计算机组成原理答案(第二版) .doc

【计算机组成原理】是计算机科学和技术领域的基础课程，主要研究计算机系统的硬件结构和工作原理。在第二版的《计算机组成原理答案》文档中，涉及的知识点涵盖了计算机系统的基础概念、冯·诺依曼计算机的特点以及计算机硬件的核心组件。 1. **计算机系统、计算机硬件和计算机软件**： - 计算机系统是由计算机硬件系统和软件系统组成的整体，两者缺一不可。硬件是指计算机中的电子线路和物理装置，如CPU、内存、硬盘等；软件则是指运行在硬件上的程序和相关资料，如操作系统、应用程序等。硬件提供计算和数据处理的能力，而软件则赋予硬件执行特定任务的指令，它们相互依赖，共同构成了功能完备的计算机系统。 2. **冯·诺依曼计算机的特点**： - 冯·诺依曼计算机遵循五大组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 - 存储程序概念：指令和数据存储在存储器中，可以按地址访问。 - 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，地址码指向操作数的位置。 - 顺序执行：指令通常按存储器中的顺序自动取出执行。 - 以运算器为中心：运算器负责执行算术和逻辑运算，是计算机硬件的核心。 3. **计算机硬件组件及其功能**： - **CPU**：中央处理器，包含运算器和控制器，是计算机的主体。 - **主存**：主要工作存储器，用于存储当前运行的程序和数据，具有随机存取特性。 - **存储单元**：存储器中每个可寻址的单位，可以存放一个机器字。 - **存储元件**：最小的存储单位，存储单个二进制位，不能单独存取。 - **其他寄存器**：如程序计数器PC、指令寄存器IR、控制单元CU、算术逻辑单元ALU等，各自承担着指令地址计算、指令读取、指令解码、运算执行等关键任务。 4. **相关英文缩写**： - CPU：中央处理单元 - PC：程序计数器 - IR：指令寄存器 - CU：控制单元 - ALU：算术逻辑单元 - ACC：累加器 - MQ：乘商寄存器 - X：操作数寄存器 - MAR：存储器地址寄存器 - MDR：存储器数据缓冲寄存器 - I/O：输入/输出设备 - MIPS：每秒百万指令数 - CPI：每条指令周期数 - FLOPS：每秒浮点运算次数 5. **指令执行过程**： - 对于存数指令"STA M"和加法指令"ADD M"，文档描述了指令从取指令到执行的流程，包括PC的更新、指令读取、地址计算、数据传输以及运算器的操作。 6. **主机框图**： - 主机框图描绘了计算机硬件的主要组成部分及其信息流，如PC向MAR传递地址，从存储器读取或写入数据，指令和数据在不同寄存器之间的传递等。 在指令字长、存储字长和机器字长相等的情况下，例如对于一个256M*32位的主存，寄存器的位数通常会与机器字长一致，即32位，以便能够完整地存储一个存储单元的内容或一条指令。 以上内容涵盖了《计算机组成原理答案》中第一章的主要知识点，这些基础知识对于理解和设计计算机系统至关重要。学习这些概念有助于深入理解计算机的工作原理，为进一步学习计算机体系结构、编译原理、操作系统等高级主题打下坚实基础。