第4章冯.诺依曼计算机：机器级程序及其执行练习题答案解析.

第4章冯.诺依曼计算机：机器级程序及其执行1、关于“图灵机”，下列说法不正确的是_____。

(A)图灵机给出的是计算机的理论模型；(B)图灵机的状态转移函数<q, X, Y, R(或L或N), p>，其实就是一条指令，即在q状态下，当输入为X时，输出为Y，读写头向右(R)、向左(L)移动一格或不动(N)，状态变为p；(C)图灵机是一种离散的、有穷的、构造性的问题求解思路；(D)凡是能用算法方法解决的问题也一定能用图灵机解决；凡是图灵机解决不了的问题人和算法也解决不了；(E)上述有不正确的。

答案：E解释：本题考核基本的图灵机模型。

20世纪30年代，图灵提出了图灵机模型，建立了指令、程序及通用机器执行程序的理论模型，奠定了计算理论的基础，因此(A)正确；选项(B)是图灵机的五元组形式的指令集，是一个行动集合，又称状态转移函数，因此正确；图灵机是一种离散的、有穷的、构造性的问题求解思路，一个问题的求解可以通过构造其图灵机（即算法和程序）来解决，因此(C)正确；(D)为图灵可计算性问题，正确。

综上，本题答案为(E)。

具体内容请参考第四章视频之“图灵机的思想与模型简介”以及第四章课件。

2、关于“图灵机”和“计算”，下列说法不正确的是_____。

(A)计算就是对一条两端可无限延长的纸带上的一串0和1，一步一步地执行指令，经过有限步骤后得到的一个满足预先规定的符号串的变换过程；(B)“数据”可被制成一串0和1的纸带送入机器中进行自动处理，被称为数据纸带；处理数据的“指令”也可被制作成一串0和1的纸带送入机器中，被称为程序纸带；机器一方面阅读程序纸带上的指令，并按照该指令对数据纸带上的数据进行变换处理。

(C)计算机器可以这样来制造：读取程序纸带上的指令，并按照该指令对数据纸带上的数据做相应的变换，这就是图灵机的基本思想；(D)上述有不正确的。

答案：D大学计算机-计算思维练习题集解释：本题考核对图灵机思想的理解。

第1章习题参考答案１．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。

２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？解：冯·诺依曼计算机的特点如下：①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；②计算机内部采用二进制来表示指令和数据；③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。

第③点是最主要的一点。

３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。

它们各自的功能是：①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。

②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。

③存储器：用来存放程序和数据。

④运算器：对信息进行处理和运算。

⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。

４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。

解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。

单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。

C P U 与主存、C P U 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过C P U 的干预。

５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。

解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。

第０级为硬件组成的实体。

第１级是微程序级。

这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。

第２级是传统机器级。

这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。

内部资料大学计算机基础第（第2版）习题参考答案目录第1章引论 (1)第2章计算机系统 (3)第3章数据在计算机中的表示 (6)第4章操作系统基础 (10)第5章Office2007办公软件 (16)第6章网络技术基础 (21)第6章电子商务（补充习题） (25)第7章信息检索与应用基础 (28)第8章信息安全基础 (32)第9章信息世界中的道德 (36)第10章数值分析 (38)第11章算法与数据结构基础 (39)第12章多媒体技术及应用 (41)第13章信息系统与数据库基础 (44)第1章引论【思考题与习题】一、思考题1．什么是计算机？什么是计算机文化？答：计算机（Computer）是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。

计算机文化，就是人类社会的生存方式因使用计算机而发生根本性变化而产生的一种崭新文化形态，这种崭新的文化形态可以体现为：(1)计算机理论及其技术对自然科学、社会科学的广泛渗透表现的丰富文化内涵；(2)计算机的软、硬件设备，作为人类所创造的物质设备丰富了人类文化的物质设备品种；(3)计算机应用介入人类社会的方方面面，从而创造和形成的科学思想、科学方法、科学精神、价值标准等成为一种崭新的文化观念。

