白中英计算机组成原理课后习题答案

### 白中英《计算机组成原理》课后习题答案解析 #### 第一章 **1. 模拟计算机与数字计算机的区别** - **模拟计算机**：其特点是使用连续信号来表示数据，处理过程也是连续的。模拟计算机通过电压的变化来表达数据的不同状态，采用电压组合和测量值的方式进行计算，通过面板上的连线来实现控制。 - **数字计算机**：使用离散的0和1来表示数据，处理过程基于位运算，通过程序控制计算流程。相较于模拟计算机，数字计算机具有更高的精确度、更大的数据存储能力和更强的逻辑处理能力。 **2. 数字计算机的分类** - **专用计算机**与**通用计算机**：这两种类型的计算机主要是依据效率、速度、价格、运行的经济性和适应性等方面来进行区分的。专用计算机适用于特定任务，而通用计算机则能应对多种不同类型的任务需求。 **3. 计算机的应用领域** - 科学计算 - 自动控制 - 测量与测试 - 信息处理 - 教育与医疗卫生 - 家用电器 - 人工智能 **4. 计算机的设计思想与组成部分** - 主要设计思想：存储程序通用电子计算机方案 - 组成部分： - 运算器：负责执行算术和逻辑运算 - 控制器：协调计算机各个部件的工作 - 存储器：用于存放程序和数据 - 输入设备：将外部数据输入到计算机中 - 输出设备：将计算机处理后的结果输出 **5. 存储器的基本概念** - 存储器的存储容量指的是所有存储单元的数量总和。 - 单元地址用于唯一标识每一个存储单元。 - 数据字是指存储单元中的数据，而指令字则是指存储单元中的指令。 **6. 指令与程序的概念** - 基本操作构成指令。 - 一系列有序的指令组成程序，用于解决特定问题。 **7. 取指周期与执行周期** - 取指周期从内存读取的是指令流。 - 执行周期从内存读取的数据既可以是操作数，也可以是指令。 **8. 内存与外存的区别** - 内存通常指半导体存储器，访问速度快。 - 外存如磁盘存储器和光盘存储器，容量较大，但访问速度较慢。 - 中央处理器（CPU）负责处理数据和控制计算机的操作。 - 适配器作为主机与外设之间的桥梁，确保它们能够协同工作。 **9. 系统软件与应用软件** - **系统软件**：包括操作系统等，用于管理计算机资源、提供开发环境和支持应用软件运行。 - **应用软件**：由用户编写，用于解决特定问题。 **10. 编程语言的发展** - **手编程序/目的程序**：早期使用的机器语言编程方式。 - **汇编语言**：一种低级语言，比机器语言更易于理解和编写。 - **算法语言/源程序**：高级语言，如C++、Java等，易于理解且跨平台。 - **编译系统/解释系统**：用于将源代码转化为目标代码或直接执行。 **11. 计算机系统的分级** - 微程序设计级 - 一般机器级 - 操作系统级 - 汇编语言级 - 高级语言级 - 分级结构有助于理解计算机的整体架构。 **12. 软件与硬件的关系** - 任何操作都可以通过软件或硬件来实现。 - 指令执行既可以通过硬件完成，也可以通过软件来完成。 - 软件与硬件之间存在逻辑等价性。 #### 第二章 **1. 数字表示与运算** - **(3) 补码表示** - `-127` 的补码表示为 `10000001` - **(4) 不同编码方式** - `-1` 在不同编码方式下的表示 - **(5) 补码表示** - `-1` 的补码为 `11111111` **2. 浮点数表示** - **字长32位的浮点数** - 阶码10位，采用移码表示 - 尾数22位，采用补码表示 - 基数为2 - **最大数的表示** - 最大数的阶码为 `111111111`，尾数为 `0.111111111111111111111`（共22位全为1） 以上内容总结了《计算机组成原理》课程中关于计算机基本概念、硬件组成、指令与程序、存储器、软件等方面的基础知识，以及第二章中关于数字表示、补码运算和浮点数表示的具体示例，帮助学生深入理解这些核心概念。