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计算机组成原理课后习题及答案-唐朔飞(完整版).ppt

组成原理

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该文件包含第一章计算机系统概论到第八章CPU的结构和功能的课题后习题及其详细的解答，适合初学者参考学习。

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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。

•

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。

•

PC ： Program Counter ，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成

下一条指令地址。

•

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

辑运算。

•

ACC ： Accumulator ，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存

器。

•

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，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

部和外界信息的转换与传送。

•

MIPS ： Million Instruction Per Second ，每秒执行百万条指令数，为计算机运算速度指标的一种

计量单位。

•

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。

•

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 ， A

CC→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。

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