2．计算机的发展历程是怎样的？简述计算机的四个发展阶段。

答：从古到今，大概没有哪一项技术的发展速度可以与计算机相比肩了。

从第一台电子计算机ENIAC诞生后短短的几十年间，计算机的发展突飞猛进。

主要电子器件相继使用了真空电子管，晶体管，中、小规模集成电路和大规模、超大规模集成电路，引起计算机的几次更新换代。

每一次更新换代都使计算机的体积和耗电量大大减小，功能大大增强，应用领域进一步拓宽。

特别是体积小、价格低、功能强的微型计算机的出现，使得计算机迅速普及，进入了办公室和家庭，在办公室自动化和多媒体应用方面发挥了很大的作用。

目前，计算机的应用已扩展到社会的各个领域。

第一章１．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。

２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？解：冯·诺依曼计算机的特点如下：①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；②计算机内部采用二进制来表示指令和数据；③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。

第③点是最主要的一点。

３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。

它们各自的功能是：①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。

②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。

③存储器：用来存放程序和数据。

④运算器：对信息进行处理和运算。

⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。

４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。

解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。

单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。

CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。

５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。

解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。

第０级为硬件组成的实体。

第１级是微程序级。

这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。

第２级是传统机器级。

这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。

一、复习题1．简述冯∙诺依曼原理，冯∙诺依曼结构计算机包含哪几部分部件，其结构以何部件为中心？答：冯∙诺依曼理论的要点包括：指令像数据那样存放在存储器中，并可以像数据那样进行处理；指令格式使用二进制机器码表示；用程序存储控制方式工作。

这3条合称冯∙诺依曼原理冯∙诺依曼计算机由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，整个结构一般以运算器为中心，也可以以控制器为中心。

(P51-P54)2．简述计算机体系结构与组成、实现之间的关系。

答：计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到的计算机系统的属性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。

计算机组成（computer organization）是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。

同时，为实现指令的控制功能，还需要设计相应的软件系统来构成一个完整的运算系统。

计算机实现，是计算机组成的物理实现, 就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机。

计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，各自有不同的含义，但是又有着密切的联系，而且随着时间和技术的进步，这些含意也会有所改变。

在某些情况下，有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。

(P47-P48)3．根据指令系统结构划分，现代计算机包含哪两种主要的体系结构？答：根据指令系统结构划分，现代计算机主要包含：CISC和RISC两种结构。

(P55)4．简述RISC技术的特点？答：从指令系统结构上看，RISC 体系结构一般具有如下特点：(1) 精简指令系统。

可以通过对过去大量的机器语言程序进行指令使用频度的统计，来选取其中常用的基本指令，并根据对操作系统、高级语言和应用环境等的支持增设一些最常用的指令;(2) 减少指令系统可采用的寻址方式种类，一般限制在2或3种;(3) 在指令的功能、格式和编码设计上尽可能地简化和规整，让所有指令尽可能等长;(4) 单机器周期指令，即大多数的指令都可以在一个机器周期内完成，并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。

第1章计算机组成原理概论作业参考题解1.1概述数字计算机的发展经过了哪几代？各代的基本特征是什么？参考答案：数字计算机的发展经过了4代：（1）第一代电子管计算机：使用电子管作为基本元件，体积庞大，出现了冯·诺伊曼计算机（2）第二代晶体管计算机：用晶体管替代电子管，体积小，功耗低，存储容量有所增大，运算速度加快（3）第三代集成电路计算机：使用集成电路实现计算机部件，将成百上千个门电路全部制作在一块极小的硅片上，大大缩小了计算机的体积，大幅度下降了功耗，极大地提高了计算机的可靠性，出现大、中、小型系列电子计算机。

