计算机内部一般采用二进制形式，我国历史上的______即反映了二值逻辑的思想，它最∙A、八卦图、论衡、二∙B、算筹、周脾算经、二∙C、算筹、九章算术、一∙D、八卦图、周易、三我的答案：D 此题得分：2.5分∙A、牛顿、维纳、图灵∙B、莱布尼兹、布尔、图灵∙C、巴贝奇、维纳、麦克斯韦∙D、莱布尼兹、布尔、克雷我的答案：B 此题得分：2.5分∙A、11001011∙B、11010110∙C、11000001∙D、11001001我的答案：D 此题得分：2.5分∙A、全串行运算的乘法器∙B、全并行运算的乘法器∙C、串—并行运算的乘法器∙D、并—串型运算的乘法器我的答案：B 此题得分：2.5分∙A、A 运算器、存储器、控制器；∙B、B 外部设备和主机；∙C、C 主机和实用程序；∙D、D 配套的硬件设备和软件系统；我的答案：D 此题得分：2.5分∙A、A．节约元件；∙B、B 运算速度快；∙C、C 物理器件的性能决定；∙D、D 信息处理方便；我的答案：C 此题得分：2.5分∙A、-127∙B、32∙C、-122∙D、-3我的答案：C 此题得分：2.5分判断题 (共21道题)收起∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分22.（2.5分）用16位字长（其中1位符号位）表示定点整数时，所能表示的整数的数值范围是[ 0，21∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分23.（2.5分）在定点运算器中，无论采用双符号位还是单符号位，必须有溢出判断电路，它一般用异或∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分26.（2.5分）我国在1946年研制成功了第一台电子数字计算机，第一台晶体管数字计算机于1958年∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分29.（2.5分）用16位字长（其中一位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值范围是0≤│N│≤1-2-∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分35.（2.5分）设32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，尾数位为23位，则它所能表示的最大∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分39.（2.5分）某机字长16位，定点表示，尾数15位，数符1位，则定点法原码整数表示的最大正数为∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分∙正确∙错误我的答案：错误此题得分：2.5分-------------------------------------------------分割-----------------------------------------------------------第二阶段在线作业单选题 (共21道题)∙A、RAM存贮器∙B、ROM存贮器∙C、主存贮器∙D、cache、主存贮器和外存贮器我的答案：D 此题得分：2.5分∙A、存放一个二进制信息位的存贮元∙B、存放一个机器字的所有存储元集合∙C、存放一个字节的所有存贮元集合∙D、存放两个字节的所有存贮元集合我的答案：B 此题得分：2.5分∙A、地址方式∙B、堆栈方式∙C、内容指定方式∙D、地址方式与堆栈方式我的答案：C 此题得分：2.5分∙A、基值寄存器内容加上形式地址（位移量）∙B、堆栈指示器内容加上形式地址（位移量）∙C、变址寄存器内容加上形式地址（位移量）∙D、程序记数器内容加上形式地址（位移量）我的答案：C 此题得分：2.5分∙A、64，16∙B、16，64∙C、64，8∙D、16，16 。

