计算机组成原理第二版课后习题答案全

### 计算机组成原理核心知识点解析 #### 1. 计算机系统与组成要素 计算机系统由**计算机硬件系统**和**软件系统**共同构成。其中，**硬件**指的是计算机内部的物理设备，包括处理器、存储器、输入输出设备等；而**软件**则是指运行在硬件上的程序和数据，它们是计算机执行任务的指令集合。 **硬件**与**软件**的关系是相辅相成的，没有硬件，软件无法运行；没有软件，硬件则无法实现其设计的功能。因此，两者的重要性难以区分，都是计算机系统不可或缺的部分。 #### 2. 冯•诺依曼体系结构特点 冯•诺依曼计算机体系结构是现代计算机设计的基础，其关键特性包括： - **五大部分组成**：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。 - **存储统一**：指令和数据均以同等地位存储在存储器中，且可以按地址访问。 - **二进制编码**：所有信息（指令和数据）均采用二进制形式表示。 - **指令结构**：指令由操作码和地址码组成，操作码指示操作类型，地址码指示操作数位置。 - **顺序执行**：指令在存储器中顺序存放，通常按地址顺序自动执行。 - **运算器中心**：在原始的冯•诺依曼计算机中，运算器是整个系统的中心。 #### 3. 计算机系统核心概念解释 - **主机**：包含CPU和主存储器，是计算机硬件的核心部分。 - **CPU**（中央处理器）：计算机的“大脑”，由运算器和控制器组成，负责执行指令和控制计算机操作。 - **主存**（主存储器）：用于存放正在运行的程序和数据，支持随机访问。 - **存储单元**：存储一个机器字的独立单元，具有唯一地址。 - **存储元件**：存储一位二进制信息的物理元件，是最小的存储单位，不可单独访问。 - **存储字**：一个存储单元中存放的二进制代码集合。 - **存储字长**：存储单元内二进制代码的位数。 - **存储容量**：存储器所能存储的二进制代码总量。 - **机器字长**：CPU一次能处理的二进制数据位数，通常与寄存器位数一致。 - **指令字长**：一条指令的二进制代码长度。 #### 4. 关键英文缩写及其含义 - **CPU**：Central Processing Unit，中央处理器，控制和执行指令。 - **PC**：Program Counter，程序计数器，指向当前指令的地址。 - **IR**：Instruction Register，指令寄存器，存储当前执行的指令。 - **CU**：Control Unit，控制单元，生成微操作命令序列。 - **ALU**：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元，执行算术和逻辑运算。 - **ACC**：Accumulator，累加器，存储操作数和结果的寄存器。 - **MQ**：Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，用于乘法和除法操作。 - **X**：操作数寄存器，存放操作数的寄存器。 - **MAR**：Memory Address Register，存储器地址寄存器，存储要访问的存储单元地址。 - **MDR**：Memory Data Register，存储器数据寄存器，临时存放从存储单元读出或要写入的数据。 - **I/O**：Input/Output，输入/输出设备，用于计算机内外部信息交换。 - **MIPS**：Million Instructions Per Second，每秒执行百万条指令数，衡量计算速度。 - **CPI**：Cycles Per Instruction，每条指令执行所需的时钟周期数。 - **FLOPS**：Floating Point Operations Per Second，每秒浮点运算次数，衡量计算能力。 以上内容详细阐述了计算机组成原理中的关键知识点，包括计算机系统的基本概念、冯•诺依曼体系结构的特点、核心概念解释以及常见英文缩写的含义，旨在加深对计算机硬件与软件系统基础的理解。