（4）第四代大规模与超大规模集成电路计算机：使用大规模与超大规模集成电路构成微处理器芯片，微型计算机得到了飞速的发展1.2你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？参考答案：略1.3试举一个你所熟悉的计算机应用例子。

参考答案：略1.4计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？参考答案：计算机的分类方法有：（1）按计算机系统结构分类：◆单指令流、单数据流（SISD）结构◆单指令流、多数据流（SIMD）结构◆多指令流、单数据流（MISD）结构◆多指令流、多数据流（MIMD）结构（2）按计算机的用途分类：通用计算机、专用计算机（3）按计算机的使用方式分类：桌上型计算机、服务器型计算机、嵌入式计算机（4）按计算机的规模分类：巨型计算机、大/中型计算机、小型计算机、微型计算机1.5计算机硬件系统的主要指标有哪些？参考答案：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度、可配置的外设、性能价格比、可靠性、可维修性和可用性。

1.6什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？参考答案：机器字长是指CPU一次能处理的数据位数，它决定了寄存器、运算部件、数据总线的位数。

它对计算机性能有很大影响：机器字长越长，数的表示范围也越大，精度也越高，但其相应的硬件成本也越高；机器字长还会影响机器的运算速度；它和机器指令存在着密切的关系，指令长度受到机器字长的限制，机器字长对指令系统的功能也有着影响。

计算机体系结构试题及答案一、简答题1、请你简述冯·诺依曼结构的工作原理。

指出：它的结构特点是什么？冯·诺依曼结构是指计算机采用存储程序的工作方式，包含五个部分：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、存储器（Memory）、输入/输出设备（I/O）、数据通路（Bus）。

它的工作原理是，程序从存储器中读取指令，指令分解成操作码和地址，控制单元根据操作码控制算术逻辑单元完成运算，然后将结果存储到存储器中或输出到I/O设备中。

其结构特点是：CPU与存储器采用同一总线，存储程序的方式，将数据和指令存储在同一存储器中，指令操作码和地址采用相同位数的二进制代码表示。

2、请你简述计算机的指令周期，以及每个阶段的作用。

指令周期是指计算机执行一条指令所经历的若干个阶段，一般包括取指令（Fetch）、指令译码（Decode）、执行指令（Execute）、存储结果（Write Back）四个阶段。

具体作用如下：取指令：从存储器中读取指令。

指令译码：对指令进行解析，确定指令的类型和操作数。

执行指令：根据指令类型和操作数进行相应的运算。

存储结果：将执行结果存储到指定的地址中，或者输出到I/O设备中。

3、请你简述计算机CPU的主要组成部分及其作用。

计算机CPU包含三个主要组成部分：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组。

具体作用如下：算术逻辑单元（ALU）：执行算术和逻辑运算，例如加、减、乘、除、与、或、非等运算。

控制单元（CU）：控制计算机的运行，包括指令译码、节拍发生、中断处理、目标跳转等操作。

寄存器组：存储一些特殊的数据，例如程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、通用寄存器等。

4、请你简述计算机的系统总线及其作用。

计算机的系统总线是一种用于传送信息的共享通信通路，分为三类：地址总线（Address Bus）、数据总线（Data Bus）、控制总线（Control Bus）。

其主要作用是实现各个组件之间的数据传输和控制信号传送，如CPU向存储器读写数据、I/O设备访问存储器等。

优选文档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，平时作为系统资源供给给用户使用。

包括：操作系统、语言办理程序、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：计算机的硬件系统平时由输入设施、输出设施、运算器、储藏器和控制器等五大部件组成。

输入设施的主要功能是将程序和数据以机器所能鉴识和接受的信息形式输入到计算机内。

输出设施的主要功能是将计算机办理的结果以人们所能接受的信息形式或其他系统所要求的信息形式输出。

储藏器的主要功能是储藏信息，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办理，达成算术运算和逻辑运算。

控制器的主要功能是按起初安排好的解题步骤，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？什么叫储藏程序方式？答：冯·诺依曼计算机的基本思想包括三个方面：1)计算机由输入设施、输出设施、运算器、储藏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)采用储藏程序方式。