计算机组成原理答案1. 计算机组成原理是指计算机硬件和软件的结构和工作原理。

2. 计算机硬件包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和总线等。

3. CPU是计算机的核心，负责执行程序和进行算术逻辑运算。

它由控制单元和算术逻辑单元组成。

4. 存储器用于存储数据和程序。

常见的存储器包括主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘和固态硬盘）。

5. 输入输出设备用于与外部环境进行信息交互。

常见的输入设备有键盘和鼠标，输出设备有显示器和打印机。

6. 总线是各个组件之间进行数据传输和控制的通道。

它分为地址总线、数据总线和控制总线。

7. 计算机的工作原理是按照指令序列执行程序。

程序由一条条指令组成，每条指令完成一个特定的操作。

8. 指令由操作码和操作数组成。

操作码表示要执行的操作，操作数是操作的数据。

9. CPU通过取指、译码、执行和写回等阶段，按照指令序列依次执行程序。

取指阶段获取指令，译码阶段解析指令，执行阶段执行指令，写回阶段将结果写入存储器。

10. 存储器分为字节寻址和字寻址两种方式。

字节寻址每个存储单元都有唯一的地址，字寻址将多个连续的存储单元视为一个整体。

11. 存储器和CPU之间的数据传输通过总线完成。

总线宽度决定了数据传输的速度。

12. 计算机的性能可以通过时钟频率、指令执行速度和吞吐量等指标来衡量。

13. 并行计算是提高计算机性能的一种方法，可以通过多核处理器和分布式计算等方式实现。

14. 冯·诺依曼体系结构是目前计算机系统的基本结构，即存储程序和数据共享同一存储器。

15. 计算机组成原理是计算机科学和工程领域的基础课程，对于理解计算机体系结构和优化程序性能非常重要。

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。

组成原理作业答案第⼀章计算机系统概论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。

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，主要由运算器和控制器组成。

000001
够减商上1
00.11010
000010
左移
+ 11.00001
+ [-Y]补
11.11011
000010
不够减，商上0
11.10110
000100
左移
+ 00.11111
+ [Y]补
00.10101
000101
够减商上1
01.01010
001010
左移
• 被除数（余数） 01.01010
5.8 已知Pentium微处理器各段寄存器的内容如下：DS=0800H，CS=1800H ，SS=4000H，ES=3000H。又disp字段的内容为2000H。请计算： （1）执行MOV指令，且已知为直接寻址，请计算有效地址。 （2）IP(指令指针)的内容为1440，请计算出下一条指令的地址(假设顺 序执行)。 （3）今将某寄存器内容直接送入堆栈，请计算出接收数据的存储器地址 。 解： （1）有效地址=DS*10H+DISP=8000H+2000H=A000H （2）下一条指令的地址=CS*10H+1440+“1”=19441H （3）栈顶=SS*10H+SP-2=40000H+0000H-2=3FFFEH
这样，每个芯片占用的地址空间如下：
ROM芯片：0000H…1FFFH
译码器输出：CS0#
RAM（1 #）：2000H…3FFFFH
译码器输出：CS1#
RAM(2#):4000H…5FFFH
译码器输出：CS2#
空闲：6000H…FFFFH
译码器输出：CS3#…CS7#
4）连线图
OE#
译

第1讲计算机系统概论一、填空题1．计算机系统的层次结构中，位于硬件系统之外的所有层次统称为___虚拟机___。

2．现在主要采用____总线_结构作为计算机硬件之间的连接方式。

3．在下图中填入计算机硬件系统基本组成部件的名称。

A：____运算器_B：____控制器_C：____存储器__D：____输入设备__E：____输出设备__4．以80386微处理器为CPU的微机是_32_的微计算机，486微机是_32_位的微计算机。

5．___JPEG__标准用于静态图像压缩，___MPEG__标准用于运动视频图像的压缩。

二、选择题1．至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示，其理由是_____。

A）节约元件B）运算速度快C）物理器件性能决定D）信息处理方便2．操作系统最早出现在_____。

A）第1代计算机B）第2代计算机C）第3代计算机D）第4代计算机3．主机中能对指令进行译码的部件是_____。

A）ALU B）运算器C）控制器D）存储器4．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5．邮局对信件进行自动分拣，使用的计算机技术是_____。

A）机器翻译B）自然语言理解C）机器证明D）模式识别第2讲数据的表示和运算一、填空题1．若[X]补=1000，则X= ____-8______。

2．设机器字长为8位，-1的补码用定点整数表示时为_____11111111_____，用定点小数表示时为___1.0000000___。

3．8位二进制补码所能表示的十进制整数范围是_____-27_____至____+27-1_____，前者的二进制补码表示为___10000000__，后者的二进制补码表示为___01111111_______。

4．8位定点小数表示中，机器数10000000采用1位符号位，当它是原码形式、补码形式和反码形式时，其对应的真值分别为__________、__________和__________。

部分作业参考答案第四章13. 某8位微型机地址码为18位，若使用4K×4位的RAM芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为32K×8位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片RAM芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU如何选择各模块板？解：（1）218 = 256K，则该机所允许的最大主存空间是256K×8位（或256KB）；（2）模块板总数= 256K×8 / 32K×8= 8块；（3）板内片数= 32K×8位/ 4K×4位= 8×2 = 16片；（4）总片数= 16片×8 = 128片；（5）CPU通过最高3位地址译码选板，次高3位地址译码选片。

