计算机组成原理课后答案解析.docx
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计算机组成原理是计算机科学的基础,它涉及计算机系统的基本构造、工作原理和设计方法。本章主要探讨了以下几个关键知识点: 1. **计算机系统**:计算机系统由计算机硬件、软件和数据通信设备组成,是一个物理或逻辑上的综合实体。硬件包括实际可见的组件,如处理器、内存、输入/输出设备等;软件则是指运行在硬件上的程序和相关数据。 2. **计算机硬件与软件的关系**:硬件和软件在计算机系统中同等重要,它们互相依赖。硬件提供计算平台,而软件则利用这些硬件资源执行任务。 3. **计算机系统的层次结构**:计算机系统有多个层次,从底层的微程序机器到高层的虚拟机。实际机器(M1)通过虚拟化技术向上扩展,形成不同级别的抽象,而底层的微程序机器(M0)负责硬件的控制。 4. **编程语言的差异**:机器语言是二进制代码,直接被计算机执行;汇编语言使用助记符,简化了机器语言的复杂性;高级语言如C、Java等,更接近人类语言,具有更强的通用性和可移植性。 5. **计算机组成与体系结构**:计算机体系结构是程序员看到的计算机特性,如指令集、总线结构等;计算机组成则关注如何实现这些特性,包括硬件的具体实现和微架构。 6. **冯·诺依曼计算机的特点**:冯·诺依曼模型的计算机由五大部件组成——运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。数据和指令以相同的形式存储,通过运算器进行处理,由控制器协调执行。 7. **计算机硬件组成**:运算器处理算术和逻辑运算,控制器控制指令执行,主存储器存储程序和数据,输入/输出设备用于数据交换。硬件的关键技术指标包括机器字长、存储容量、运算速度等。 8. **计算机中的主要寄存器**:CPU包括运算器(包含累加器ACC、乘商寄存器MQ等)和控制器(包含程序计数器PC、指令寄存器IR等)。主存由存储地址寄存器MAR、存储数据寄存器MDR等组成。 9. **存数和加法指令的信息流程**:存数指令涉及PC、MAR、MDR和IR,加法指令则涉及ALU运算以及ACC和X寄存器的交互。在特定条件下,寄存器位数与存储字长、指令字长和机器字长相关。 10. **牛顿迭代法求平方根**:通过迭代公式求解平方根,初始值设为1,精度设为ε。在计算机程序中,可能需要定义相应的指令,如除法、减法和取绝对值,以逐步逼近目标值。 以上是计算机组成原理中关于计算机系统、层次结构、编程语言、冯·诺依曼模型、硬件组成、指令执行流程以及数值计算方法的一些基本知识点。这些内容对于理解计算机的工作原理至关重要,也是学习计算机科学的基础。
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