储藏程序是指在用计算机解题从前，起初编制好程序，并连同所需的数据起初存入主储藏器中。

在解题过程（运行程序）中，由控制器依照起初编好并存入储藏器中的程序自动地、连续地从储藏器中依次取出指令并执行，直到获取所要求的结果为止。

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储藏器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其他部件都经过运算器达成信息的传达。

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，集成到一个芯片里组成了微办理器。

同时随着半导体储藏器代替磁芯储藏器，储藏容量成倍地扩大，加上需要计算机办理、加工的信息量日异月新，以运算器为中心的结构已不能够满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。

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。

精选计算机基础难题与答案解析计算机基础是计算机科学与技术领域中最为基础的学科之一，它涵盖了计算机体系结构、数据结构、算法、计算机网络等内容。

在学习计算机基础的过程中，难题的出现是不可避免的。

本文将为您介绍一些精选的计算机基础难题，并提供相应的答案解析。

一、题目一：计算机体系结构1. 什么是冯·诺伊曼体系结构？答案解析：冯·诺伊曼体系结构是一种基于存储程序概念的计算机体系结构，它由冯·诺伊曼提出。

该体系结构的特点是程序和数据存储器是统一的，指令和数据以二进制形式存储，通过计算机总线进行数据传输。

2. 解释什么是指令流水线？答案解析：指令流水线是一种提高指令处理效率的技术。

它将指令处理的不同阶段划分为若干子阶段，并使多条指令在同一时钟周期内同时进行不同的阶段，以达到同时执行多条指令的目的。

二、题目二：数据结构1. 什么是栈和队列？答案解析：栈和队列是两种常见的数据结构。

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，只允许在栈的一端进行插入和删除操作。

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，允许在队列的一端进行插入操作，在另一端进行删除操作。

2. 请写出链表的逆序算法。

答案解析：链表的逆序算法可以通过修改指针的指向来实现。

假设当前链表的头节点为H，要逆序链表，则可以从头节点开始，依次将每个节点的指针指向其前一个节点，直到链表的最后一个节点。

三、题目三：算法1. 请说明时间复杂度和空间复杂度的概念。

答案解析：时间复杂度是衡量算法执行时间的指标，表示算法的执行时间随问题规模增长的趋势。

空间复杂度是衡量算法所需存储空间的指标，表示算法执行时所占用的存储空间随问题规模增长的趋势。

2. 解释什么是排序算法，并给出一个例子。

答案解析：排序算法是将一组数据按照一定顺序进行排列的算法。

其中，冒泡排序是一种简单的排序算法。

它重复地比较相邻的两个元素，如果它们的顺序错误就将它们交换，直到整个序列有序。

计算机应用基础各章课后习题-有答案第一章：计算机的基本概念与分类习题1：什么是计算机？它有哪些基本组成部分？答案：计算机是一种可编程的电子设备，用于进行数据处理和存储。

其基本组成部分包括中央处理器（CPU）、内存、输入设备、输出设备和存储设备。

习题2：计算机可以按照什么标准进行分类？答案：计算机可以按照多种标准进行分类，包括按照规模分为超级计算机、大型计算机、小型计算机和微型计算机；按照用途分为通用计算机、专用计算机和嵌入式计算机；按照结构分为冯·诺依曼结构和哈佛结构等。