21.设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字32位，设计一个四路组相联映象（即Cache每组内共有4个字块）的Cache组织，要求：（1）画出主存地址字段中各段的位数；（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2……99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍？答：（1）由于容量是按字节表示的，则主存地址字段格式划分如下：8 7 2 3 2（2）由于题意中给出的字地址是连续的，故（1）中地址格式的最低2位不参加字的读出操作。

当主存读0号字单元时，将主存0号字块（0~7）调入Cache（0组x号块），主存读8号字单元时，将1号块（8~15）调入Cache（1组x号块）…… 主存读96号单元时，将12号块（96~103）调入Cache（12组x号块）。

共需调100/8 13次，就把主存中的100个数调入Cache。

除读第1遍时CPU需访问主存13次外，以后重复读时不需再访问主存。

《计算机组成原理》模拟题1一、名词解释1．总线2．指令系统3．微指令4．溢出二、填空题1．按冯·诺依曼设计原则，其硬件是由（）、（）、（）、（）和（）组成。

2．计算机系统是由（）和（）两大部分构成。

3．计算机最主要的三大性能指标是（）、（）、和（）。

4．一个完善的指令系统应满足（）、（）、（）、和（）的要求。

5．堆栈的硬件是由（）和（）构成，存取是按（）原则。

6．通常控制器的设计可分为（）和（），前者采用的核心器件是（），后者采用的核心器件是（）。

7．主机与外设的连接方式有（）、（）和（）。

8．目前在微型机中主机与外设广泛采用的信息交换方式是（）和（）。

三、简答题1．简述中断的处理过程。

它与程序查询方式有何不同点？2．按通道的工作方式，通道分哪几类？简述其特点。

3．画图说明存储系统的层次结构，并说明各种存储器的特点。

参考答案：1．答案要点：中断的处理过程大致可分为五个步骤：1）中断请求2）中断排队3）中断响应4）中断处理5）中断返回与程序查询方式的不同点：1）在程序中断方式下，CPU和外设可并行工作；而程序查询方式下，CPU与外设是串行工作的。

2）程序中断方式适合于对外界随机事件的处理。

而程序查询方式不具备这样的能力。

2．答案要点：按通道的工作方式，通道可分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道三种类型。

特点：字节多路通道：1）有多个子通道，设备间可（分时）并行操作。

2）数据以字节为单位交叉传送。

3）适合于连接大量的低速设备。

选择通道：1）被选中的外设采用独占方式使用通道。

2）数据以成组（数据块）方式进行传输。

3）适合于连接高速外设。

数组多路通道：是将前二者的优点结合在一起的一种通道结构。

数组多路通道含有多个子通道，可同时执行多个通道程序，数据以成组方式进行传送。

既具有多路并行操作能力，又有很高的数据传输率，可用来连接多台中高速的外设。

3．答案要点：存储系统的层次结构如图所示：存储器的特点：1）高速缓存：存放当前要执行的程序和数据。

作业解答第一章作业解答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1.4现代计1.81.2.3.4.5.1.9（1（2（3（4___D___A.计算机可以代替人的脑力劳动B.计算机可以存储大量的信息C.计算机是一种信息处理机D.计算机可以实现高速运算（5）存储程序概念是由美国数学家冯·诺依曼在研究__D___时首先提出来的。

A.ENIACB.UNIVAC-IC.ILLIAC-IVD.EDVAC（6）现代计算机组织结构是以__B___为中心，其基本结构遵循冯·诺依曼思想。

A.寄存器B.存储器C.运算器D.控制器（7）冯?诺依曼存储程序的思想是指__C___。

C.数据和程序都存储在存储器D.数据和程序都不存储在存储器1.10填空题（1）计算机CPU主要包括①和__②____两个部件。

答：①运算器②控制器（2）计算机的硬件包括①、__②____、__③____、__④____和__⑤____等5大部分。

答：①运算器②控制器③存储器④输入设备⑤输出设备（3）计算机的运算精度与机器的①有关，为解决精度与硬件成本的矛盾，大多数计算机使用__②____。

答：①字长②变字长运算（4）从软、硬件交界面看，计算机层次结构包括①和__②____两大部分。

答：①实机器②虚机器（5（6（71.11（1（2（3（4（5（6（7（82.2答：∵4∴表示4∵5∴表示5∵8∴表示8位十进制数所需的最小二进制位的长度为27位。