白中英《计算机组成原理》(第5版)笔记和课后习题详解

• 按字节编址：一个存储单元存放一个字节。 • 按字编址：一个存储单元存放一个字。
例如一个16位二进制字存储单元可以存放两个字节。
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3.1.3 主存储器的技术指标
1、存储容量
指一个存储器所能容纳的二进制信息的总量。
•以比特表示容量。（bit）
•以字节数表示容量。（Byte） 如：某计算机存储器的容量为 16K ×16。
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字和位同时扩展的连接方式： ＊ 各芯片的片内地址线、读/写控制线均对应地并接在地址和控制总线的 对应位上； ＊ 由高位地址（n位）译码产生2n个片选信号，决定芯片分成2n个组； ＊ 由数据线决定每组的芯片片数。
存储器模块条


存储器通常以插槽用模块条形式供应市场。这种模块条常称 为内存条，它们是在一个条状形的小印制电路板上，用一定 数量的存储器芯片，组成一个存储容量固定的存储模块。 内存条有 30 脚、 72 脚、 100 脚、 144 脚、 168 脚、 184 脚、 240 脚等多种形式。
• SDRAM与CPU的数据交换同步于外部的系统时钟信号，
并且以 CPU/存储器总线的最高速度运行，而不需要插入 等待状态。
数不满足存储器单元数要求时，需进行字扩展。

字位同时扩展法
• 当芯片的单元数和单元的数据位均不满足存储器的要求
时需要进行字和位的同时扩展。
存储器系统的存储容量： 2M×N位
使用芯片的存储容量：2L×K位(L≤M，K≤N)
需要存储器芯片个数：(2M×N)/(2L×K)
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1．位扩展

当芯片的单元数满足存储器单元数的要求，但单元 中的位数不满足要求时，需要进行位扩展。

计算机组成原理答案白中英计算机组成原理答案-白中英计算机组成原理（答案）第一章答案1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。

求解：演示计算机的特点：数值由已连续量去则表示，运算过程就是已连续的；数字计算机的特点：数值由数字量（线性量）去则表示，运算按十一位展开。

两者主要区别见到p1表中1.1。

2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？求解：分类：数字计算机分成专用计算机和通用型计算机。

通用型计算机又分成巨型机、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．数字计算机存有那些主要应用领域？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？求解：冯.诺依曼型计算机的主要设计思想就是：存储程序和程序控制。

存储程序：将解题的程序（指令序列）放置至存储器中；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。

主要组成部分存有：控制器、运算器、存储器、输出设备、输出设备。

5．什么就是存储容量？什么就是单元地址？什么就是数据字？什么就是指令字？求解：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去度量，存储容量越大，则表示计算机所能够存储的信息量越多，充分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：若某计算机字就是运算操作方式的对象即为代表必须处置的数据，则表示数据字。

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？求解：指令：计算机所继续执行的每一个基本的操作方式。

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为数据信息。

计算机组成原理课后答案白中英主编第五版在学习计算机组成原理这门课程时，课后习题的答案对于我们理解和巩固所学知识至关重要。

白中英主编的第五版教材是众多学子在这一领域探索的重要指引。

首先，让我们来谈谈计算机系统概论部分的课后答案。

在这一部分，我们了解到计算机的发展历程和基本概念。

比如，关于计算机的分类，答案会清晰地指出按照不同的标准，如处理数据的方式、性能和规模等，可以将计算机分为不同的类型。

对于计算机的性能指标，答案会详细解释诸如主频、字长、存储容量等参数的含义和作用，帮助我们准确理解计算机性能的衡量标准。

在运算方法和运算器这一章节，课后答案对于各种运算的讲解十分详尽。

比如加法运算，答案会从最基本的二进制加法开始，逐步深入到补码加法、溢出判断等复杂的运算规则。

对于乘法运算，会介绍原码乘法、补码乘法的算法，并通过具体的例子让我们明白运算的过程。

在运算器的组成方面，答案会清晰地指出各个部件的功能和作用，如算术逻辑单元（ALU）、寄存器等，使我们能够构建起一个完整的运算器概念。

存储系统是计算机组成原理中的重要内容。

课后答案在这方面会深入解析存储器的分类，如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等的特点和应用场景。

对于存储容量的扩展，答案会提供具体的方法和步骤，让我们能够根据实际需求灵活地扩展存储器的容量。

在高速缓冲存储器（Cache）的问题上，答案会解释其工作原理、命中率的计算以及如何优化Cache的性能，使我们明白Cache对于提高计算机性能的重要性。

指令系统部分的课后答案则专注于指令的格式和编码。

通过对各种指令格式的分析，我们可以理解指令是如何被计算机识别和执行的。

答案还会涉及指令的寻址方式，如直接寻址、间接寻址等，让我们明白计算机是如何通过不同的寻址方式获取操作数的。

中央处理器（CPU）章节的答案会详细阐述CPU的功能和组成。

从控制器的指令周期、时序产生器，到运算器的ALU设计，答案都提供了清晰的思路和解释。

4.6　ARM汇编语言汇编语言是计算机机器语言（二进制指令代码）进行符号化的一种表示方式，每一个基本汇编语句对应一条机器指令。

为了有一个完整概念，表4．13列出了嵌人式处理机ARM的汇编语言。

其中操作数使用16个寄存器（r0，rl～rl2，SP，Ir，PC），230个存储字（字节编址，连续的字的地址之间相差4）指令类别指令示例含义说明加ADDrl，r2，r3rl=r2+r3三寄存器操作数算数运算减SUBrl，r2，r3rl=r2—r3三寄存器操作数取数（字）至寄存器LDRrl，[r2，#20]r1=存储单元[r2+20]内存单元至寄存器字传送白寄存器存数（字）STRrl,[r2，#20]存储单元[r2+20]=r1寄存器至内存单元字传送取半字数至寄存器LDRHrl,[r2，#2r1=存储单元内存单元至寄存器在进行汇编语言程序设计时，可直接使用英文单词或其缩写表示指令，使用标识符表示数据或地址，从而有效地避免了记忆二进制的指令代码，不再由程序设计人员为指令和作功能。

用编辑程序建立好的汇编语言源程序，需要经过系统软件中的“汇编器”翻译为机器语言程序之后，才能交付给计算机硬件系统去执行。

本章小结：一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。

指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也影响到系统软件。

指令格式是指令字用二进制代码表示的结构形式，通常由操作码字段和地址码字段组成。

操作码字段表征指令的操作特性与功能，而地址码字段指示操作数的地址。

目前多采用二地址、单地址、零地址混合方式的指令格式。

指令字长度分为：单字长、半字长、双字长三种形式。

高档微机采用32位长度的单字长形式。

形成指令地址的方式，称为指令寻址方式。

有顺序寻址和跳跃寻址两种，由指令计数器来跟踪。

形成操作数地址的方式，称为数据寻址方式。

操作数可放在专用寄存器、通用寄存器、内存和指令中。