第二章：计算机硬件系统习题1：什么是CPU？它的主要功能是什么？答案：CPU是计算机的核心部件之一，全称为中央处理器。

它的主要功能是解析和执行计算机指令，进行算术和逻辑运算，并控制其他硬件设备的工作。

习题2：什么是内存？它有哪些类型？答案：内存是计算机用于存储数据和指令的部件。

根据数据读写方式的不同，内存可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。

第三章：计算机软件系统习题1：什么是计算机软件？它有哪些分类？答案：计算机软件是指由计算机程序和相关数据组成的计算机系统中的非硬件部分。

根据用途和性质的不同，计算机软件可以分为系统软件、应用软件和中间件等分类。

习题2：什么是操作系统？它的主要功能是什么？答案：操作系统是一种系统软件，它管理和控制计算机的硬件资源，并提供各种服务和接口给其他应用软件使用。

其主要功能包括处理器管理、内存管理、文件系统管理、设备管理和用户接口等。

第四章：计算机网络习题1：什么是计算机网络？它有哪些类型？答案：计算机网络是指连接在一起的多个计算机和其他设备通过通信线路进行数据传输和资源共享的系统。

根据规模和拓扑结构的不同，计算机网络可以分为局域网、城域网、广域网和互联网等。

习题2：什么是协议？它在计算机网络中的作用是什么？答案：协议是计算机网络中的一种约定或规范，用于规定通信双方的数据交换格式、报文结构和通信行为等。

计算机组成与结构课后习题及部分答案第1章计算机系统概述1.概述计算机发展经过了哪几代2.计算机由那些部分组成3.计算机有哪些分类方法4.计算机硬件系统的性能指标有哪些5.冯诺依曼计算机的主要设计思想是什么6.什么是机器字长它对计算机性能有何影响7.计算机的工作过程是怎样的8.计算机的应用领域有哪些9.从第三代计算机开始，C技术出现并得到发展A.A.电子管电子管电子管B. B. B.晶体管晶体管晶体管C. C. C.集成电路集成电路集成电路D. CPU D. CPU 10.冯诺依曼计算机中指令和数据都采用D 表示。

A.A.十进制十进制十进制 B. B. B.八进制八进制八进制 C. C. C.十六进制十六进制十六进制 D. D. D.二进制二进制11.冯·诺依曼计算机工作的基本方式的特点是B。

A.A.多指令流单数据流多指令流单数据流B.B.按地址访问并顺序执行指令按地址访问并顺序执行指令C.C.堆栈操作堆栈操作D.D.存储器按内容选择地址存储器按内容选择地址12.对于一个给定的程序，对于一个给定的程序，I I N 表示执行程序中的指令总数，表示执行程序中的指令总数，t t CPU 表示执行该程序所需CPU 时间，时间，T T 为时钟周期，为时钟周期，f f 为时钟频率为时钟频率(T (T 的倒数的倒数))，Nc 为CPU 时钟周期数。

设CPI 表示每条指令的平均时钟周期数，每条指令的平均时钟周期数，MIPS MIPS 表示CPU 每秒钟执行的百万条指令数，请写出如下四种参数的表达式：(1) t CPU (2) CPI (3) MIPS (4) Nc 答：答：(1) t (1) t CPU =Nc ×T(2) CPI=Nc/I N(3) MIPS=I N / (t CPU ×106) = I N / (Nc ×T ×106)第2章数据的表示和运算1.在定点二进制运算器中，减法运算一般是通过D来实现。

C语言程序设计课后习题1—8参考答案习题1参考答案一、简答题1、冯诺依曼计算机模型有哪几个基本组成部分？各部分的主要功能是什么？答：冯诺依曼计算机模型是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成的。

运算器又称算术逻辑部件，简称ALU，是计算机用来进行数据运算的部件。

数据运算包括算术运算和逻辑运算。

控制器是计算机的指挥系统，计算机就是在控制器的控制下有条不紊地协调工作的.存储器是计算机中具有记忆能力的部件，用来存放程序和数据.输入设备是用来输入程序和数据的部件。

输出设备正好与输入设备相反，是用来输出结果的部件。

2、简述计算机的工作原理。

答：计算机的工作原理可简单地概括为:各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器,然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来。

整个过程由控制器进行控制。

3、计算机软件系统分为哪几类？答：软件内容丰富，种类繁多，通常根据软件用途将其分为两大类：系统软件和应用软件。

系统软件是指管理、监控、维护计算机正常工作和供用户操作使用计算机的软件。

这类软件一般与具体应用无关，是在系统一级上提供的服务。

系统软件主要包括以下两类：一类是面向计算机本身的软件，如操作系统、诊断程序等。

另一类是面向用户的软件，如各种语言处理程序（像BC、VC等）、实用程序、字处理程序等。

在操作系统的基础上运行。

4、什么叫软件？说明软件与硬件之间的相互关系。

答:软件是指计算机程序及有关程序的技术文档资料。

两者中更为重要的是程序,它是计算机进行数据处理的指令集，也是计算机正常工作最重要的因素。

在不太严格的情况下，认为程序就是软件。

硬件与软件是相互依存的，软件依赖于硬件的物质条件，而硬件则需在软件支配下才能有效地工作.在现代,软件技术变得越来越重要，有了软件，用户面对的将不再是物理计算机，而是一台抽象的逻辑计算机,人们可以不必了解计算机本身，可以采用更加方便、更加有效地手段使用计算机。

《计算机概论》老师画的重点简答题答案第二章习题复习题1(简述冯?诺依曼原理，冯?诺依曼结构计算机包含哪几部分部件，其结构以何部件为中心,答:冯?诺依曼理论的要点包括:指令像数据那样存放在存储器中，并可以像数据那样进行处理;指令格式使用二进制机器码表示;用程序存储控制方式工作。

这3条合称冯?诺依曼原理冯?诺依曼计算机由五大部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，整个结构一般以运算器为中心，也可以以控制器为中心。

(P52-P55)8(试解释下列基本概念:机器语言、汇编语言、高级语言。

答:机器语言，最早的计算机只有机器语言，计算机能直接执行用机器语言所编的程序。

机器语言是由二进制代码表示的计算机机器指令和数据组合而成。

汇编语言，到 50 年代，人们想出了用一些具有一定含义的文字、符号和数字，按规定的格式来表示各种不同的机器指令，称为“助记符”。

例如，用“ADD”表示加法，“MOV”表示数据传输等。

再用这些助记符来编写程序，这就是汇编语言。

高级语言，也称为算法语言，它定义了一套基本符号以及怎样使用这套基本符号设计程序的规则。

算法语言比较接近数学语言，与具体机器无关，直接学习该高级语言的规则就可以使用计算机解决自己的问题，例如C、C++、Java等。

(P45-P48)9(计算机软件系统可以分为哪几类,答:计算机软件系统可以分为系统软件和应用软件两大类。

(P64)22、运用所学知识，试分析哈佛结构对比冯诺依曼结构具备哪些优点,答:哈佛结构与冯?诺依曼结构的主要区别在于其将指令和数据分别进行存储管理，而两者基本组成是相同的。

由于结构上的区别，哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率，其程序指令和数据指令分开组织和存储的，执行时可以预先读取下一条指令。

哈佛结构采用程序和数据空间独立的体系结构，目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈。

哈佛结构在并行性上要优于冯?诺依曼结构，但其实现相对复杂，在早期应用较少。

计算机系统结构习题答案计算机系统结构是计算机科学与技术领域中的一个重要分支，它涉及到计算机硬件的设计和实现，以及与软件的交互。

以下是一些常见的计算机系统结构习题及其答案。

1. 指令集架构（ISA）是什么？答案：指令集架构（ISA）是计算机体系结构中定义计算机硬件能执行的指令类型和操作方式的规范。

它包括指令的格式、操作数类型、寻址模式、寄存器组织等。

2. 流水线技术是如何提高计算机处理速度的？答案：流水线技术通过将指令执行过程分解为多个阶段，使得多个指令可以同时在不同的阶段执行，从而减少了每条指令的执行时间，提高了计算机的处理速度。

3. 什么是缓存一致性问题？答案：缓存一致性问题是指在多处理器系统中，每个处理器可能有自己的缓存，当多个处理器访问同一数据时，如果缓存数据不一致，就会产生一致性问题。

解决这个问题通常需要使用缓存一致性协议。

4. 虚拟内存是如何工作的？答案：虚拟内存是一种内存管理技术，它允许计算机使用磁盘空间作为内存的一部分。

操作系统将物理内存和磁盘空间映射，使得应用程序可以访问比物理内存更大的地址空间。

当物理内存不足时，操作系统会将不常用的数据从内存转移到磁盘，释放内存给其他程序使用。

5. 解释冯·诺伊曼结构和哈佛结构的区别。

答案：冯·诺伊曼结构是一种计算机组织方式，其中程序指令和数据使用相同的总线和存储器。

哈佛结构则将指令存储器和数据存储器分开，允许同时访问指令和数据，提高了执行效率。

6. 什么是超标量处理器？答案：超标量处理器是一种设计，允许同时执行多条指令。

这种处理器通常具有多个执行单元，可以同时处理多条指令的不同部分，从而提高性能。

7. RISC和CISC的区别是什么？答案：RISC（精简指令集计算机）使用简单、统一的指令集，每条指令执行时间短，适合流水线处理。

CISC（复杂指令集计算机）则包含更多的指令，每条指令可以执行更复杂的操作，但执行时间较长，流水线效率较低。

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。

课后习题答案（部分）第一章1 什么是冯·诺依曼机？答：冯·诺依曼在1946 年提出了一个完整的现代计算机的结构雏型，它由5 个部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

运算器负责指令的执行；控制器的作用是协调并控制计算机的各个部件按程序中排好的指令序列执行；存储器是具有记忆功能的器件，用于存放程序和需要用到的数据及运算结果；而输入／输出设备则是负责从外部设备输入程序和数据，并将运算的结果送出。

2.微处理器，微型计算机，微型计算机系统有什么联系与区别？微处理器只是一个中央处理器（CPU），由算术逻辑部件（ALU），累加器和通用寄存器组，程序计数器，时序和控制逻辑部件，内部总线等组成。

微处理器不能构成独立工作的系统，也不能独立执行程序，必须配上存储器，外部输入、输出接口构成一台微型计算机方能工作。

微型计算机由CPU，存储器，输入/输出接口电路和系统总线组成。

它已具有计算功能，能独立执行程序，但若没有输入/输出设备，数据及程序不能输入，运算结果无法显示或输出，仍不能正常工作。

以微型计算机为主体，配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。

没有配置软件的计算机称为裸机，仍然什么工作也不能做，必须配置系统软件和应用软件，这样才可以正常提供使用。

3.微处理器有哪些主要部件组成？其功能是什么？微处理器是中央处理器（CPU）。

它是由算术逻辑部件（ALU），累加器和寄存器组，指令指针寄存器IP，段寄存器，时序和控制逻辑部件，内部总线等组成。

微处理器主要部件作用：算术逻辑部件主要完成算术运算及逻辑运算。

通用寄存器组用来存放参加运算的数据、中间结果或地址。

程序计数器指向要执行的下一条指令，顺序执行指令时，每取一个指令字节，程序计数器加1。

控制逻辑部件负责对整机的控制，包括从存储器中取指令，对指令进行译码和分析，确定指令的操作及操作相应的控制信号和时序，送到微型计算机的其他部件，使CPU内部及外部协调工作。

C语言程序设计课后习题1-8参考答案解析C语言程序设计课后习题1-8参考答案习题1参考答案一、简答题1、冯诺依曼计算机模型有哪几个基本组成部分？各部分的主要功能是什么？答：冯诺依曼计算机模型是由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成的。

运算器又称算术逻辑部件，简称ALU，是计算机用来进行数据运算的部件。

数据运算包括算术运算和逻辑运算。

控制器是计算机的指挥系统，计算机就是在控制器的控制下有条不紊地协调工作的。

存储器是计算机中具有记忆能力的部件，用来存放程序和数据。

输入设备是用来输入程序和数据的部件。

输出设备正好与输入设备相反，是用来输出结果的部件。

2、简述计算机的工作原理。

答：计算机的工作原理可简单地概括为：各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来。

整个过程由控制器进行控制。

3、计算机软件系统分为哪几类？答：软件内容丰富，种类繁多，通常根据软件用途将其分为两大类：系统软件和应用软件。

系统软件是指管理、监控、维护计算机正常工作和供用户操作使用计算机的软件。

这类软件一般与具体应用无关，是在系统一级上提供的服务。

系统软件主要包括以下两类：一类是面向计算机本身的软件，如操作系统、诊断程序等。

另一类是面向用户的软件，如各种语言处理程序（像BC、VC等）、实用程序、字处理程序等。

应用程序是指某特定领域中的某种具体应用，供最终用户使用的软件，它必须在操作系统的基础上运行。

4、什么叫软件？说明软件与硬件之间的相互关系。

答：软件是指计算机程序及有关程序的技术文档资料。

两者中更为重要的是程序，它是计算机进行数据处理的指令集，也是计算机正常工作最重要的因素。

在不太严格的情况下，认为程序就是软件。

硬件与软件是相互依存的，软件依赖于硬件的物质条件，而硬件则需在软件支配下才能有效地工作。

在现代，软件技术变得越来越重要，有了软件，用户面对的将不再是物理计算机，而是一台抽象的逻辑计算机，人们可以不必了解计算机本身，可以采用更加方便、更加有效地手段使用计算机。

计算机组成原理课后习题答案计算机组成原理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，它涉及到计算机硬件的各个层次和组成部分，包括计算机的基本原理、逻辑设计、处理器结构、存储器层次结构、输入输出系统等。

通过学习这门课程，可以帮助我们深入了解计算机的工作原理和内部结构，为我们今后的学习和工作打下坚实的基础。

以下是一些常见的计算机组成原理课后习题及其答案，供大家参考。

1. 什么是冯·诺依曼体系结构？它有哪些特点？答：冯·诺依曼体系结构是一种将计算机硬件和软件分离的计算机结构，它的特点包括：存储程序控制、存储器和运算器的分离、按地址访问存储器和指令和数据共享存储器等。

2. 什么是指令周期和时钟周期？答：指令周期是指执行一条完整指令所需要的时间，包括取指令、译码、执行、访存和写回等阶段。

时钟周期是指计算机系统中时钟信号的一个完整周期，它是计算机操作的基本单位。

3. 什么是流水线技术？它有什么优点和缺点？答：流水线技术是将一个完整的指令执行过程分为多个阶段，并在不同的时钟周期上同时执行多条指令，以提高计算机的执行效率。

它的优点包括提高了指令执行的并行度和吞吐量，缩短了指令的执行时间。

缺点则包括硬件复杂度增加、流水线冒险和分支预测错误等问题。

4. 什么是存储器层次结构？它有什么作用？答：存储器层次结构是指计算机系统中由多级存储器组成的存储层次结构，包括高速缓存、主存和辅助存储器等。

它的作用是通过在不同层次的存储器之间进行数据传输和存储，以提高计算机的存取速度和效率。

5. 什么是中断和异常？它们有什么区别？答：中断是指计算机在执行过程中遇到的某些特殊事件，如外设请求、时钟中断等，需要中断当前正在执行的程序，并转去处理其他任务。

异常是指在程序执行过程中发生的一些错误或异常情况，如除零错误、越界访问等。

区别在于中断是由外部事件触发的，而异常是由程序内部错误触发的。

6. 什么是指令流水线冒险？如何解决冒险问题？答：指令流水线冒险是指由于指令之间的依赖关系或其他原因导致流水线中的指令无法按照顺序执行，从而降低了流水线的效率。